【精准解析】人教版物理选修3-3课后作业：10.6 能源和可持续发展

限时：45分钟总分：100分

一、单项选择题(每小题7分，共49分)

1．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题．对此，以下措施可行的是(A)

A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品

B．关闭现有的火力发电站

C．各地都要兴建水力和风力发电站

D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代

解析：受地域环境的限制，风力、水力发电站不能在各地兴建，因而不能关闭火力发电站，故B、C错；受技术限制，核能和太阳能尚未大规模被利用，所以也不能停止使用石油资源，故D错误．2．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是(B)

A．能源是有限的，无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的

C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护

D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径

解析：能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，但由于能量耗散，所以仍存在能源危机问题．

3．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产生化的目标迈进．氢能具有的优点包括(A)

①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便

④制备工艺廉价易行

A．①②B．①③

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C．③④D．②④

解析：氢能是易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确．

4．在研究性学习的过程中，同学们提出了以下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的(D)

A．制作一个内能回收器，将散失在周围环境中的内能全部收回再利用

B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度

C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝

D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题

解析：系统的内能流失到周围环境中，不可能全部收回再利用，A错；温度不能无限降低，绝对零度不可能达到，B错；扩散现象具有方向性，逆过程不可能自发进行，C错；太阳能可以用来发电和进行加热，D正确．

5．下列叙述中不正确的是(B)

A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量

B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏

C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因

D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一

解析：城市的空气污染一方面来自工业，另一方面来自机动车尾气的排放；氟是促使臭氧分解的催化剂，所以无氟冰箱的使用会降低对臭氧层的破坏；二氧化碳的性质决定了它能引起温室效应，现在大气中二氧化碳的浓度日益增大；由于塑料极难分解，所以“白色污染”成了当前环境保护的重大问题之一．

6．下列关于能量耗散的说法，不正确的是(A)

A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律

B．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用

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C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的

D．能量耗散导致能量品质的降低

解析：能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，故A错、D对；耗散的内能无法再被利用，B项对；各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的，因为此过程除了转化为内能还是内能，C项对．故选A.

7．作为新型燃料，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是(C)

A．在自然界里存在氢气

B．氢气轻，便于携带

C．燃烧氢气无污染

D．氢气燃烧发热量高

解析：氢气燃烧生成水，所以对环境无污染．

二、多项选择题(每小题9分，共27分)

8．二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射热进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应．这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点，以下说法成立的是(ABC)

A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高

B．经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命

C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高

D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的能转化为内能

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解析：地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律．由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，这是必需的现象，进而导致当时地球的气温很高．地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了生命适合生存的条件．由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高．生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生热．四个选项都很正确，但就温室效应这一点而言，A、B、C 是正确的．

9．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境．最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”．下列有关说法中正确的是(ACD)

A．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

B．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化C．该技术实现了煤的清洁利用

D．该技术实现了煤的高效利用

解析：煤粉加压气化制备合成气中既有物理变化，又有化学变化，A正确，B错误；该技术使煤得以高效良好利用又环保，C、D正确．10．下列对能量耗散的理解，正确的有(BD)

A．能量耗散说明能量在不断减少

B．能量耗散遵守能量守恒定律

C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性

解析：在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、

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5C 错．

三、非选择题(共24分)

11．(12分)某地的平均风速为5m/s ，已知空气密度是1.2kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m 的圆面，如果这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多少？

答案：3.4kW

解析：首先可以求在时间t 内作用于风车的气流质量为m ＝

πr 2v tρ，这些气流的动能为12m v 2，转变的电能为E ＝12

m v 2×10%，故风车带动电动机功率为P ＝E t ＝12

πr 2ρv 3×10%代入数据以后得P ≈3.4kW.

12．(12分)太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m 2地面上在1s 内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J ．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．

晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：

(1)晓阳家每天大约需要100kg 热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？

(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳家每天可节约多少电能？

答案：(1)3.9h (2)2.9kW·h

6解析：(1)设T 为光照时间，k ＝1.0×103J/(s·m 2)，Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103×100×20J ＝8.4×106J 太阳能热水器传给水的热量Q 放＝kSTη因为Q 吸＝Q 放，

所以T ＝Q 放kSη＝8.4×106

1.0×103×1.5×40%s ＝1.4×104s ≈3.9h

(2)由Q 电＝Wη得

W ＝Q 电η1＝

8.4×106

0.8J ＝1.05×107J ≈2.9kW·h.

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