2025年高二物理下學(xué)期物理與環(huán)境保護試題一、單項選擇題（每題4分，共40分）下列能源中不屬于可再生能源的是（）A.太陽能光伏B.潮汐能發(fā)電C.頁巖氣D.生物質(zhì)能某風(fēng)力發(fā)電機葉片長度為40m，空氣密度取1.2kg/m3，當(dāng)風(fēng)速為10m/s時，每秒通過葉片旋轉(zhuǎn)面積的空氣質(zhì)量約為（）A.6.0×103kgB.1.5×10?kgC.6.0×10?kgD.1.5×10?kg熱機效率是衡量能源利用效率的重要指標。某柴油機工作時，燃料完全燃燒釋放熱量為8×10?J，輸出機械能為2.8×10?J，其廢氣帶走的能量約占總能量的40%，則該柴油機的散熱損失能量為（）A.1.6×10?JB.2.0×10?JC.2.8×10?JD.3.2×10?J在溫室效應(yīng)模擬實驗中，相同光照條件下，分別用玻璃罩罩住等體積的空氣和CO?氣體。下列說法正確的是（）A.空氣組溫度上升更快B.CO?組分子熱運動更劇烈C.兩組成分的內(nèi)能變化量相同D.CO?組對玻璃罩內(nèi)壁壓強更大某城市地鐵列車采用再生制動技術(shù)，在減速過程中將動能轉(zhuǎn)化為電能回輸電網(wǎng)。若列車質(zhì)量為3×10?kg，以72km/h的速度勻速行駛時突然制動，在20s內(nèi)勻減速至停止，忽略摩擦損耗，則回輸電網(wǎng)的平均電功率為（）A.3×10?WB.6×10?WC.1×10?WD.2×10?W關(guān)于電磁波污染，下列說法錯誤的是（）A.5G基站電磁輻射強度通常低于國家標準B.長期暴露在超高頻電磁波中可能導(dǎo)致生物體溫度升高C.電磁屏蔽材料需選用導(dǎo)電性良好的金屬材料D.紫外線消毒燈屬于電磁輻射污染源某污水處理廠采用電解法處理含鉻廢水，其原理是利用Fe電極產(chǎn)生Fe2?將Cr?O?2?還原為Cr3?。若處理含Cr?O?2?濃度為0.01mol/L的廢水1000L，理論上需要消耗Fe電極的質(zhì)量為（已知Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?O，F(xiàn)e的摩爾質(zhì)量為56g/mol）（）A.33.6gB.67.2gC.336gD.672g噪聲污染已成為城市環(huán)境問題之一。某施工機械工作時噪聲聲壓級為90dB，若同時有10臺相同機械工作，總聲壓級為（）A.90dBB.95dBC.100dBD.110dB氫燃料電池汽車通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其正極反應(yīng)式為O?+4e?+4H?=2H?O。若電池輸出電流為50A，持續(xù)工作1小時，理論上消耗氧氣的體積為（標準狀況下，法拉第常數(shù)F=96500C/mol）（）A.10.5LB.21LC.42LD.84L關(guān)于核廢料處理，下列物理原理錯誤的是（）A.利用γ射線的穿透性檢測封裝容器完整性B.通過鉛屏蔽減弱中子輻射危害C.采用深地質(zhì)處置利用地質(zhì)屏障隔離放射性物質(zhì)D.利用放射性同位素的半衰期特性設(shè)計存儲方案二、多項選擇題（每題5分，共20分，每題至少有兩個正確選項）下列關(guān)于能源利用與環(huán)境保護的說法正確的有（）A.燃煤電廠安裝脫硫裝置可減少SO?排放B.提高輸電電壓能降低遠距離輸電中的電能損耗C.核能發(fā)電不會產(chǎn)生溫室氣體D.生物質(zhì)能燃燒過程中不會產(chǎn)生PM2.5某太陽能熱水器集熱面積為2m2，晴天時每平方米接收太陽輻射功率為1kW，集熱器效率為50%。若水箱中50kg水從20℃加熱至60℃，已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，則下列說法正確的有（）A.水吸收的熱量為8.4×10?JB.理論上需要光照時間約為84分鐘C.陰雨天可通過電阻絲加熱，若電阻為48.4Ω，接入220V電路需加熱10?秒D.熱水器效率降低會導(dǎo)致水的末溫降低關(guān)于噪聲控制的物理方法，下列可行的有（）A.在高速公路兩側(cè)安裝聲屏障，利用聲波的衍射原理B.給機器底座安裝彈簧減震器，減少固體傳聲C.采用多孔吸聲材料，通過空氣黏滯阻力將聲能轉(zhuǎn)化為熱能D.在房間內(nèi)鋪設(shè)地毯，降低聲音的反射系數(shù)某環(huán)保監(jiān)測站使用電磁光譜儀檢測大氣污染物，下列說法正確的有（）A.利用紅外光譜分析CO?濃度B.通過紫外-可見分光光度法測定NO?含量C.依據(jù)拉曼散射原理識別懸浮顆粒物成分D.