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1、专题22能源与可持续发展单元思维导图单元课标要求1.结合实例说出能源与人类生存和社会发展的系。2.列举常见的不可再生能源和可再生能源。3.知道核能、太阳能等新能源的特点和可能带来的问题。4.了解我国和世界上其他国家的能源状况。对于能源的开发利用有可持续发展的意识。考点一：能源的分类 分 类标 准类型区别标准实例产生方式一次能源可以从自然界直接获取风能、地热能、核能、太阳能等。二次能源不可以从自然界直接获取电能等。是否可再生可再生能源可以从自然界源源不断地得到。风能、太阳能、生物质能等。不可再生能源消耗后不可在短期内从自然界补充。化石能源、核能等。构成化石能源经过漫长的地质年代形成。煤、石油、天
2、然气等。生物质能由生命物质提供的能量。动植物体内存储的化学能等。【例题1】（2020新疆兵团）为了减少对环境的污染，未来我国占能源消费总量的比例逐步降低的能源是（ ）A. 煤炭B. 核能C. 风能D. 水能【答案】A【解析】煤炭中含有硫、磷、氟、氯等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2)，随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备。核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。风能、水能属于清洁能源，故A符合题意；BCD不符合题意。【例题2】（2019湖南郴州）自然界有些能源一旦消耗就很
3、难再生，因此我们要节约能源。下列能源属于不可再生能源的是（）A石油B风能C水能D太阳能【答案】A【解析】太阳能、水能、风能等在短时间内可以再次产生，是可再生能源，化石能源是短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，故A符合题意。考点二：新能源1.核能(1)概念：原子核分裂聚合时，释放出的大量能量。(2) 获得核能的途径：裂变和聚变。2.太阳能(1)优点：a.巨大的“核能火炉”，可谓取之不尽，用之不歇。b.人类能源的宝库。c.清洁无污染。d.易获得 (2)利用a.用集热器把物质加热。b.用太阳能电池把太阳能转化成电能。【例题3】（2020四川甘孜州）关于原子核和核能，下列说法正确的是（）A. 核反
4、应堆发生的是可控链式反应B. 核能是可再生能源也是二次能源C. 原子核占据了原子的大部分空间D. 原子核是由电子组成的【答案】A【解析】A核反应堆，是核的裂变，是可控的链式反应，故A正确；B核能是不可再生能源也是一次能源，故B错误；C原子核居于原子的中内，占原子很小的空间，故C错误；D原子核是由质子和中子组成的，故D错误。【例题4】（2019山东省东营）目前，人类利用核能发电的主要方式是 （选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类 （选填“会”或“不会”）制造出永动机。【答案】核裂变；不会。【解析】由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；
5、据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的。考点三：能源与可持续发展1.节约能源：由于能量转移和能量转化的方向性，目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗，所以节约能源，已成为紧迫的问题。解决办法：(1) 形成前民节能意识，提高能源的利用率；(2) 注重技术创新，开发新能源，特别是开发利用核能和太阳能等绿色能源。2.能源消耗对环境的影响(1)环境污染：燃料燃烧过程中会产生有害气体，不完全燃烧还会产生粉尘，污染大气，危害人体健康，影响动植物正常生长。(2)环境影响：水土流失，土地沙漠化。(3)环境保护的主要措施：改进燃烧设备，尽量使燃料充分燃烧；加装消烟装
6、置，减少烟尘排放量；普及使用煤气和天然气，以代替家用煤炉；集中供热，以减少烟囱数目，即提高了燃料的利用率又减少了污染；开发利用污染小的新能源。【例题5】（2019海南）海南有丰富的太阳能资源，太阳能热水器使用广泛。太阳能是_（选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳能热水器在加热水时，把太阳能转化为_。【答案】可再生 内能【解析】太阳能具有取之不尽，用之不竭的特点，所以属于可再生能源；太阳能热水器在加热水时，涉及的能量转化是：太阳能转化为内能。能源与可持续发展单元综合素养精准达标模拟检测试卷（答题时间90分钟，试卷满分100分）一、选择题（每小题3分，共36分）1.（2020湖北武汉）关于能源
7、，下列说法正确的是A. 电能、地热能都是一次能源B. 风能、水能、太阳能都是不可再生能源C. 核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的D. 大量氢核的裂变，可以在瞬间释放出巨大的核能【答案】C【解析】AB一次能源是直接从外界获取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能获得，电能属于二次能源，风能、水能、太阳能都是可再生能源，AB错误；C核反应堆又称原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，C正确；D氢核发生聚变，可以在瞬间释放出巨大的核能，氢弹就是根据这一原理制成的，D错误。2.（2019吉林模拟题）在我国西部建有不同类型的发电站，下列发电站在发电过程中，利用不可再生能
