2021新高考物理二轮总复习热点情境预测练 热点四　环境保护类 Word版含解析

2021新高考物理二轮总复习热点情境预测练 热点四　环境保护类 Word版含解析

热点四　环境保护类 背景资料 一、沙尘、水污染问题 资料一　环境问题是中国21世纪面临的最严峻挑战之一,保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益,以及全面小康社会的实现。为了防止自然环境的恶化,对山脉、绿水、蓝天、大海、丛林的保护就显得非常重要。具体地讲,保护环境包括防止工业生产排放的“三废”(废水、废气、废水源污染渣)、粉尘、放射性物质以及产生的噪声、振动、恶臭和电磁微波辐射,交通运输活动产生的有害气体、液体、噪声,海上船舶运输排出的污染物,工农业生产和人民生活使用的有毒有害化学品,城镇生活排放的烟尘、污水和垃圾等造成的污染;对已污染的大地(土地、山峦、陆架)强化治理,减少排放,用自然结合人工的方法恢复健康环境。‎ 二、新能源问题 资料二　新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一,将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。‎ ‎1.风能无论是总装机容量还是新增装机容量,全球都保持着较快的发展速度,风能将迎来发展高峰。‎ ‎2.生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及,主要问题是降低制造成本,生物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。‎ ‎3.太阳能随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升,光伏发电成本会逐步下降,未来中国国内光伏容量将大幅增加。‎ ‎4.汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联,国家大力推广混合动力汽车,汽车新能源战略开始进入加速实施阶段,开源节流齐头并进。‎ 资料三　未来的几种新能源:海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。第四代核能源:正反物质的原子在相遇的瞬间湮灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。‎ 命题预测 ‎【预测1】(2020山东高三月考)【考查角度:物体的平衡】近年来,我国加大了环境治理,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达式为F=αρAv2,其中α为常数,ρ为空气密度,A为沙尘颗粒的截面积,v为风速。设沙尘颗粒为球形,密度为ρ0,半径为r,风速竖直向上,重力加速度为g,则v的表达式为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.‎4ρgr‎3αρ‎0‎ B.‎‎4ρ‎0‎gr‎3αρ C.ρ‎0‎grαρ D.‎‎4gr‎3α ‎【预测2】(多选)【考查角度——左手定则、洛伦兹力】某化工厂为检测污水排放量,技术人员在排污管末端安装一台污水流量计,如图所示,该装置由非磁性绝缘材料制成,长、宽、高分别为a=1 m、b=0.2 m、c=0.2 m,左、右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B=1.25 T的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板,带负离子的污水以某一速度从左向右匀速流经该装置时,测得两个金属板间的电压U=1 V。下列说法中正确的是(　　)‎ A.金属板M电势高,金属板N的电势低 B.污水中离子浓度对电压表的示数有影响 C.污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q=0.16 m3/s D.电荷量为1.6×10-19 C的离子,流经该装置时受到的静电力F=8.0×10-19 N ‎【预测3】【考查角度:污水、废水等电阻率的测量】现在,由于南水北调工程,国家加大了对微山湖周围地区污染物排放的治理,人们惊喜地发现,湖水变清了,各种鱼儿多了起来,大批的水鸟飞了回来,生态环境得到明显改善,引的游客纷至沓来。微山湖水污染主要来自农业生产中流失的化肥、城市生活污水中的含磷洗涤剂、工业废水中的金属离子等,这些污染物在水中形成大量自由移动的离子,使污染水的导电性能增强,所以导电性能的强弱是反映水污染程度的重要指标之一。为了研究流入微山湖水的情况,某中学物理研究性学习小组的同学采集了两种流入微山湖的典型水样:①生活污水;②工业废水,决定对这两种水样的电阻率进行对比检测。他们从实验室借来了下列器材。游标卡尺,毫米刻度尺,电池组(15 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~15 V),滑动变阻器(0~20 Ω),玻璃管或塑料管一根(长6~10 cm,内径约1 cm),小铜片两块(直径略小于玻璃管内径),开关,导线,石蜡若干。‎ ‎(1)如何测定自来水的电阻率?‎ ‎(2)请简要写出实验步骤。‎ ‎【预测4】【考查角度:匀变速直线运动、功、功率、动能定理】为保护环境,国家大力推行新能源汽车,新能源汽车在近几年发展迅速。下表给出的是某款电动汽车的相关参数:‎ 参数 指标 整车 质量 ‎0~100 km/h 加速时间 最大速度 电池容量 制动距离 ‎(100 km/h~0)‎ 数值 ‎2 000 kg ‎4.4 s ‎250 km/h ‎90 kW·h ‎40 m 请从上面的表格中选择相关数据,重力加速度g取10 m/s2,完成下列问题:‎ ‎(1)求汽车在100 km/h~0的制动过程中的加速度大小(计算过程中100 km/h近似为30 m/s)。