物理自主練習(xí)第十章第六節(jié)能源和可持續(xù)發(fā)展

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精自主廣場我夯基我達(dá)標(biāo)1.關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認(rèn)為下列哪些觀點(diǎn)是錯誤的（)A。能源是有限的,無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B.根據(jù)能量守恒定律,擔(dān)心能源枯竭是一種杞人憂天的表現(xiàn)C.能源的開發(fā)和利用，必須要同時考慮其對環(huán)境的影響D。通過核聚變和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一種新途徑思路解析：能量雖然守恒，但有的資源好利用,有的資源難以利用，資源短缺成為社會發(fā)展的阻礙，因而要合理開發(fā)利用，故B錯。答案:B2。為了減緩大氣中CO2濃度的增加，可以采取的措施有()A.禁止使用煤、石油和天然氣B。開發(fā)使用核能、太陽能C。將汽車燃料由汽油改為液化石油氣D。植樹造林思路解析:能源與環(huán)境保護(hù)是相互制約的，要盡量節(jié)約常規(guī)能源的使用，大力開發(fā)新能源。答案：BD3.產(chǎn)生酸雨的罪魁禍?zhǔn)资?)A.二氧化碳B。氟利昂C。二氧化硫D。一氧化碳思路解析:酸雨的主要成分是亞硫酸，二氧化硫與空氣中的水蒸氣接觸會生成亞硫酸，故C正確。答案：C4。關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說法中正確的是（)A。太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B.石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，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)”使得土壤酸化思路解析：“溫室效應(yīng)"的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時產(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、海水河流倒灌、耕地鹽堿化等，故B、C選項(xiàng)正確。答案：BC5.下面關(guān)于能源的說法中正確的是（）A.能源是取之不盡、用之不竭的B.能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等C.大量消耗常規(guī)能源會使環(huán)境惡化，故提倡開發(fā)利用新能源D.核能的利用對環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大思路解析：盡管能量守恒,但耗散的內(nèi)能無法重新收集利用，所以能源是有限的，特別是常規(guī)能源。A項(xiàng)錯，B項(xiàng)對.常規(guī)能源的利用比核能利用對環(huán)境的影響大，C項(xiàng)對，D項(xiàng)錯.答案：BC6.以下說法正確的是()A。煤、石油、天然氣等燃料的最初來源是太陽能B。汽油是一種清潔能源C。水能是可再生能源D.煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡，用之不竭的思路解析：煤、石油、天然氣是動植物轉(zhuǎn)化成的，其來源是太陽能，汽油燃燒會導(dǎo)致有毒氣體生成，B錯.水是可再生資源，C對。煤、石油的存量是有限的。答案：AC7。有人說，煤和石油的能量也來自太陽，那么太陽能通過什么途徑變成煤和石油中的化學(xué)能？答案：煤和石油都是古生物的遺體被壓在地層中經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。太陽能先通過植物的光合作用變?yōu)橹参矬w內(nèi)的化學(xué)能,再轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱幕瘜W(xué)能。植物的化學(xué)能轉(zhuǎn)移到動物體內(nèi)，然后就成了石油的化學(xué)能.我綜合我發(fā)展8.太陽與地球的距離為1。5×1011m，太陽光以平行光束入射到地面，地球表面23的面積被水面所覆蓋，太陽在一年中輻射到地球表面水面部分的總能量W約為1.87×1024J。設(shè)水面對太陽輻射的平均反射率為7％，而且將吸收到的35%的能量重新輻射出去,太陽輻射可將水面的水蒸發(fā)（設(shè)在常溫、常壓下蒸發(fā)1kg水需要2。2×10(1）估算整個地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面積為4πR2）；(2）太陽輻射到地球的能量中只有約50％到達(dá)地面，W只是其中的一部分。太陽輻射到地球的能量沒能全部到達(dá)地面，這是為什么?請說明兩個理由.思路解析:設(shè)太陽一年中輻射到地球水面部分的總能量為W，則W=1。87×1024J.設(shè)凝結(jié)成雨滴一年降落到地面上水的總質(zhì)量為m，則由題意得m=kg=5。14×1017kg設(shè)地球表面覆蓋一層水的厚度為h，水的密度為ρ，則有m=ρ·4πR2h，則h==m=1.01m=1。01×103答案:(1)1.01×1039.某同學(xué)為測量地表植物吸收太陽能的本領(lǐng)做了如下實(shí)驗(yàn)：用一面積為0。1m2的面盆盛6kg的水,經(jīng)太陽垂直照射15min，溫度升高5（1）每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為多少焦？（2)若綠色植物在光合作用中每吸收1kJ的太陽能可以放出0。05L的氧氣,則每公頃綠地每秒可放出多少升氧氣？(1公頃=104思路解析：本題是物理和生物相互滲透的跨學(xué)科綜合題。此題是利用所給予的信息計(jì)算出每平方米每秒接收的能量，再利用綠色植物吸收的能量與放出氧氣的關(guān)系即可計(jì)算出總的氧氣量。(1)水盆中的水接收的太陽能為Q0=cmΔt。地球表面每平方米每秒接收的太陽能為Q1=J,即每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為1。