8、源发电的是（）【答案】A【解析】能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；根据可再生能源和不可再生能源的特点来作答。A.燃气发电站利用天然气进行发电，天然气不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则燃气发电站是利用不可再生能源发电的，故A符合题意；BCD、太阳能、风能、水能够源源不断地从自然界获得，是可再生能源，太阳能电站、风电站、水电站是利用可再生能源发电的，故BCD不符合题意。3.（2019大连模拟题）下列有关材料、能源、信息的说法正确的是（）A天然气属于可再生能源B手机充电过程中将化学能转化为电能C手机通话是利用超声波
9、传送D半导体材料可制成二极管、三极管等元件【答案】D【解析】A天然气在地球上的储量是有限的，利用之后无法再生，属于不可再生能源，故A错误；B手机充电时，电能转化为化学能，手机在工作时，储存在电池内的化学能转化为电能，故B错误；C手机就是利用电磁波的发射和接收来实现信息传递的，故C错误；D二极管、三极管都是半导体材料锗、硅等制作而成的，故D正确。4（2019哈尔滨模拟题）关于信息与能源，下列说法中，错误的是（）A水能是可再生能源，可循环利用，因此不需要节约水资源B焚烧秸秆既污染环境又浪费能源，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发C北斗卫星是通过电磁波传递信息，从而提供导航和通信服务D核电
10、站一旦发生泄露，将产生严重的危害，所以必须制定严格的安全标准和规范【答案】A【解析】A水能是可再生能源，可循环利用，地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约水资源，故A错误；B秸秆燃烧会浪费能源，污染环境，因此要大力禁烧秸秆，加强秸秆的综合利用和开发，故B正确；C卫星导航是利用电磁波传递信息的，故C正确；D核电站发生泄漏时产生的核辐射会对人和生物造成伤害，核废料有放射性，会对环境造成污染，因此必须制定严格的安全标准和规范，故D正确。5.（2019海南模拟题）为缓解电力紧张的状况，我省正在加大核电站的建设下列说法正确的是（）A核电站将核能最终转化为电能B核反应堆中发生的是不可控制的核裂变C
11、核能发电使用的燃料是天然气D核电站利用的核能属于可再生能源【答案】A 【解析】A核电站先将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，故A正确；B核反应堆中发生的是可控的核裂变，故B错误；C核电站使用的就是核燃料，而不是天然气，故C错误；D核能在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，故D错误6.（2019抚顺模拟题）下列各种能源中，属于不可再生能源的是（）A太阳能 B潮汐能 C地热能 D天然气【答案】D【解析】从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中
12、可以不断再生、连续利用的能源，属于可再生能源太阳能、潮汐能、地热能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源7（2019牡丹江模拟题）关于下列说法中正确的是（）A只要站在绝缘的木凳上修电灯，就不会触电B核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径C太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且不会污染环境D固定电话是通过电磁波把信息传到远方【答案】C【解析】（1）当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电；（2）化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于
13、不可再生能源；（3）根据太阳能的特点进行分析；（4）对于固定电话一般是有话筒和听筒组成，即话筒将声信号变为变化的电流；而听筒是将变化的电流还原为声信号，故据此能判断出固定电话中信息传递是靠什么进行的。A虽然站在绝缘的木凳上，但双手同时分别接触火线和零线时，通过人体形成电流通路，就会有电流流过人体，从而造成触电，故A错误；B核能不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，但是核能是一种新型的能源，故B错误；C太阳能是一种新型的无污染的能源，太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且对环境的污染小，前景广阔，故C正确；D由于固定电话的话筒是将声信号变为变化的电流，而听筒是将变化的电流还原为声信号，故其所
14、传递的声音信息是由导线中变化的电流来实现的，故D错误。8.（2019云南模拟题）如图所示是试验中的无人驾驶太阳能汽车，下列有关说法不正确的是（）A太阳能是一种不可再生能源B太阳能电池将太阳能直接转化为电能C测试人员可以通过电磁波远程操控汽车D太阳能汽车在快速行驶时对地面的压力比静止时小【答案】A 【解析】（1）像风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；（2）太阳能电池把太阳能转化为电能；（3）远程操控是靠发射电磁波来实传递信息的；（4）车子静止在水平面上，车子对路面的压力等于重力，当流线型的车子
