第十八章能源与可持续发展单元练习
一、单选题
1．春节，南京市内禁止燃放烟花爆竹．为烘托气氛，小明同学先到网上下载了别人录制好 的鞭炮声 mp3 到 U 盘，到时插到播放器上进行播放，呵呵！这电子鞭炮声效果妙极了！下 列说法中错误的是
A．保证了声音音色的逼真
B．使声能转化成电能
C．轻松避免了火灾，不留垃圾，更加环保
D．可随意调节声音响度到最合适
2．下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
A．摩擦生热属于机械能转化为内能
B．电风扇工作属于机械能转化为电能
C．光合作用属于光能转化为化学能
D．蓄电池充电属于电能转化为化学能
3．下列关于能量及其能量的转化的说法中不正确的是（ ）
A．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程重力势能减小，动能增加
B．坠落的限石在空中划过一道亮光时机械能转化为内能
C．物体具有内能，也可以同时具有机械能
D．热传递的实质是内能的转移
4．下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是（ ）
A．核能 B．电能 C．煤 D．风能
5．下列关于搜救马航MH370飞机的工作，正确的是（ ）
A．飞机使用的航空煤油属于可再生能源
B．水下航行器下潜越深，海水对它的压强越小
C．卫星搜寻利用红外线来传递信息
D．声呐搜寻利用了超声波的反射
6．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在斥力
C．丙图中活塞向下运动是内燃机的做功冲程
D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能
7．福建舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰、如图所示。当电磁弹射车内的导体通过强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载飞机弹出。下列说法不正确的是（ ）
A．航母航行时，将燃料的化学能转化为内能再转化为机械能
B．发电机的工作原理与电磁弹射的工作原理相同
C．航母上的舰载机利用流体在流速大的地方压强小获得升力
D．用水给发动机冷却是利用水的比热容大的性质
8．如图是武汉江滩公园中安装的一款太阳能LED路灯，LED灯泡是由多个发光二极管制成的，下列说法正确的是（ ）
A．LED灯泡的发光部件是由超导体制成的
B．白天，太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能储存起来
C．白天，太阳能电池板旁的蓄电池作用是将化学能直接转化为电能储存起来
D．夜晚，蓄电池将化学能转化为电能对LED灯供电
9．下列能源中，有利于保护环境的是（ ）
A．煤 B．汽油 C．秸秆 D．太阳能
10．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是
A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能
B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C．发电机发电时，将机械能转化为电能
D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
二、多选题
11．如图所示，用酒精灯给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，关于这个实际过程下列说法正确的是（ ）
A．图中所示现象与汽油机的做功冲程原理相同
B．水由常温加热到沸腾，水的比热容逐渐变大
C．酒精所消耗的化学能完全转化为塞子的机械能
D．试管喷出的“白雾”说明了物体对外做功，内能减小，温度降低
12．观察下图，下列关于能量的说法正确的是（ ）
A．太阳通过核裂变释放能量
B．太阳能是可再生能源
C．水温升高是通过热传递改变其内能
D．水增加的内能等于木柴燃烧放出的热量
三、填空题
13．太阳能路灯主要部件有太阳能板，太阳能控制器，LED灯，蓄电池，路灯杆等。太阳能路灯整个系统内运行的电压只有12V，远远低于人体安全电压，即使发生漏电情况，也不会造成人身安全事故。太阳能路灯产生的电能除用作照明外还可并网发电。
（1）太阳能为 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。太阳能电池板将太阳能直接转化为 能；
（2）路灯的额定电压为12V，正常工作时电流为0.5A，该路灯正常工作10h消耗的电能是多少 ？
（3）如果该路灯每天正常工作10h消耗的电能由燃煤的火力发电提供，火力发电的效率为30%，则该路灯正常工作一个月（30天）需要消耗煤多少 kg？（煤的热值为3×107J/kg）
（4）小明经过实验发现在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多，这是为什么呢 ？
14．多数汽车的燃油为汽油，汽油通常从石油中提炼而成，石油属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源．每辆汽车每年消耗汽油约2.1t，这些燃料完全燃烧可以产生热量为 J，若不计热量损失，可供1×106kg的水温度升高 ℃。（已知水的比热容为，汽油的热值为4.6×107J/kg）
15．手机间是利用 波传递信号的，其信号的传播速度与光速 （填“相同”或“不相同”）。能源是社会发展的宝贵资源，若将能源分为可再生能源和不可再生能源，则太阳能属于 能源。