4×103J.（2)每秒鐘每公頃綠地吸收的太陽能為Q2=Q1S1=1。4×103×104J=1。4×104kJ，每秒鐘放出氧氣的體積為V=1。4×104×0.15L=700L.答案：1。4×103J700L10。據(jù)《中國環(huán)境報》報道:從一份科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的40％以上，研究結(jié)果還表明,我國農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)15億元.為了有效控制酸雨,目前國務(wù)院已批準(zhǔn)《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī).（1)在英國進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可有效地降低地面SO2濃度。在20世紀(jì)60—70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果,地面濃度降低了30%之多，請你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種作法是否可取，說明其理由.(2)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃料,其主要缺點(diǎn)是什么?與傳統(tǒng)的煤、石油作燃料相比，哪種物質(zhì)可以作為新能源？主要優(yōu)點(diǎn)是什么，缺點(diǎn)又是什么？思路解析：(1）不可取,因?yàn)镾O2的排放總量并沒有減少，進(jìn)一步形成的酸雨仍會造成對全球的危害.(2)傳統(tǒng)的煤、石油作燃料的缺點(diǎn)是:首先煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的.其次燃燒后生成的SO2、NOx等嚴(yán)重污染大氣,進(jìn)而形成酸雨，燃燒后產(chǎn)生的CO2又會造成溫室效應(yīng)。與傳統(tǒng)的煤、石油作燃料相比，H2可以作為新能源.它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①H2可以用水作為原料來制?。虎贖2燃燒時放熱多，放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍；③氫燃料的最大優(yōu)點(diǎn)是燃燒產(chǎn)物為水，不易污染環(huán)境，還可循環(huán)使用。它的缺點(diǎn)是不易獲得和攜帶。11.能源問題是當(dāng)前的熱門話題,傳統(tǒng)的能源——煤和石油，一方面儲量有限，有朝一日將要被開采完畢，另一方面，使用過程中也帶來了污染，尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即是一例.關(guān)于潮汐，古人說：“潮者,據(jù)朝來也;汐者，言夕至也。"圖1061是利用潮汐發(fā)電的示意圖.左方為陸地和海灣，中間為大壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機(jī).漲潮時，水進(jìn)入海灣,待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道[圖10-6-1（甲)］，潮退至最低點(diǎn)時放水發(fā)電［圖10—6—1（乙)]；待內(nèi)外水面高度相同；再堵住通道，直到下次漲潮至最高點(diǎn),又放水發(fā)電[圖10-6-1（丙)］。設(shè)海灣面積為5.0×107m2圖10-6（注：實(shí)際上由于各種損失，發(fā)電功率僅為水流的平均功率的10％—25%。例如法國蘭斯河（theRanceRiver)潮汐發(fā)電站水勢能釋放平均功率240MW，而發(fā)電功率僅為62MW）思路解析：潮汐發(fā)電其實(shí)就是將海水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。每次漲潮時流進(jìn)海灣(落潮時流出海灣)的海水的重力為：Mg=ρVg=1。0×103×5。0×107×3×10N=1.5×1012N其重心的高度變化為：h=1.5m一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出,故水流功率為:P=W≈1.0×108W即P≈100MW。答案：100我創(chuàng)新我超越12.在交通運(yùn)輸中，常用“客運(yùn)效率”來反映交通工具的某項(xiàng)效能.“客運(yùn)效率”表示每消耗單位能量對應(yīng)的載客數(shù)和運(yùn)送路程的乘積，即客運(yùn)效率=。一個人騎電動自行車，消耗1mJ(106J)的能量可行駛30km.一輛載有4人的普通轎車，消耗320mJ的能量可行駛100km。則電動自行車與這輛轎車的客運(yùn)效率之比是()A.6∶1B.12∶5C.24∶1D.48∶7思路解析:電動自行車客運(yùn)效率η1=，普通轎車的客運(yùn)效率η2=,二者效率之比為=24∶1.答案：C13。風(fēng)能是“可再生能源”。我國風(fēng)力資源豐富,風(fēng)力發(fā)電是一種經(jīng)濟(jì)而又清潔的能源利用.我國甘肅省某地，四季的平均風(fēng)速為10m/s，已知空氣的密度為1。3kg/m3，該地新建的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)車有三個長度均為12m長的葉片，轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12m的一個圓面.（1)若這個風(fēng)車能將通過此圓面內(nèi)的10％的氣流的動能轉(zhuǎn)化為電能,那么該風(fēng)車帶動發(fā)電機(jī)功率為多大？（保留兩位有效數(shù)字)(2）為了減少風(fēng)車轉(zhuǎn)動的磨損，根據(jù)最新設(shè)計(jì)，在轉(zhuǎn)動軸與軸承的接觸部分鍍了一層納米陶瓷,一般的陶瓷每立方厘米含有1010個晶粒,而這種納米陶瓷每立方厘米含有1019個晶粒。若把每個晶粒看成球形，并假設(shè)這些晶粒是一個挨著一個緊密排列的，那么每個晶粒的直徑大約為多少