五、能源与可持续发展
知识点1 能源转化的效率
1. 某太阳能电池工作的效率是16%，意义:该太阳能电池可以把16%的太阳能转化为电能。
下列说法正确的是( )
A.某电动机工作的效率是83%，意义:该电动机可以把83%的机械能转化为电能
B.某锉锂电池充电时的效率是99 %，意义:该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电
能
C某柴油机工作的效率是35%，意义:该柴油机可以把35%的化学能转化为内能
D某电热水器工作的效率是87 %，意义:该电热水器可以把87%的电能转化为水的内能2. 一台柴油机，有m kg柴油完全燃烧时，放出8. 0 ×108 J的热量。
若损失3. 2×108 J的热
量，则该柴油机的效率是( )
A .30% B. 40%
C. 50%
D. 60%
3. 如图所示是某内燃机的能量流向图，该内燃机的效率是( )
A. 25%
B. 40%
C. 75%
D. 35%
4. 下列关于能量转化效率的说法中，错误的是( )
A.在机器工作中，能量转化的效率一定小于1
B.提高燃料的利用率可以提高热机的效率
C.能量转化效率可以等于1
D.提高能量转化效率是节能问题的核心
5. 为提高锅炉的效率和燃料的利用率，下列做法不正确的是( )
A.把煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛内燃烧
B.加大送风量，把煤粒在炉膛里吹起来燃烧
C.增大受热面积，减少烟气带走的热量
D.换用热值更高的燃料
6. 如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车。
它上面的太阳能接收板的有效面积
为8 m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1 000 J，太阳能电池提供的电压为120 V，可供电动机正常工作的电流为10 A。
(1)太阳能属于(填“可”或‘不可”)再生能源。
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是。
(3)电动机正常工作时，将电能主要转化为能，若转化效率是80%，且该车沿
水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150 N，则该车匀速行驶的速度是m/s。
7. 新能源汽车充电桩在许多城市建成投运，若充电桩对新能源小汽车的充电功率为 6.25
kW，充电1h可使额定输出功率为12 kW的新能源小汽车匀速直线行驶30 km，已知小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时受到的阻力是600 N。
求:
(1)该小汽车以额定输出功率行驶时的速度;
(2)该小汽车将电能转化为机械能的效率。
知识点2 能源与可持续发展
8. 2022年北京、张家口将联合举办冬奥会，为办成绿色奥运，下列措施不可行的是( )
A.发展公共交通，提倡绿色出行
B.增加使用太阳能、核能等新能源
C.加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
D.改进燃煤技术，减少SO2与粉尘排放
9. 与世界能源结构相比，我国目前的能源结构存在不足，如图所示。
以下措施有利于优化
我国能源结构的是( )
A.继续发挥产煤大国的优势
B.减小石油和天然气的比重
C.严控核能、水电能的开发
D.加大可再生能源的开发利用
10. 成都正全面加强人居环境建设，让市民“望得见山，看得见水，记得住乡愁”，要实现
这样的愿望，节能减排，使用新能源势在必行。
下列说法不正确的是( )
A.生物能、地热能、海洋能、太阳能都是新能源
B.氢燃料发动机能够将化学能全部转化为机械能
C.能源的大量消耗使人类面临严重的能源危机
D.节能问题的核心是提高能量利用中的转化效率
11. “共享单车”普及后，王老师由原来开汽车上班改为骑“共享单车”上班。
如图所示
的“共享单车”，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。
它的前货框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。
(2)王老师上班骑车的平均速度为15km/h，骑行时间为20 min，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?(王老师开汽车上班的油耗为10 L/ 100 km，燃烧1L汽油要排放二氧化碳2.4 kg)
【作业精选】
1. 简易太阳能热水器的受光面积为1.8 m2，内装60 kg水，太阳每分钟辐射到1 m2面积上
的热量是2×104 J，20℃的水晒7h后水温升高50℃，则该热水器的效率为( )
A. 33.3%
B.20%
C. 50%
D. 83.3 %
2. PM2. 5是指直径小于等于2. 5 μm的颗粒物，其在空气中浓度越高，就代表空气污染
越严重。
为减少PM2. 5的排放量，改善空气质量，下列措施不可取的是( )
A.植树造林，增大城市绿地面积
B.开发利用太阳能、核能等新能源
C.加大火力发电投入，扩大火力发电规模
