高中物理第5章能源与可持续发展1能源与人类生存的关系2能源利用与环境问题3可持续发展战略学业分层测评教科版选修3-3

能源与人类生存的关系能源利用与环境问题可持续发展战略建议用时45分钟[学业达标]1．下列说法中正确的是　　A．水能和风能是“可再生能源”B．太阳能是一种清洁能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大E．水力发电站的电能最终来自于水的机械能【解析】　水能和风能是“可再生能源”，A正确；太阳能是清洁能源，B正确；沼气是人们开发的新能源，C正确；核能对环境的污染比常规能源较小，D错误；水力发电的能量来源于太阳能，E错．【答案】　ABC2．“能源分类相关图”如图5­1­3所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是　　图5­1­3A．煤炭B．太阳能C．风能D．潮汐能E．核能【解析】　同时具备太阳能、新能源及可再生能源三个条件的有B、C、D三个选项．【答案】　BCD3．关于自行车、电动自行车、普通汽车、高铁动车组、大型轮船消耗能源的类型，下列正确的对应关系是　　【导学号74320068】A．自行车—生物能B．电动自行车—电能C．普通汽车—化学能D．高铁动车组—化学能E．大型轮船—风能【解析】　高铁动车组消耗的是电能，大型轮船消耗的是化学能，故A、B、C正确．【答案】　ABC4．关于“温室效应”，下列说法正确的是　　A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D．“温室效应”使得土壤酸化E．“温室效应”使土地干旱，沙漠化面积增大【解析】　“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化沙漠化面积增大等，故B、C、E选项正确．【答案】　BCE5．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作燃料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汽车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括　　A．原料来源广B．储存方便C．制备工气廉价D．易燃烧E．热值高【解析】　氢易燃烧、热值高，原料来源广，但储存难、制备成本高，故A、D、E正确．【答案】　ADE6．太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源．划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格．

①石油　

②地热能　

③核能　

④天然气　

⑤风能

⑥潮汐能类别编号新能源常规能源【解析】　常规能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源，主要包括煤、石油、天然气等；新能源是指尚未被大规模利用或利用历史短的能源，如地热能、核能、风能、潮汐能等．注意“风能”作为新能源的利用方式是风力发电．【答案】　

②③⑤⑥　

①④7．有下列各种能源A.天然气　B．水能　C．石油　D．核能　E．地热能　F．电能　G．太阳能　H．潮汐能其中属于不可再生能源的有________；属于二次能源的有________；属于化石能源的有________．【解析】　根据能源的产生和利用情况进行分类，不可再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工转换成的另一种形态的能源，有F；化石能源有A、C.【答案】　A、C、D　F　A、C

8.“中国馆”世博中心和主题馆等主要场馆如图5­1­4所示，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最．总发电装机容量达到

4.6×103kW.设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为

1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为________m

2.【导学号74320069】图5­1­4【解析】　设P＝

4.6×103kW，发电效率η＝18%，地球表面每平方米接收到太阳能的功率P0＝

1.353kW，则由能量转化与守恒得P＝P0×S×η代入数据，解得S＝

1.9×104m

2.【答案】　

1.9×104[能力提升]9．下列关于能量耗散的说法，正确的是　　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降低E．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失【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；耗散在环境中的内能无法再被利用，B项对；其他形式的能可以自发全部转化为内能，C项对；能量耗散能量既没有减少，也没有消失，故E错．【答案】　BCD10．为了开发新能源，某同学设想了一个利用氢能的方案，图5­1­5是它的示意图．请你判断这一方案的可行性，并说明理由．图5­1­5判断________.填“可行”或“不可行”理由_________________________________________________________________________________________________________________.【解析】　不可行；

①违反了能量守恒定律；

②此流程每个环节皆消耗能量，因此不可能实现；

③这种流程类似永动机，是不可能的．【答案】　见解析11．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Qm3/s，落差为hm，发电效率为η，则该电站全年的发电量kW·h约是多少？g取10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3【导学号74320070】【解析】　每秒钟水能转化为电能的量为E＝ηQρgh，也就是发电功率，所以一年内的发电量E′＝365×24×3600××10－6ηQghkW·h≈

8.8×104ηQhkW·h．【答案】　

8.8×104ηQhkW·h

12.如图5­1­6所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10V　9W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为

0.3m2，平均1小时得到的太阳辐射能为

0.4×106J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时．问图5­1­61太阳能节能灯的能量转化情况；2太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率为多少？3太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？【解析】　1能量转化太阳能→电能→光能热能．2电池板单位面积上接收功率P＝W＝

370.4W.3节能灯效率η＝×100%≈10%.【答案】　1见解析　

2370.4W　310%。