16．如图甲是敦煌熔盐塔式光热电站，被称为“超级镜子发电站”。它由12000面“定日镜”围绕一座260m 高的吸热塔组成，每面镜子都能追踪太阳光，光线照在“日镜”上发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”），再集中到吸热塔顶部的吸热器，吸热器吸收太阳能，转化为 ，再转化为电能。请在图乙中画出太阳S发出的光，经过镜子到达吸热器 A 的光路图。( )
17．太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的 能；有一太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水温度升高了 ℃，吸收的热量是 J．[C水＝4.2×103J/（kg·℃）]
18．能源家族中，有①煤、②天然气、③风能、④水能、⑤核能、⑥太阳能等，其中属于不可再生的能源有 （填序号）；核能是目前被广泛应用的新能源，我国已经建成十余座核电站，它们是利用 （选填“核裂变”或“核聚变”）反应所释放的能量来发电的。
四、实验题
19．根据图中实验回答问题：
（1）如图所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要摆动杯中的水，热水杯中的墨水扩散得快，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与 的关系；
（2）如图所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，有白雾产生。白雾是水蒸气 而成的，这说明气体对外做功时，内能 ，温度 ；
（3）如图所示，热机的这个冲程是通过 的方式改变它的内能；
（4）如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾的过程中，是用 的方法使水的内能增加，发生的能量转化是 ；当软木塞被冲出时，发生的能量转化是 ，这个实验虽然简单，却表现出热机中能量转化的基本过程。
20．小黄同学对市场上热卖的自发热内衣的宣传产生了质疑．他认为，能量不能凭空产生，如果内衣发热，其内能一定是通过其它能的转移或转化而来的．接着在查阅资料发现：发热内衣的原料是一种特殊纤维材料，当它吸收人体散发的水分时，纤维分子中的亲水基团与水分子结合，水分子的动能降低，同时转换为热能释放出来．为此小黄设计实验进行验证：将三块相同的标有发热字样内衣样品烘干后取出放到室内，并将三个测温探头放入三块样品的相同位置，室内温度保持20℃不变．由于室内空气湿度较大，内衣开始吸湿．经过半小时的数据记录发现，三块内衣样品的升温幅度最高不超过4℃，半小时平均升温值小于3℃．
请问：
（1）小黄选用三块相同的内衣样品做实验，其目的是 ．
（2）样品内衣增加的内能是 能转化而来的．
（3）为了进一步探究不同的纤维吸湿发热性能的高低，本实验将如何改进？ ．
五、综合题
21．水地暖在暖通行业被称为最舒适的采暖方式．随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖．其原理是以温度不高于60℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递方式向室内供热的一种供暖方式．
（1）某房间一段时间内循环流动的水质量为1200kg，进水温度为55℃，出水温度为40℃．这段时间里水向外界放出多少热量？[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，若该水暖的热效率为90%，这段时间要消耗多少立方米的天然气？（假设天然气完全燃烧）[天然气的热值为7.2×107J/m3）]
（3）“水地暖”以水为媒介，利用了水的什么性质，请具体说明为什么要利用这一特性．
22．完善的充电设施是电动汽车得以普及的必要条件。近年来，直流充电桩的覆盖率呈现快速增长趋势，如图甲所示，某电动汽车正在利用充电桩充电。
（1）充电桩为电动汽车的电池充电时，电能转化为 （选填“机械”或“化学”）能， （选填“充电桩”或“电池”）是用电器；
（2）如图乙所示，是充电功率P与电池的储能量D（电池当前储能与电池充满电储能的比值为D）之间的关系（图像经过修正处理），充电前电池储能量为，当储能量为时，充电功率为 W，若此时充电桩显示的电压为，则充电电流为 A。
参考答案：
1．B
【详解】ACD、燃放大量传统鞭炮时，引发的大大小小火灾甚多，造成损失很大，而电子鞭炮可以避免火灾、无污染，且音色逼真、音量可以自由调节，故ACD正确，不符合题意；
B、电子鞭炮发声时消耗电能，得到了声能，即将电能转化成声能，故B错误，符合题意．
2．B
【详解】A．摩擦生热过程，消耗了机械能，得到内能，机械能转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．电风扇工作过程中，电能主要转化为机械能，少部分电能转化为内能，故B错误，B符合题意；
C．光合作用是光能转化为化学能的过程，故C正确，C不符合题意；
D．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故D正确，D不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】A．地球卫星在太空中由近地点向远地点运动的过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能减小，故A错误，A符合题意；