15、快速行驶时，产生升力，车子对地面压力减小A.太阳能能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，故A错误；B.太阳能电池将太阳能转化为电能，故B正确；C.试验中测试人员是通过电磁波远程操控太阳能汽车的，故C正确；D.太阳能汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，根据“流速越大压强越小”原理可知，流过汽车的空气产生向上的压强差，所以汽车行驶时对地面压力比静止时小，故D正确9.（2019江西模拟题）在原子中，带负电的粒子是（）A质子 B中子C电子 D原子核【答案】C【解析】由原子结构的相关知识可知：原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成的，原子核
16、又是由带正电的质子和不带电的中子构成的。所以原子中带负电的粒子是电子。10（2019成都模拟题）下列关于认识物质世界的叙述中错误的是（）A最早确立物质原子论的学者是阿伏伽德罗B电子的发现使人们认识到原子不是构成物质的最小单元C卢瑟福通过粒子散射实验发现了原子核D哥白尼把人们从“地球是宇宙中心”的错误认识中解脱出来【答案】A【解析】国家对物理学家及其成就的掌握作答A1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论他认为物质都是由原子直接构成的；原子是一个实心球体，不可再分割故A错误；B1897年，英国科学家汤姆生发现原子中存在电子电子的发现使人们认识到原子不是构成物质的最小单元故B正确；C1911年英国
17、科学家卢瑟福进行了粒子散射实验，发现了原子是由原子核和核外电子构成的故C正确；D近代波兰科学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型，简称“日心说”把人们从“地球是宇宙中心”的错误认识中解脱出来故D正确11.（2019德州模拟题）许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（）A太阳是一个巨大的“核能火炉” B太阳能为二次能源C太阳能属于可再生能源 D太阳能清洁，无污染【答案】B 【解析】地球接受的辐射能来自太阳中的核聚变反应，因此太阳是一个巨大的“核能火炉”, A正确；太阳能可以从自然界直接获取为一次能源,B不正确；太阳能属于可再生能源，
18、并且清洁无污染,C、D正确,选B。12.（2019福建模拟题）在粒子散射实验的基础上提出了原子核式结构模型，认为原子是由原子核和电子组成的。 提出这个模型的物理学家是（ ）A.卢瑟福 B.爱因斯坦 C.牛顿 D.焦耳【答案】A 【解析】本题主要考查了物理学史和物质的组成及微粒。20世纪提出相对论理论的杰出物理学家是爱因斯坦；卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子核式结构模型，认为原子是由原子核和核外电子组成的。二、填空题（每空1分，共31分）13（2019广西北部湾）中国援建了巴基斯坦的核电站，核电站的核反应堆利用原子核的_（选填“裂变”或“聚变”）释放核能。Wi-fi无线上网是利用_（选填“
19、电磁波”或“超声波”）传递信息。【答案】裂变 电磁波【解析】目前的核电站的核反应堆都是利用原子核的裂变释放核能的；Wi-fi无线上网是通过电磁波来传递信息的。14.（2019山东泰安）习近平总书记提出绿水青山山就是金山银山”，倡导保护环境。光伏发电是将转化为电能。核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核（选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。【答案】太阳；裂变。【解析】（1）太阳能电池在太阳光照射下发电，是将太阳能转化为电能；（2）核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核潜艇的核反应堆就
20、是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。光伏发电系统发电时太阳能转化为电能；核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反应目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量。15（2019湖南岳阳模拟题）我国实现了全球首次海域可燃冰试采成功可燃冰与石油一样都是（填“可再生”或“不可再生”）能源1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是J；若这些热量有50%被10吨的水吸收，水的温度能够上升（q天然气=3.6107J/m3，c水=4.2103J/（kg）【答案】不可再生； 6.3109；75【解析】不可再生能源是在短时间内无法再
21、生的能源，常见的化石资源、矿产资源都是不可再生能源，石油是化石能源，是不可再生的；已知天然气的热值，由1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，可求可燃冰的热值；再利用Q放=mq可求热量；利用公式Q吸=Q放求水吸收的热量，知道水的比热容、质量和吸收的热量，利用公式Q吸=cmt计算水吸收的热量后的温度（1）可燃冰的总量是有限的，属于不可再生能源；（2）1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：V=1175m3=175m3，这些天然气完全燃烧产生热量：Q放=Vq=175m33.6107J/m3=6.3109J；（3）水吸收的热量：Q吸=Q放=50%6.3109J=3.15109J，由Q吸=cmt得