‎ ‎(2)若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%,整车在行驶过程中的阻力约为车重的5%,试估算此电动汽车匀速行驶时的续航里程(能够行驶的最大里程)。已知1 kW·h=3.6×106 J。根据你的计算,提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议(至少两条)。‎ ‎(3)若此电动汽车的速度从5 m/s提升到20 m/s需要25 s,此过程中电动汽车获得的动力功率随时间变化的关系简化图如图所示,整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的5%,求此加速过程中汽车行驶的路程。‎ ‎【预测5】【考查角度:气体实验定律】世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量,将空气吸进气室(导热良好),压缩后再推入工作室,然后推动涡轮机带动发电机发电,每当海水下降时,阀门K1关闭,K2打开,吸入压强为1.0×105 Pa的气体0.5 m3(可视为理想气体)。当海水上升时K2立即关闭,当气体压强达到5.0×105 Pa时,阀门K1被推开,活塞将继续推动空气,并将空气在近似保持5.0×105 Pa压强的情况下全部推入工作室,同时,工作室中的空气也推动涡轮机工作,已知涡轮机转速为1 500转/分,涡轮机带动发电机发电给航标灯提供电能,这一过程历时10 s。设活塞的质量和活塞与筒壁间的摩擦不计。‎ ‎(1)试求出阀门K1刚要打开时,筒中气体的体积。‎ ‎(2)若涡轮机及发电机的总效率为80%,那么航标灯的功率有多大?‎ 微信扫码获取 在线名师微课配套指导课件备考资料合集智能学习助手 参考答案 热点四　环境保护类 ‎【预测1】B　解析沙尘悬浮时受力平衡,根据平衡条件有mg=F,其中m=ρ0V=ρ0×‎4‎‎3‎πr3‎ 由题意知F=αρAv2,A=πr2‎ 联立以上四式得v=‎‎4ρ‎0‎gr‎3αρ 选项B正确,ACD错误。‎ ‎【预测2】ACD　解析根据左手定则,知负离子所受的洛伦兹力方向向下,则向下偏转,N板带负电,M板带正电,则M板的电势比N板电势高,故A正确;最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有 qvB=qUc 解得U=Bvc,与离子浓度无关,故B错误;污水的流速v=‎UBc 则流量为Q=vbc=UbB‎=‎‎1×0.2‎‎1.25‎m3/s=0.16m3/s,故C正确;‎ 流经该装置时受到的静电力F=qUc‎=‎‎1.6×1‎0‎‎-19‎×1‎‎0.2‎N=8×10-19N,故D正确。故选ACD。‎ ‎【预测3】答案(1)根据电阻定律,只要测一段水柱的长度和它的横截面积,再利用伏安法或多用电表测出水柱的电阻R,就可计算出自来水的电阻率。‎ ‎(2)实验步骤:‎ 甲 A.用游标卡尺在玻璃管的两端各测一次内径,求出其平均值d,计算出玻璃管内侧的横截面积S。‎ B.制作小水柱。先将两小铜片的一侧面各焊接上一根导线,将其中一个小铜片挡在玻璃管的一端,并用石蜡将其密封在玻璃管内。然后将玻璃管装满自来水,在另一端放上小铜片,也用石蜡密封起来,两根导线则从石蜡中延伸出来。小水柱如图甲所示。两铜片应尽量与管子轴线相垂。‎ C.用毫米刻度尺测量玻璃管中两铜片间的距离,反复测量几次,求出其平均值L。‎ D.按“伏安法测电阻”的原理图连好实验电路。‎ E.把滑动变阻器的滑动片调节到电阻值最大的位置,经检查确认电路无误后,合上开关S。改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,断开开关S。求出小水柱电阻R的平均值。‎ F.将测得的R、L、d的值,代入电阻率计算公式:ρ=RSL‎=‎πd‎2‎R‎4L计算出小水柱的电阻率。‎ ‎【预测4】答案(1)11.25 m/s2　(2)259.2 km　合理化建议有:①提高电动机的工作效率;②减小汽车行驶过程中的阻力;③提高电动汽车电池的容量　(3)265 m 解析(1)根据速度和位移的关系可求得加速度大小;(2)根据动能定理可明确汽车的距离,根据功能关系可明确如何提高续航能力;(3)根据图像可求得距离,再根据动能定理可求得加速过程行驶的距离。‎ ‎(1)根据2ax=v2-v‎0‎‎2‎,得:a=v‎2‎‎-‎v‎0‎‎2‎‎2x,代入数据解得:a=-11.25m/s2,所以加速度的大小为11.25m/s2。‎ ‎(2)根据动能定理有:W-Wf=ΔEk ‎80%E-0.05mgx=0‎ 解得:x=259.2km 提高汽车续航里程的合理化建议有:①提高电动机的工作效率;②减小汽车行驶过程中的阻力;③提高电动汽车电池的容量。‎ ‎(3)根据动能定理有 W-fx=‎1‎‎2‎mv2-‎‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎ 动力做的功由P-t图像的面积可求得W=‎8+30‎‎2‎×10+15×30×103=6.4×105J 联立并代入数据解得:x=265m ‎【预测5】答案(1)0.1 m3　(2)4×103 W 解析(1)据p1V1=p2V2‎ 得V2=p‎1‎V‎1‎p‎2‎=0.1m3‎ ‎(2)海水通过活塞把空气压进工作室的过程,海水对涡轮机做功为:‎ W=p2V2=5×104J 每一过程海水在把空气压进工作室做功,故整个过程的平均功率为:‎ P=Wt=5×103W 因此,航标灯的功率为 P电=ηP=4×103W