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2025粤教版高中物理必修第三册
分层作业19　能源的利用方式　能量的转化与守恒　能源与环境
A组必备知识基础练
题组一　对能量守恒定律的理解
1.在一间隔热非常好的密闭房间中,把正在工作的电冰箱门打开,室内空气温度将(　　)
A.升高 B.不变
C.降低 D.无法确定
2.下列关于能量转化现象的说法正确的是(　　)
A.用太阳灶烧水是太阳能转化为电能
B.电灯发光是电能转化为光能
C.核电站发电是电能转化为内能
D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是动能转化为内能
3.能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,下列说法正确的是(　　)
A.不同形式的能量之间可以相互转化
B.能量可以被创生,也可以被消灭
C.因为能量是守恒的,所以不需要节约能源
D.因为能量是守恒的,所以不可能发生能源危机
4.(2024山西高二学业考试)竹蜻蜓是一种中国传统的儿童玩具.如图所示,玩时,双手一搓,然后手一松,竹蜻蜓就会飞上天空,竹蜻蜓从最高点下落到地面的过程中,若空气阻力不可忽略,则它的机械能 (　　)
A.守恒
B.增大
C.减小
D.先减小后增大
5.关于能量和能源,下列说法正确的是(　　)
A.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造
B.在能源的利用过程中,能量在数量上有所减少
C.自然界中的宏观过程具有方向性
D.核聚变比核裂变的产能效率高,目前核电站中大多采用核聚变来发电
6.光是一种电磁波,太阳光具有能量,光能是可再生能源.光照射到太阳能电池板产生电能,有些户外的人会用太阳能电池给充电宝充电,能解决户外手机随时充电的问题.使用太阳能电池的某充电宝铭牌标注“20 000 mA·h”和“3.7 V”,则它的额定能量是 (　　)
A.0.185 W·h
B.74 W·h
C.185 W·h
D.74 000 W·h
题组二　能源及其开发和利用
7.我国计划在2060年达到“碳中和”目标,到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡,为了实现这一目标,未来四十年我国应减少使用的能源是(　　)
A.水能 B.石油能源
C.太阳能 D.风能
8.某同学用10 W的LED灯替换家里100 W的白炽灯,仍能获得相近的亮度,按每月开灯150 h计算,换灯后每月节约用电(　　)
A.13.5 kW·h
B.48.6 kW·h
C.135 kW·h
D.486 kW·h
9.随着近年来国内经济的不断发展,环境污染问题也随之产生,为了加快双碳目标的实现,新能源的开发和利用迫在眉睫.作为新能源汽车中的主力军,电动汽车正逐步被大众接受.一辆电动汽车某一次充电中已充30%电量时的显示界面如图所示,如果充电费用是每度电1.8元,电池充满一次总费用约为 (　　)
A.107元 B.62元
C.45元 D.5元
B组关键能力提升练
10.(2024广东佛山高二期末)三个灯具如图所示,其发光原理不同、白炽灯由灯丝通电发热而发光,荧光灯通电产生电磁辐射后发光,LED灯则直接将电能转化为光能.在额定电压220 V下,功率为30 W的白炽灯、6 W的荧光灯与2 W的LED灯,三者照明亮度相当.关于这三个灯具,下列相关说法正确的是(　　)
A.三个灯具使用的电能属于一次能源
B.因为亮度相同,三种灯的节能效果一样
C.正常工作时通过LED灯的电流约为9 mA
D.1 s内白炽灯产生的热量是LED灯的15倍
11.(2024广东广州高二期末)叶片长度为L的风力发电机如图甲所示,风力发电机的扫风面积示意图如图乙所示,风叶旋转扫过的面积是截留风能的面积,并与风向垂直.已知空气的密度为ρ,风速为v,风动能转化为电能的效率为η,则该风力发电机的功率为(　　)
A.πρL2v3η
B.πρL2v2η
C.πρLv3η
D.πρL2vη
C组核心素养拔高练
12.(2024广东高二阶段练习)干旱季节有时会通过潜水泵抽取地下水灌溉农田.如图所示,已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成,某地下水源距离地表5.55 m,安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通,水泵出水口离地表高度为0.45 m,水流由出水口水平喷出时的速度为3 m/s,出水量为4 kg/s.已知电动机额定电压为220 V,水泵的抽水效率为75%,水的密度为1.0×103 kg/m3,求:
(1)每秒内水流增加的机械能;
(2)电动机的输入功率;
(3)电动机线圈的电阻(结果保留两位有效数字).