B．坠落的限石在空中划过一道亮光时，机械能转化为内能发光发热，故B正确，B不符合题意；
C．内能的研究对象是分子，物体内有分子，物体内所有分子的分子有运动速度，有相对距离，所以具有分子动能和分子势能，就是有内能；物体可以有运动速度和相对高度，可以具有动能和重力势能，就是具有机械能，所以物体可以具有内能，也可以同时具有机械能，故C正确，C不符合题意；
D．热传递的实质是内能的转移，用热传递的方式来改变物体内能，就是一个物体的一部分内能转移给另一个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移给低温部分，故D正确，D不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源，像风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源。
ABC．核能、电能和煤属于非可再生资源，故ABC不符合题意；
D．风能可以直接从自然界中获取是一次能源，并且可以短时间内得到补充，属于可再生的能源，故D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】A．能源分为可再生能源与不可再生能源，航空煤油属于不可再生能源，故A错；
B．液体内部随着深度的增加，压强越来越大，故B错；
C．卫星搜寻利用电磁波来传递信息的，故C错；
D．声呐搜寻利用了超声波的反射能够传递信息的原理，故D正确．
6．D
【详解】A. 甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能对塞子做功，内能减少，故A错误；
B. 乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B错误；
C. 丙图中活塞向下运动是机械能转化为内能，内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以能量转化不同，故C错误；
D. 丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能，故D正确；
故选D.
7．B
【详解】A．航母在航行时能量转化过程是将燃料燃烧，化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．电磁弹射器的弹射车轨道与飞机前轮接触，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动；发电机的工作原理是电磁感应现象，故B错误，符合题意；
C．航母上的舰载机的机翼上凸下平，飞行时，上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，从而产生向上的升力，故C正确，不符合题意；
D．因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机中用水来冷却，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】A．LED灯泡的发光部件是由半导体制成的；故A错误；
B．白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，这些电能再转化为化学能储存起来，故B错误；
C．白天，太阳能电池板旁的蓄电池作用是将电能转化为化学能储存起来，故C错误；
D．夜晚，蓄电池对LED灯供电，将化学能转化为电能，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】试题分析：保护环境，应推广使用清洁能源，减少污染物的排放，减少三废，从源头杜绝污染物
煤、石油、秸秆在使用时要进行燃烧，会产生大量废渣、废气污染环境；太阳能在使用时清洁、无污染，而且属于可再生能源．
考点：能源的利用和对环境的危害
点评：本题考查环境保护知识，题目难度不大，环保问题已经引起了全球的重视，节能减排、低碳已成为新的环保理念．
10．D
【详解】高山上滚下的石头，速度加快，动能增大，高度降低重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故A正确；酒精燃烧时温度升高，所以是化学能转化为内能，故B错误；发电机的工作原理是把机械能转化为电能，故C正确；能量是不能凭空产生的，D说法违背了能量守恒定律，故是错误的，故选D．
11．AD
【详解】A．水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，因此，图中所示现象与汽油机的做功冲程原理相同，故A正确；
B．比热容是物质的性质，只与物质的种类和状态有关，水由常温加热到沸腾，其种类和状态均无变化，因此，水的比热容不变，故B错误；
C．酒精所消耗的化学能转化为内能被试管和试管中的水吸收，有一部分内能转化为塞子的机械能，故C错误；
D．试管内气体膨胀对活塞做功，内能减少，温度降低，试管口周围的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成了白雾，故D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】A．太阳是通过核聚变释放能量的，故A错误；
B．太阳能是短时间内可以得到补充，因此太阳能是可再生能源，故B正确；
C．柴燃烧释放热量，水吸收热量，水的内能增大，水温升高，这是通过热传递增大水的内能，故C正确；
D．柴燃烧释放的热量，其中的一部分被水吸收，大部分都散失在空气中，故水增加的内能小于木柴燃烧放出的热量，故D错误。
