高中物理第5章能源與可持續(xù)發(fā)展51能源利用與環(huán)境污染52能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)53節(jié)約能源保護(hù)資源與可持續(xù)發(fā)

5.1能源利用與環(huán)境污染5.2能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)5.3節(jié)約能源、保護(hù)資源與可連續(xù)發(fā)展(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．水能細(xì)風(fēng)能是“可再生能源”B．太陽(yáng)能是一種干凈能源C．沼氣是一種新能源D．核能對(duì)環(huán)境的污染比老例能源對(duì)環(huán)境的污染更大E．水力發(fā)電站的電能最以后自于水的機(jī)械能【剖析】水能細(xì)風(fēng)能是“可再生能源”，A正確．太陽(yáng)能是干凈能源，B正確．沼氣是人們開發(fā)的新能源，C正確．核能對(duì)環(huán)境的污染比老例能源較小，D錯(cuò)誤．水力發(fā)電的能量最后本源于太陽(yáng)能，E錯(cuò)．【答案】ABC2．“能源分類相關(guān)圖”如圖5-1-3所示，以下四組選項(xiàng)中，全部吻合圖中陰影部分的能源是( )圖5-1-3A．煤炭B．太陽(yáng)能C．風(fēng)能D．潮汐能E．核能【剖析】同時(shí)具備太陽(yáng)能、新能源及可再生能源三個(gè)條件的有B、C、D三個(gè)選項(xiàng)．【答案】BCD3．關(guān)于自行車、電動(dòng)自行車、一般汽車、高鐵動(dòng)車組、大型輪船耗資能源的種類，下列正確的對(duì)應(yīng)關(guān)系是( )A．自行車—生物能B．電動(dòng)自行車—電能1/5C．一般汽車—化學(xué)能D．高鐵動(dòng)車組—化學(xué)能E．大型輪船—風(fēng)能【剖析】高鐵動(dòng)車組耗資的是電能，大型輪船耗資的是化學(xué)能，故A、B、C正確．【答案】ABC4．關(guān)于“溫室效應(yīng)”，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．太陽(yáng)能紛至沓來地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B．石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中的二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C．“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D．“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化E．“溫室效應(yīng)”使土地干旱，沙漠化面積增大【剖析】“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量．它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升、淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化、沙漠化面積增大等，故B、C、E選項(xiàng)正確．【答案】BCE5．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展遠(yuǎn)景優(yōu)異，用氫作燃料的燃料電池汽車備受喜歡．我國(guó)擁有完好自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池汽車“超越三號(hào)”，已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)．氫能擁有的優(yōu)點(diǎn)包括( )A．原料本源廣B．儲(chǔ)蓄方便C．制備工氣廉價(jià)D．易燃燒E．熱值高【剖析】氫易燃燒、熱值高，原料本源廣，但儲(chǔ)蓄難、制備成本高，故A、D、E正確．【答案】ADE6．太陽(yáng)能是干凈的新能源，為了環(huán)保，我們要減少使用像煤炭這樣的老例能源而大力開發(fā)新能源．劃分以下能源的種類，把編號(hào)填入相應(yīng)的表格．①石油②地?zé)崮堍酆四堍芴烊粴猗蒿L(fēng)能⑥潮汐能種類編號(hào)新能源老例能源【剖析】老例能源是指技術(shù)較為成熟且被大規(guī)模利用的能源，主要包括煤、石油、天然氣等；新能源是指還沒有被大規(guī)模利用或利用歷史短的能源，如地?zé)崮?、核能、風(fēng)能、潮汐能等．注意：“風(fēng)能”作為新能源的利用方式是風(fēng)力發(fā)電．【答案】②③⑤⑥①④2/57．有以下各種能源：A.天然氣B．水能C．石油D．核能E．地?zé)崮蹻．電能G．太陽(yáng)能H．潮汐能其中屬于不能再生能源的有；屬于二次能源的有；屬于化石能源的有．