第十章　第6节 能源和可持续发展

基础夯实

一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)

1．以下说法正确的是( C )

A．煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气

B．汽油是一种清洁能源

C．水能是可再生能源

D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的

解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的，燃烧时放出二氧化碳，A错；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错。

2．人类只有一个地球，我们要保护赖以生存的环境。试完成以下三个题目：

(1)下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题( C )

A．酸雨　　　　　　　　 B．臭氧层的破坏

C．人口的急剧增长 D．温室效应

(2)酸雨的形成主要是由于( B )

A．大气中CO2含量的增加

B．大气中SO2含量的增加

C．乱砍滥伐森林，破坏生态环境

D．大气中氟利昂含量增加

(3)大气臭氧层( D )

A．能大量反射太阳辐射中的紫外线，所以那里的温度较低

B．能散射太阳光中的紫外线，使地面生物免受紫外线之害

C．是大气层中存在臭氧的唯一场所，我们应该加以保护

D．吸收大量的太阳紫外线，减少到达地面的紫外线辐射

3．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、C错。

4．关于“温室效应”，下列说法正确的是( BC )

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

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、耕地盐碱化等，故B、C选项正确。

二、非选择题

5．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验。某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；(d)玻璃板一块(约1m2)。如图所示。

假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在下图中。

如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量Δt间的关系是Q＝cmΔt，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、Δt外，还应测量的物理量是时间t，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收。

答案：实验图示如下：

还应测时间T(或t)

产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收(或水吸收的太阳能还有一部分损失等)

6．某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，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＝πr2vtρ，这些气流的动能为mv2，转变的电能为E＝mv2×10%，故风车带动电动机功率为P＝＝πr2ρv3×10%

代入数据以后得P＝3.4kW

能力提升

一、选择题(单选题)

1．(贵州省贵阳市第一中学2018届高三月考)下列说法正确的是( D )

A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

B．能量转化和守恒定律是普遍规律，但是能量耗散违反能量守恒定律

C．温度高的物体分子平均动能一定大，内能也一定大

D．热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小

解析：当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；能量耗散不违反能量守恒，故B错误；内能是所有分子动能与势能之和，与温度和体积都有关。温度高的物体分子平均动能一定大，内能不一定大，故C错误；在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵一定是增大的，故D正确。

2．凡是能提供某种形式能量的物质，或是物质各种各样的运动，统称为能源，下面是一组关于能源的问题，请完成下列题目。

(1)“能源分类的相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是( C )

A．煤炭、石油、天然气

B．水能、生物质能、天然气

C．太阳能、风能、生物质能

D．地热能、海洋能、核能

(2)煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( C )

A．可再生能源，取之不尽，用之不竭

B．不可再生能源，用一点，少一点

C．来自太阳辐射的能源

D．污染环境的能源

(3)煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( A )

A．太阳辐射能→化学能→热能

B．太阳辐射能→机械能→电能

C．生物质能→电能→化学能→热能

D．太阳辐射能→机械能→化学能

3．CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射。大气中CO2浓度的增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样。因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。

(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( D )

A．光热效应 B．光电效应

C．光气效应 D．温室效应

(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( B )

A．大量植物和生物物种灭绝

B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧

C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多

D．自然因素破坏了地球环境生态平衡

(3)为了减缓CO2浓度的增加，可以采取的措施有( D )

A．禁止使用煤、石油和木柴

B．开发使用核能、太阳能和天然气

C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气

D．植树造林

解析：大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境。

二、非选择题

4．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，1m2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

解析：(1)设T为光照时间，

k＝1.0×103J/(s·m2)，

Q吸＝cm(t－t0)＝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＝＝s＝1.4×104s≈3.9h

(2)由Q电＝Wη1得

W＝＝J＝1.05×107J≈2.9kW·h