6.(2202)正午,小明对水面获取太阳的能量情况进行研究,他将装有500 g水的盘子放在室外平台上,经阳光照射10 min,水温升高了2°C,不计水的蒸发[水的比热容是$4.2× 10^{3}\ J/(kg·°C)$]。
(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为28 W,水获取太阳能的效率是多大?

(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为28 W,水获取太阳能的效率是多大?
答案
(1)水的质量$m = 500g=0.5kg$,根据热量计算公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,其中$c = 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,$\Delta t = 2^{\circ}C$,可得:
$Q_{吸}=4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×0.5kg×2^{\circ}C = 4.2×10^{3}J$
(2)照射时间$t = 10min=600s$,太阳能功率$P = 28W$,则太阳能总量$W = Pt=28W×600s = 1.68×10^{4}J$。
效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%=\frac{4.2×10^{3}J}{1.68×10^{4}J}×100\% = 25\%$
(1)$4.2×10^{3}J$
(2)$25\%$
$Q_{吸}=4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×0.5kg×2^{\circ}C = 4.2×10^{3}J$
(2)照射时间$t = 10min=600s$,太阳能功率$P = 28W$,则太阳能总量$W = Pt=28W×600s = 1.68×10^{4}J$。
效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%=\frac{4.2×10^{3}J}{1.68×10^{4}J}×100\% = 25\%$
(1)$4.2×10^{3}J$
(2)$25\%$
1.(2202)了解能源分类对实现能源可持续发展具有重要的意义。下列能源既是来自太阳辐射的能源,又属于可再生能源的一组是(
A.煤炭、沼气
B.石油、潮汐能
C.风能、水能
D.柴薪、天然气
C
)。A.煤炭、沼气
B.石油、潮汐能
C.风能、水能
D.柴薪、天然气
答案
C
解析
本题主要考查能源的分类,包括来自太阳辐射的能源和可再生能源的识别。来自太阳辐射的能源是指太阳能以及通过太阳能转化或储存的能源,如风能、水能、生物质能等。可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽,用之不竭的特点,主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。接下来我们逐一分析选项:
A选项中,煤炭是化石燃料,属于非可再生能源,且虽然其形成与太阳辐射有关,但在此题分类中,我们更侧重于其直接来源,通常不将其视为直接来自太阳辐射的能源;沼气虽然属于生物质能,是可再生能源,且其原料的生产与太阳辐射有关,但此选项包含非来自太阳辐射的直接能源煤炭,故A错误。
B选项中,石油同样是化石燃料,属于非可再生能源;潮汐能是由月球和太阳的引力作用而产生的,虽然与太阳有关,但并非直接来自太阳辐射的能源,故B错误。
C选项中,风能和水能都是直接来自太阳辐射的能源。风能是由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成的;水能则是通过水循环(蒸发、降水、径流等)过程,将太阳能转化为水流的动能和势能。同时,风能和水能都是可再生能源,故C正确。
D选项中,柴薪属于生物质能,是可再生能源,且其来源与太阳辐射有关;但天然气是化石燃料,属于非可再生能源,故D错误。
A选项中,煤炭是化石燃料,属于非可再生能源,且虽然其形成与太阳辐射有关,但在此题分类中,我们更侧重于其直接来源,通常不将其视为直接来自太阳辐射的能源;沼气虽然属于生物质能,是可再生能源,且其原料的生产与太阳辐射有关,但此选项包含非来自太阳辐射的直接能源煤炭,故A错误。
B选项中,石油同样是化石燃料,属于非可再生能源;潮汐能是由月球和太阳的引力作用而产生的,虽然与太阳有关,但并非直接来自太阳辐射的能源,故B错误。
C选项中,风能和水能都是直接来自太阳辐射的能源。风能是由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成的;水能则是通过水循环(蒸发、降水、径流等)过程,将太阳能转化为水流的动能和势能。同时,风能和水能都是可再生能源,故C正确。
D选项中,柴薪属于生物质能,是可再生能源,且其来源与太阳辐射有关;但天然气是化石燃料,属于非可再生能源,故D错误。
2.(2202)在共享单车的车筐底部覆盖着太阳能发电板,通过阳光给里面的蓄电池充电从而为GPS和通信模块供电。在太阳能发电板和蓄电池的电路中,下列说法正确的是(
A.太阳能发电板是用电器
B.蓄电池充电时的能量转化是化学能转化成电能
C.太阳能发电板的能量转化是太阳能转化成电能
D.蓄电池充电时属于电源
C
)。A.太阳能发电板是用电器
B.蓄电池充电时的能量转化是化学能转化成电能
C.太阳能发电板的能量转化是太阳能转化成电能
D.蓄电池充电时属于电源
答案
C
解析
本题可根据电路中电源、用电器的定义以及能量转化的相关知识,对各选项逐一进行分析。
选项A:判断太阳能发电板是否为用电器