故选BC。
13． 可再生 电 2.16×105J 0.72 因为白炽灯的光电转换效率没有LED灯高，所以在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多
【详解】（1）[1]太阳能可以源源不断地从自然界获得，为可再生能源。
[2]太阳能电池板将太阳能直接转化为电能，产生电能供用电器使用。
（2）[3]该路灯正常工作10h消耗的电能是
（3）[4]发电效率为30%，由得
由得，要消耗煤的质量为
（4）[5]白炽灯的光电转换效率没有LED灯高，所以在亮度相当的情况下，白炽灯的实际电功率比Led灯的大得多。
14． 不可再生 9.66×1010 23
【详解】[1]多数汽车的燃油为汽油，汽油通常从石油中提炼而成，消耗后短时间内不会恢复，故石油属于不可再生能源。
[2]每辆汽车每年消耗汽油约2.1t，这些燃料完全燃烧可以产生热量为
[3]若不计热量损失，可供1×106kg的水温度升高的度数为
15． 电磁 相同 可再生
【详解】[1][2]电磁波能够在真空中传播，所以手机利用电磁波来传递信号，电磁波传播速度与光速相同，光在真空中的传播速度是3×108m/s，所以电磁波的速度也是3×108m/s。
[3]能源分为可再生能源与不可再生能源，太阳能属于可再生能源。
16． 镜面反射 内能 见解析
【详解】[1]镜子表面光滑，发生的是镜面反射。
[2]吸热器吸收太阳能，将太阳能转化为内能后，再将内能转化为电能。
[3]平面镜成像中，像与物体关于平面镜对称，像在反射光线的延长线上，过点S作平面镜的对称点为像点，连接像点与A点即可得到反射光线，如图所示：
17． 内 50 3.36×107
【详解】解答：太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的内能使水温度升高，由水温由20℃升高到70℃，知水箱里的水温度升高了50℃；水箱装满水水的体积：v＝160L＝160×10 3m3，
水的质量：m＝ρ水v＝1×103kg/m3×160×10 3m3＝160kg，水箱里的水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg ℃)×160kg×(70℃ 20℃)＝3.36×107J.
18． ①②⑤ 核裂变
【详解】[1]由于煤、天然气是化石能源，短期内不能得到补充，所以是不可再生能源；核能是矿产资源，短期内也不能得到补充，所以也是不可再生能源；风能、水能、太阳能能源源不断的得到补充，所以是可再生能源，故不可再生的能源有①②⑤。
[2]由于目前人类掌握可控的核裂变技术，所以核电站是利用可控的核裂变反应所释放的能量来发电的。
19． 温度 液化 减小 降低 做功 热传递 化学能转化为内能 内能转化为机械能
【详解】（1）[1]在分别盛有热水和冷水的玻璃杯中，小心地滴入一滴红墨水，会看到滴入热水中的红墨水扩散的快；选用热水和冷水做实验，这是因为冷水和热水的温度不同，以便于探究分子无规则运动速度与温度的关系。
（2）[2][3][4]瓶子里装有一些水，用力打气，瓶内的气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气液化成小水珠，出现白气。
（3）[5]由图知道，热机两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程，做功冲程内能对外做功，将内能转化为机械能，是通过做功的方式改变物体的内能的。
（4）[6][7][8]在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，酒精燃烧将化学能转化为内能，这些内能传递给试管中的水；使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
20． 得出普遍结论 水分子的动能 保持其他条件相同，选取不同的纤维样品进行探究
【详解】[1]取多个样品进行实验，是使实验的结论具有代表性．
[2]根据题目中所给的信息，发热内衣吸水时，水分子的动能降低，转化为发热内衣的内能．
[3]应用控制变量的方法，探究不同的纤维吸湿发热的性能，应当只改变纤维的种类，而控制其它条件不变．
21．（1）7.56×107J；（2）1.17m3；（3）水地暖利用了水的比热容大这一特性；水的比热容较大，在降低的温度相同时，相等质量的水释放的热量较多．
【详解】Q水放=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×1200kg×（55℃-40℃）=7.56×107J；若这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，Q有=Q水放=7.56×107J；Q放η=Q有；即qVη=Q有； ；“水地暖”以水为媒介，利用了水的比热容大的性质，由于水的比热容较大，在质量相同、降低的温度相同时，水释放的热量较多．
点睛：本题考查了放热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，又对水的比热容较大的性质进行理解性考查；易错之处是热效率的理解和应用，难点是知识点较多，容易混淆．
22． 化学 电池 100
【详解】（1）[1][2]充电桩为电动汽车的电池充电时消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程，故电池相当于电路中的用电器。
（2）[3]由图乙知道，当储能量为时，充电功率为
[4]若此时充电桩显示的电压为，由知道，充电电流为