22、加热后水的温度：t=7516（2019湖北荆州模拟题）常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是冲程；核潜艇利用核反应堆发生核裂变提供动力，其核能是（选填“新能源”或“常规能源”）；在海面下潜艇上浮过程中受到的重力下潜过程中受到的重力（选填“等于”、“小于”或“大于”）。【答案】压缩；新能源；小于。【解析】（1）在内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能；（2）核能是人们最近开始使用、有待推广的能源，所以是新能源；（3）潜水艇在海面下上浮，应通过水仓排水而减小自身的重力，由于重力小于浮力故潜水艇会上浮
23、；潜水艇要潜入水中，应通过水仓进水而增大自身的重力，由于重力大于浮力故潜水艇会下沉；所以在海面下潜艇上浮过程中受到的重力小于下潜过程中受到的重力。17（2019齐齐哈尔模拟题）小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要L汽油（汽油的热值为3.5107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为N，汽油属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）。【答案】12；525；不可再生。【解析】（1）根据W=Pt求出小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功，用=求出放出的热量，再利用Q放=Vq可求出完全燃烧多少升汽油放出热量
24、；（2）利用效率公式=的变形公式W=Q放可求出牵引力做的功；知道前进的距离，利用公式W=Fs求出汽车的牵引力，知道汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，可求阻力；（3）像煤、石油、天然气等，一旦消耗很难再生的能源属于不可再生能源。小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功：W=Pt=3.5104W3600s=1.26108J，完全燃烧汽油放出热量Q放=Vq，小汽车发动机的效率=，所以Q放=W，Vq=W，V=12L；（2）由=得，汽油机的有用功：W=Q放=30%1.26108J=3.78107J；因为72km/h=20m/s，由W=Fs得汽车发动机的牵引力：F=525N，因为汽车在平直公
25、路上匀速行驶，所以汽车受到的阻力：f=F=525N；（3）汽油属于不可再生能源，一旦消耗很难再生。18（2019河南模拟题）核能的释放有 和 两种方式，太阳能的产生是通过 方式【答案】核裂变；核聚变；核聚变【解析】1938年，物理学家用中子轰击铀，使铀这种重原子核分裂成两块中等质量的原子核，同时放出大量的能量，这种原子核反应叫做重核裂变，核裂变是目前利用核能的主要形式；后来，物理学家又发现了轻核在一定条件下能聚合成质量较大的核，同时也能放出大量的能量，这种反应称为轻核聚变；两种核反应都可产生很大的能量；在太阳内部不断发生核聚变，释放出大量的能量，给我们带来光和热。19（2019西安模拟题）我国
26、在南海成功开采出的可燃冰是一种高效、清洁、储量巨大的新能源，可以像固体酒精一样被点燃，开采点位于水深1266m海底下一定深度的海床中，海水对海底的压强是Pa，可燃冰属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源（海水取1.0103kg/m3，g取10N/kg）【答案】1.266l07；不可再生【解析】（1）已知水的深度，根据公式p=gh可求产生的压强（2）能够短时间内从自然界源源不断得到补充的是可再生能源，短时间内从自然界得不到补充的是不可再生能源海底受到的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg1266m=1.266l07Pa；可燃冰短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源20（20
27、19沈阳模拟题）细心的小东发现，安阳的有些路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图所示，白天，太阳能电池板将太阳能转化成，并储存起来；用材料制作的LED灯日夜发光提醒着人们注意交通安全【答案】电能；半导体【解析】太阳能电池板将太阳能转化为电能；新型LED节能灯采用半导体材料制成白天，太阳能电池板将太阳能转化成电能，并储存起来；由半导体材料制成的LED交通信号灯日夜发光提醒着人们注意交通安全21.（2019兰州模拟题）如图所示是太阳能LED照明路灯，LED是一种发光二极管，可以把电能直接转化成_能，太阳能是_（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它是太阳内部氢原子核发生_（选填“裂变”或“聚变”