在电路中,用电器是消耗电能的装置,而电源是提供电能的装置。太阳能发电板是将太阳能转化为电能,为电路提供电能,所以太阳能发电板是电源,不是用电器,A选项错误。
选项B:分析蓄电池充电时的能量转化
蓄电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来,而不是化学能转化为电能,B选项错误。
选项C:分析太阳能发电板的能量转化
太阳能发电板的作用是把太阳能转化为电能,C选项正确。
选项D:判断蓄电池充电时是否属于电源
蓄电池充电时,是消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,此时它是用电器,而不是电源,D选项错误。
选项A:判断太阳能发电板是否为用电器
在电路中,用电器是消耗电能的装置,而电源是提供电能的装置。太阳能发电板是将太阳能转化为电能,为电路提供电能,所以太阳能发电板是电源,不是用电器,A选项错误。
选项B:分析蓄电池充电时的能量转化
蓄电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来,而不是化学能转化为电能,B选项错误。
选项C:分析太阳能发电板的能量转化
太阳能发电板的作用是把太阳能转化为电能,C选项正确。
选项D:判断蓄电池充电时是否属于电源
蓄电池充电时,是消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,此时它是用电器,而不是电源,D选项错误。
3.(2203)新能源的开发和利用在中国发展势头强劲,是东方巨龙腾飞的助推器,目前已经广泛应用于氢动力汽车。关于新能源,下列说法不正确的是(
A.核电站利用核裂变释放的能量来发电
B.氢燃料发动机将化学能转化为机械能
C.新能源的开发可以有效缓解能源危机
D.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
D
)。A.核电站利用核裂变释放的能量来发电
B.氢燃料发动机将化学能转化为机械能
C.新能源的开发可以有效缓解能源危机
D.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
答案
D
解析
A选项:核电站确实是通过核裂变释放的能量来加热水,产生蒸汽,进而驱动涡轮发电机发电,所以A选项是正确的。
B选项:氢燃料发动机是通过燃烧氢气产生热能,进而转化为机械能驱动车辆,即将化学能转化为机械能,所以B选项也是正确的。
C选项:新能源的开发可以增加能源供应的多样性,减少对传统能源的依赖,从而有效缓解能源危机,所以C选项也是正确的。
D选项:核燃料和氢燃料属于新能源,因为它们具有可再生、环保等特性(尽管核燃料的可再生性有争议,但在此上下文中,它通常被视为新能源的一部分)。然而,天然气是一种化石燃料,属于传统能源,不属于新能源范畴。因此,D选项是不正确的。
B选项:氢燃料发动机是通过燃烧氢气产生热能,进而转化为机械能驱动车辆,即将化学能转化为机械能,所以B选项也是正确的。
C选项:新能源的开发可以增加能源供应的多样性,减少对传统能源的依赖,从而有效缓解能源危机,所以C选项也是正确的。
D选项:核燃料和氢燃料属于新能源,因为它们具有可再生、环保等特性(尽管核燃料的可再生性有争议,但在此上下文中,它通常被视为新能源的一部分)。然而,天然气是一种化石燃料,属于传统能源,不属于新能源范畴。因此,D选项是不正确的。
4.(2201,2203)人类的发展离不开能源,"碳达峰、碳中和"是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源,下列说法中正确的是(
A.现代生活离不开电,电力是一次能源
B.提高能量转化效率是"节能减排"的重要措施之一
C.新能源的开发和利用技术难、成本高,无实用价值
D.能量既不能创造,也不会消灭,所以不用节约能源
B
)。A.现代生活离不开电,电力是一次能源
B.提高能量转化效率是"节能减排"的重要措施之一
C.新能源的开发和利用技术难、成本高,无实用价值
D.能量既不能创造,也不会消灭,所以不用节约能源
答案
B
解析
A选项,一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,而电力是经过加工转换的能源,属于二次能源,所以A错误;B选项,提高能量转化效率意味着在同样的能量输入下,可以得到更多的有用输出,从而减少能量的浪费,是“节能减排”的重要措施之一,所以B正确;C选项,新能源的开发和利用虽然面临技术和成本上的挑战,但其对于环境保护和可持续发展具有重要意义,具有实用价值,所以C错误;D选项,虽然能量守恒定律表明能量既不能创造,也不会消灭,但在实际生活中,能量的转化和利用往往是有方向性的,且很多能源是不可再生的,因此节约能源是必要的,所以D错误。
5.(2203)有关能源、能源的利用以及能源危机,以下说法正确的是(
A.太阳能是一种无污染的新能源,但大量使用会导致温室效应
B.能源的利用过程实质上是能量的转化和转移的过程
C.由于能量是守恒的,所以不会存在能源危机
D.核能的利用会造成放射性污染,所以应该关闭核电站
B
)。A.太阳能是一种无污染的新能源,但大量使用会导致温室效应
B.能源的利用过程实质上是能量的转化和转移的过程
C.由于能量是守恒的,所以不会存在能源危机
D.核能的利用会造成放射性污染,所以应该关闭核电站
答案
B
解析
A选项太阳能是无污染新能源,大量使用不会导致温室效应,因为太阳能的利用不产生二氧化碳等温室气体;B选项能源的利用过程确实是能量的转化和转移过程,比如化石燃料燃烧是将化学能转化为热能等;C选项能量守恒,但可利用的能源是有限的,比如化石能源不可再生,会存在能源危机;D选项核能利用虽可能造成放射性污染,但核电站也有其存在的意义,不能简单关闭,可通过加强管理等措施来保障安全。
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