分层作业19　能源的利用方式　能量的转化与守恒　能源与环境
1.A　解析 冰箱的作用是将冰箱内部的内能通过压缩机的工作“拿”到冰箱外面(注意不是室外),总的能量还是在室内.当冰箱的门开着的时候,冰箱的压缩机将一直处于工作状态,电能转化为热能(室内的温度不会降低),所以房间的温度将一直上升,A正确.
2.B　解析 用太阳灶烧水是光能转化为内能,A错误;电灯发光是电能转化为光能,B正确;核电站发电是核能转化为电能,C错误;生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是化学能转化为内能,D错误.
3.A　解析 不同形式的能量之间可以相互转化,总量不变,故A正确;能量不能被创生,也不能被消灭,故B错误;虽然能量是守恒的,总量不变,但是我们可以利用的能源是有限的,故一定要节约能源,防止能源危机,故C、D错误.故选A.
4.C　解析 竹蜻蜓从最高点下落到地面的过程中空气阻力不可忽略,则要推动空气,同时需要克服阻力做功,所以机械能要减小,故选C.
5.C　解析 根据能量守恒定律,能量是不能够被创造的,故A错误;在能量转化的过程中,虽然能量的总量并不减少,但品质降低了,故B错误;自然界中的宏观过程具有方向性,例如,内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能,最终机械能又会转化为内能,而最终的内能人们很难再重新利用,所以在能源的利用过程中,有一些能源是不可再生的,所以需要节约能源,故C正确;轻核聚变比重核裂变产能效率高,目前核电站中大多采用核裂变来发电,故D错误.故选C.
6.B　解析 该充电宝的额定能量W=UIt=UQ=3.7 V×20 000 mA·h=74 W·h,故选B.
7.B　解析 水能、风能、太阳能属于可再生能源,使用过程污染少,环保;而石油能源属于不可再生能源,使用过程中会向空气中排碳,污染严重,所以我国应减少使用石油能源.故选B.
8.A　解析 由W=Pt,可得W=(100-10)×10-3×150 kW·h=13.5 kW·h,故选A.
9.C　解析 根据图示可知该电动汽车电量从0到充满电需要用时t= min+29 min≈0.69 h,而1 kW·h即为1度,则有E=Pt=35.8×0.69 kW·h≈25 kW·h,由此可知,充满一次总费用约为25×1.8元=45元,故选C.
10.C　解析 电能不能从自然界中直接获取,是二次能源,故A错误;正常工作时三种灯亮度相同,但LED灯消耗的电能少,所以选用LED灯更加节能,故B错误;正常工作时通过LED灯的电流I= A≈9 mA,故C正确;由于LED灯不是纯电阻,通过题干无法求出电阻,故无法比较产生的热量,故D错误.故选C.
11.A　解析 时间t内流向风轮机的空气的质量m=ρV=ρvtS=ρvtπL2,则t时间内流向风轮机的最大风能为E=mv2=(ρvtπL2)v2=πρtL2v3,可得发电机的风力发电的功率为P=ηπρL2v3,故选A.
12.解析 (1)以每秒喷出的水为研究对象,每秒机械能增加ΔE=mgh+mv2
h=5.55 m+0.45 m=6 m
代入数据解得ΔE=258 J.
(2)电动机的输出功率P总= W=258 W
电动机的输入功率为P入==344 W.
(3)对电动机,有P入=P出+I2r,P入=UI
代入数据联立解得r= Ω≈35 Ω.
答案 (1)258 J　(2)344 W　(3)35 Ω
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