28、）时释放出的核能【答案】光；可再生；聚变【解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能太阳能属于可再生能源，其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能22（2019贵阳模拟题）研究能源问题，实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务在“天然气、石油、煤炭、风能、核能”这些源中，属于可再生能源的有；国家发改委近日正式向国务院申报了启动核电新项目审批，现在人们用的“核电”源自于原子核（选填“裂变”或“聚变”）释放的核能【答案】风能；裂变【解析】可再生能源的特
29、点是可以重复利用，取之不尽用之不竭，例如风能、水能、太阳能等核电站是通过核裂变来获取能量的风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，天然气、石油、煤炭和核能是短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的23（2019河北模拟题）利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。则光伏发电系统发电时，能转化为电能。一天的有效光照时间按8h计算，该光伏发电系统一天共发电_千瓦时。请写出一条光伏发电的优点：_。【答案】太阳，160，清洁无污染。【解析】（
30、1）光伏发电系统发电时太阳能转化为电能； （2）发电W=Pt=20kW8h=160kWh；（3）光伏发电的优点：清洁无污染；可再生；节约化石能源。24.（2019银川模拟题）可以直接从自然界获得的能源叫一次性能源，必须通过消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，石油、风能、天然气、煤、电能等能源中，属于可再生能源的两种是 ，属于二次能源的是 【答案】风能、电能；电能【解析】能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源一次能源是指可以从自然界直接获取的能源如化石能源、风能、水能等；二次能源是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源
31、如电能等风能、电能可以源源不断的得到，是可再生能源；电能是必须通过一次能源的消耗才能获得的，所以称为二次能源三、计算题（25题10分、26题6分，共16分）25（2019苏州模拟题）“共享单车”普及后王老师由原来开汽车上班改成骑“共享单车”上班，如图所示的“共享单车”，它具有GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近“共享单车”的具体位置，它的前货仓底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电（1）太阳能电池板工作时，把光能转化为 能GPS工作是靠 来实现定位的（2）王老师上班骑车的平均速度为15km/h，骑行时间为20min，比以前开汽车走相同的路上班要减少二氧化碳排放多少千克？（王老师开汽车上班
32、的油耗为10L/100km，燃烧IL汽油要排放二氧化碳2.4kg）【答案】（1）电；电磁波；（2）要减少二氧化碳排放1.2千克【解析】（1）太阳能电池板能把太阳能转化为电能；GPS工作是靠电磁波来实现定位的；（2）由v=s/t可知王老师通过的距离为：s=vt=15km/h1/3h=5km；则通过5km的路程消耗的汽油为：V=5km=0.5L，燃烧IL汽油要排放二氧化碳2.4kg，则燃烧0.5L汽油要排放二氧化碳1.2kg。26（2019长春模拟题）新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽
33、车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4103kg每个车轮与地血的接触面积为0.01m2当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V，通过电动机的电流为60A若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：（1）该电动汽车此时对地面的压强；（2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率；（3）该电动汽车电动机线圈的电阻。【答案】（1）6105Pa；（2）6.25%；（3）2。【解析】（1）电动汽
34、车对水平地面的压力：F=G=mg=2.4103kg10N/kg=2.4104N，受力面积S=4S0=40.01m2=0.04m2，电动汽车对水平地面的压强：p=6105Pa；（2）电动汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力F=f=0.02G=0.022.4104N=480N，汽车匀速行驶牵引力做功的功率：P有用=Fv=480N25m/s=1.2104W；电动汽车行驶消耗的电功率：P电=UI=320V60A=1.92104W；则该电动车将电能转化为机械能的效率：=100%=100%=62.5%；（3）若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则电动机线圈的发热功率为：P热=P电P有用=
35、1.92104W1.2104W=7.2103W，根据P=I2R可得：线圈的电阻R=2。四、综合素养题（27题7分、28题6分、29题4分，共17分）27.（2019天津模拟题）阅读短文，回答问题：为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5109Hz，空间太阳能电站向