D.推行城市公共自行车系统，打造绿色交通
3. 碳是废气的一个重要指标，碳的耗用量被称为“碳
足迹”(如图所示)，一般情况下，排放的二氧化碳
越多，“碳足迹”就越大，“碳足迹”的计算包括一
切用于电力、建设、运输等方面的能源以及我们所
使用的消耗品。
以下做法可以减小“碳足迹”的是
( )
A.减少一次性筷子的使用
B.大量使用煤、石油等燃料
C.将生活垃圾进行焚烧处理
D.以私家车出行代替公共交通工具
4. 学习了“能源与可持续发展”一章后，某班学生就利用和开发能源问题展开了热烈讨论，
提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是( )
A.目前利用的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
B.正在建设中的田湾核电站，将解决连云港市乃至华东地区的电力紧张问题，但在输电
过程中能量损失较大，若能用超导体送电，将大大提高输电效率
C.连云港市位于黄海之滨，应尽量研究开发海洋能源
D.随着能源的不断消耗，最终应致力于研究一种既可以不消耗能源，又能不断对外做功
的机器
5. 随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再
生的“宝库”。
利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
(1)根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整.
(2)垃圾填埋后产全的沼气是一种 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
利用垃
圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点? 。
(3)若每吨填埋垃圾可产生沼气150 m 3，集中收集后可发电250 kW ·h ，已知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2. 0 ×107 J/ m 3，则沼气发电的效率为多少?
6. 由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好地利用
已知能源，是全球范围内的重要课题。
人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热。
小荣家新安装了一台这种热水器，铭
(1)?
(2)用电加热时，热水器正常工作的电流为多少?(结果保留1位小数)
(3)贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20℃升高到50℃，其中50%的热量由电能辅助提供。
若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间?
五、能源与可持续发展
1. D
2. D
3. D
4. C
5. D
6. (1)可
(2)15%
(3)机械 6. 4
7. (1)因小汽车匀速直线行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等
所以，汽车受到的牵引力为F=600N f = 由W Fs P=F t t
v ==可得，该小汽车以额定输出功率行驶时的速度 3P 1210W 20m/s F 600N
v ⨯=== (2)汽车将电能转化为机械能的效率
33W Fs 600N 3010m 100%=100%100%=80%W P t 6.2510W 3600s
η⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯机
电电 8. C 9. D 10. B
11. (1)电
(2) 骑行时间为1t 20min h 3==
根据s t
v =得，1s=t 15km/h h=5km 3v =⨯ 减少二氧化碳排放10L m= 2.4kg/L 5km=1.2kg 100km
⨯⨯ 【作业精选】
1. D
2. C
3. A
4. D
5. (1)内能 机械能
(2)可再生 节约能源，减少环境污染
(3)沼气发电的效率为
6733W W 250 3.610J 100%100%=100%=30%Q V 2.010J/m 150m
q η⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯放 6. (1)水的体积33V 100L=100dm 0.1m == 由m V
ρ=得，水的质量 333m V=1.010kg/m 0.1m 100kg ρ=⨯⨯=
水吸收的热量
370Q =m(t t ) 4.210J/(kg C)100kg (50C 20C)=1.2610J c -=⨯︒⨯⨯︒-︒⨯g 吸水
(2)由P=UI 得，热水器正常工作的电流:
P 2000W I==9.1A U 220V
≈ (3)根据题意知，提供的热量消耗的电能:
76W=Q 50%=1.2610J 50%=6.310J ⨯⨯⨯⨯吸 由W P t
=得，热水器正常工作需要的加热时间: 6W 6.310J t 3150s P 2000W
⨯===。