【剖析】依照能源的產(chǎn)生和利用情況進(jìn)行分類，不能再生能源有A、C、D；二次能源是一次能源加工變換成的另一種形態(tài)的能源，有F；化石能源有A、C.【答案】A、C、DFA、C8．為了開發(fā)新能源，某同學(xué)設(shè)想了一個(gè)利用氫能的方案，圖5-1-4是它的表示圖．請(qǐng)你判斷這一方案的可行性，并說明原由.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35500050】圖5-1-4判斷：.(填“可行”或“不能行”)原由：.【剖析】不能行；①違反了能量守恒定律；②此流程每個(gè)環(huán)節(jié)皆耗資能量，因此不能能實(shí)現(xiàn)；③這種流程近似永動(dòng)機(jī)，是不能能的．【答案】見解析[能力提升]“中國(guó)館”世博中心和主題館等主要場(chǎng)館，太陽(yáng)能的利用規(guī)模達(dá)到了歷屆世博會(huì)之最．總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.6×103kW.設(shè)太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率為18%，已知地球表面每2平方米接收太陽(yáng)能的平均輻射功率為1.353kW，那么所使用的太陽(yáng)能電池板的總面積為m.圖5-1-53/5【剖析】設(shè)P＝4.6×103η＝18%，地球表面每平方米接收到太陽(yáng)能的kW，發(fā)電效率功率0＝1.353kW，則由能量轉(zhuǎn)變與守恒得：＝0××ηPPPS代入數(shù)據(jù)，解得S＝1.9×104m2.【答案】1.9×10410．水能是可再生能源，可連續(xù)地利用水能來發(fā)電，為人類供應(yīng)“干凈”的能源．若一水力發(fā)電站水流的平均流量為Q(m3/s)，落差為h(m)，發(fā)電效率為η，則該電站全年的發(fā)電量(kW·h)約是多少？(g取10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3)【剖析】每秒鐘水能轉(zhuǎn)變成電能的量為＝，也就是發(fā)電功率，因此一年內(nèi)EηQρgh的發(fā)電量E′＝365×24×3600×3.16×10－6ηQρgh(kW·h)8.8×104ηQh(kW·h)．【答案】8.8×104ηQh(kW·h)11．風(fēng)力發(fā)電作為一種無污染、低成本的電力產(chǎn)業(yè)，發(fā)展遠(yuǎn)景廣闊，我國(guó)風(fēng)力資源豐富，到2000年終，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總裝機(jī)容量已達(dá)264萬千瓦．風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成葉輪的動(dòng)能，再將葉輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35500051】圖5-1-6設(shè)空氣的密度為ρ，每個(gè)葉輪的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，正對(duì)葉輪的水平風(fēng)速為v，整個(gè)發(fā)電機(jī)的效率為η，那么每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率P為多大？(2)我國(guó)研制的WD-646型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每個(gè)葉輪L＝22m，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15m/s時(shí)，其輸出電功率可達(dá)600kW.求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能的總效率η.(空氣的密度為1.29kg/m3)【剖析】(1)m＝ρSvt＝ρπL2vt4/512123Ek＝2mv＝2πρLvtηEk123P＝t＝2πηρLv.123(2)由P＝πηρLv22得η＝23πρLv×100%2×600×1033.14×1.29×222×153×100%＝18%.123【答案】(1)2πηρLv(2)18%12．太陽(yáng)每年輻射到地球上的能量可達(dá)1018kW·h.(已知地球到太陽(yáng)的距離r＝1.5×1011m，地球的半徑為R＝6.4×106m)試估計(jì)太陽(yáng)每年釋放的能量；(2)若是太陽(yáng)輻射到地球上的能量所實(shí)用來推動(dòng)熱機(jī)發(fā)電，能否每年發(fā)出1018度電？【剖析】太陽(yáng)的能量向周圍八方輻射，地球不過是“周圍八方”中的一個(gè)“小單元”，因此太陽(yáng)輻射的能量只有一小部分到達(dá)地球．(1)地球到太陽(yáng)的距離為r＝1.5×1011m，地球的半徑為R＝6.4×106m，因此地球的接收面積為S＝πR2.以太陽(yáng)為球心，以日地距離為半徑