36、地面的输电效率可达80%（1）太阳发出具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的_（选填“核聚变”或“核裂变”）（2）太阳能电站相对于地面接收站是_（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是_W（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长【答案】（1）核聚变（2）静止，6109W（3）0.12m【解析】（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止太阳能电池板面积S=5103m104m=5107m2，太阳能电
37、站的发电能力E=PS=1.4103W/m25107m210%=7109W地面接收站接收到的电能是W=E=7109W80%=5.6109W（3）光在空气中速度为C=3108m/s，频率f=2.5109Hz，则波长=0.12m28（2019北京模拟题）阅读短文，回答问题能源问题日日渐严重，现在全世界都非常重视能源问题，一方面大力发展科学技术，努力努力开发和利用新能源；另一方面想方设法提高能源利用率，并重视节约能源。尽管目前能源相当短缺，但是能源的开发前景是广阔的，首先地球上的水相当丰富，如果高效地把水分解成氢气和氧气，世界的能源问题可以得到解决。第二，一旦可控核聚变能够实现，可以说将永远解决人类能
38、源的需求。聚变的核燃料，储量非常丰富（主要在海水中），假如地球上储量的1%被加以利用，找现在的能源消耗计算，可满足人类未来几亿年对能源的需求。第三，太阳能是取之不尽、用之不竭的，太阳内部不断地进行核反应，一年中辐射到地面的总能量为1.471018KWh；等于全世界一年生产的总能量之和的两万多倍。由于太阳能太分散，现在太阳能的利用规模很小，在到达地面的能量中，被人类直接利用的只有万分之零点一，若提高光电转换效率，我们将可以大规模直接利用太阳能发电。太阳能开发潜力巨大；第四，随着科技的发展，人类像发现何能一样，还会不断发现其他新能源并生产人造能源。（1）解决能源问题的根本途径是什么？（2）对于太阳
39、能的使用，我们面临的主要问题是哪些？（3）就人类现有技术和认识，结合本文章的介绍，你认为应该迫切开发和利用哪些新能源以环节能源危机？【答案】（1）开发利用新能源；提高能源利用率；节约能源。（2）分散，受时间、天气限制。光电、光热转换，效率低。（3）充分利用海水资源，进一步掌握可控核聚变技术。【解析】认真阅读短文，收集有用信息，根据学过的能源利用问题就可以容易解决本题。29（2019湖南郴州）我市风能资源丰富，现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机风叶转动，带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题：风力发电机的发电功率大小可能与哪些因素有关？他们针对这个问题提出
40、如下猜想：猜想一：风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关猜想二：风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关猜想三：风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关猜想四：针对以上猜想一和猜想二，该兴趣小组设计了实验方案，准备了以下主要实验器材：小型风力发电机（含形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组）、电吹风、电压表、导线若干。实验过程中，先将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下：实验序号风叶长度/cm电吹风档位风叶个数电压表示数/v110弱30.5210中30.8
41、310强31.2415中31.3520中31.8根据以上实验回答下列问题：（1）本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的；（2）比较实验序号为 （填上表中实验序号）三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。（3）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论是： 。【答案】（1）电压表示数；（2）1、2、3；一；（3）二；其他条件都相同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。【解析】（1）由“将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况”知，本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的：示数越大，发电功率越大；（2）从实验结论可以看出，实验探究的是发电功率大小与风速的关系，所以要保持风叶长度和风叶个数相同，改变风速，因此选择的是实验序号的1、2、3；（3）在2、4、5三次实验过程中，电吹风档位相同，也就是风速相同，风叶个数相同，但风叶长度不同，并且发现：风叶长度越大，电压表示数越大，说明发电功率与风叶长度有关。所以结论为：其他条件都相同时，风叶长度越大，风力发电机的发电功率越大。