利用X射線熒光光譜檢測重金屬元素三、實驗題（18分）太陽能光伏板效率測試實驗?zāi)硨嶒炐〗M為探究影響太陽能光伏板效率的因素，設(shè)計如圖所示實驗裝置：將光伏板與可調(diào)電阻、電流表、電壓表連接成閉合電路，用功率恒定的模擬光源照射光伏板，改變光源高度h（即改變光照強度）和電阻箱阻值R，記錄多組電流I和電壓U數(shù)據(jù)。（1）（4分）實驗中需要測量的物理量有：、、、。（至少寫出4個）（2）（6分）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制光伏板的I-U圖像如圖所示，其中曲線①為光照強度1000W/m2時的特性曲線，曲線②為500W/m2時的特性曲線。①計算光照強度1000W/m2時的最大輸出功率P?=W；②若光伏板面積為0.1m2，此時的光電轉(zhuǎn)換效率η=%；③比較曲線①和②，說明光照強度對光伏板開路電壓U???的影響：_______。（3）（8分）實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光伏板溫度從25℃升高到50℃時，其短路電流從2.0A增加到2.1A，開路電壓從20V降低到19V。①分析溫度升高導(dǎo)致短路電流變化的原因：；②某地區(qū)夏季正午光伏板表面溫度可達70℃，為提高發(fā)電效率，提出兩種物理降溫方案：、；③若將兩塊相同的光伏板串聯(lián)，其總輸出電壓將（填“增大”“減小”或“不變”），總輸出電流將_______（填“增大”“減小”或“不變”）。四、計算題（22分）（10分）某城市垃圾焚燒發(fā)電廠利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量加熱水產(chǎn)生蒸汽，推動汽輪機發(fā)電。已知垃圾熱值為1.5×10?J/kg，焚燒效率為80%，汽輪機效率為30%，發(fā)電機效率為95%。若每天處理垃圾800噸，計算：（1）每天垃圾完全燃燒釋放的總能量；（2）該發(fā)電廠的日發(fā)電量（單位：kW·h）；（3）若采用標準煤發(fā)電（標準煤熱值3.0×10?J/kg），則該垃圾發(fā)電廠日發(fā)電量相當(dāng)于節(jié)約多少噸標準煤。（12分）為減少汽車尾氣污染，某研究團隊設(shè)計了尾氣余熱回收裝置。該裝置利用半導(dǎo)體制冷片的溫差發(fā)電特性，將尾氣溫度（600K）與環(huán)境溫度（300K）的溫差轉(zhuǎn)化為電能。已知半導(dǎo)體制冷片的發(fā)電效率η=0.1×(T?-T?)/T?，其中T?為高溫端溫度，T?為低溫端溫度。（1）計算該溫差發(fā)電裝置的理論效率；（2）若汽車排氣管每秒通過的廢氣體積為0.5m3（標準狀況下），尾氣比熱容為1000J/(kg·K)，密度為1.2kg/m3，裝置能回收尾氣總熱量的20%，計算每秒回收的熱量；（3）若裝置輸出電壓為12V，求最大輸出電流；（4）若汽車年均行駛2萬公里，平均百公里油耗8L，汽油密度0.7kg/L，熱值4.6×10?J/kg，計算該裝置年發(fā)電量相當(dāng)于節(jié)約多少升汽油（保留整數(shù)）。五、綜合論述題（20分）結(jié)合熱力學(xué)第二定律和能量守恒定律，論述“碳中和”目標下能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的物理基礎(chǔ)。要求：（1）解釋化石能源利用導(dǎo)致碳排放的根本原因；（2）分析可再生能源轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗環(huán)節(jié)；（3）從能量轉(zhuǎn)化效率角度比較光伏、風(fēng)電、水電三種發(fā)電方式的優(yōu)缺點；（4）提出兩種基于物理原理的碳捕集新技術(shù)方案。六、實踐應(yīng)用題（20分）某社區(qū)計劃建造小型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，需滿足50戶家庭的基本用電需求（每戶日均用電5kW·h）。該地區(qū)年平均風(fēng)速6m/s，年平均日照時數(shù)1500h，可利用土地面積200m2。（1）計算該社區(qū)的日平均用電總量；（2）若選用200W光伏組件（尺寸1m×1.6m，效率18%），計算所需光伏板數(shù)量及占地面積；（3）若選用額定功率2kW的風(fēng)力發(fā)電機（風(fēng)能利用系數(shù)0.4，葉片半徑2m），計算單臺風(fēng)機的日發(fā)電量；（4）設(shè)計風(fēng)光互補系統(tǒng)的配置方案（需說明光伏板數(shù)量、風(fēng)機數(shù)量及儲能方式），并分析該方案的環(huán)境效益