10.能量守恒定律與能源課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.利用能源的過程實(shí)質(zhì)上是()A.能量的消失過程B.能量的創(chuàng)造過程C.能量不守恒的過程D.能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移并且耗散的過程解析利用能源的過程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程,在能源的利用過程中能量是耗散的,A、B、C錯(cuò)誤,D正確。答案D2.不同的物理現(xiàn)象往往反映出相同的物理規(guī)律。下圖所示現(xiàn)象中在能量轉(zhuǎn)化方面的共同點(diǎn)是()A.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B.物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能C.其他形式的能量轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能D.物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析圖中幾種現(xiàn)象的共同特點(diǎn)是物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,選項(xiàng)A正確。答案A3.(多選)如圖所示是流星在夜空中發(fā)出明亮的光焰。此時(shí)會(huì)有人在內(nèi)心里許下一個(gè)美好的愿望。有些流星是外太空物體被地球強(qiáng)大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦造成的。下列相關(guān)說法正確的是()A.流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.引力對(duì)流星做正功則其動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒C.當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí),流星做曲線運(yùn)動(dòng)D.流星物體進(jìn)入大氣層后做斜拋運(yùn)動(dòng)解析流星同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A正確;引力對(duì)流星做正功,除了重力之外還有其他力做功,機(jī)械能不守恒,B錯(cuò)誤;當(dāng)流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí),流星做曲線運(yùn)動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤。答案AC4.如圖所示,一小孩從圖中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的變化情況是()A.重力勢(shì)能減少,動(dòng)能不變,機(jī)械能減少,總能量減少B.重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,機(jī)械能減少,總能量不變C.重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加,總能量增加D.重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒,總能量不變解析由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,小孩在下滑過程中總能量守恒,故A、C均錯(cuò);由于摩擦力要做負(fù)功,機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò);下滑過程中重力勢(shì)能向動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化,總能量不變,故只有B正確。答案B5.(多選)某人將原來放在地面上質(zhì)量為1kg的物體勻加速向上提升1m,這時(shí)物體獲得2m/s的速度,在這個(gè)過程中(g取10m/s2),以下說法正確的是()A.手對(duì)物體做功為10JB.合外力對(duì)物體做功為12JC.合外力對(duì)物體做功為2JD.物體重力勢(shì)能增加了10J解析重力做功WG=mgh=1×10×1J=10J,故重力勢(shì)能增加10J,選項(xiàng)D正確;設(shè)手對(duì)物體做功為W,由動(dòng)能定理得W+WG=12mv2=12×1×22J=2J,解得W=2JWG=2J(10J)=12J,因此,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤答案CD6.一輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為35kW,效率為25%,若油箱中有10kg汽油,汽車的速度為36km/h,這些汽油能使汽車行駛多遠(yuǎn)?(汽油的熱值q=4.6×107J/kg)解析汽車行駛靠燃料燃燒放出的內(nèi)能(熱量)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。汽油完全燃燒放出的熱量Q總=qm汽車做的有用功W有=Q有=Q總η=qmη,又v=36km/h=10m/s則汽車通過的路程s=vt=v=4.6×107×10×10答案3.3×104m能力提升1.(多選)如圖所示,在抗洪救災(zāi)中,一架直升機(jī)通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱,使其由水面開始加速上升到某一高度,若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力,則在此過程中,以下說法正確的有()A.拉力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量B.木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量C.拉力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D.拉力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量解析木箱運(yùn)動(dòng)過程中,有拉力F、重力、阻力三個(gè)力對(duì)木箱做功,合力做功決定著物體動(dòng)能的改變量,C正確;重力做功決定著重力勢(shì)能的改變量,B正確,A錯(cuò)誤;除重力做功以外,其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的改變量,D正確。答案BCD2.(多選)二氧化碳對(duì)長波輻射有強(qiáng)烈的吸收作用,地球表面發(fā)出的長波輻射到大氣層以后被二氧化碳截獲,最后使大氣升溫。大氣中的二氧化碳像溫室的玻璃一樣,只準(zhǔn)太陽的熱輻射進(jìn)來,不讓室內(nèi)的長波輻射出去,大氣中的二氧化碳的這種效應(yīng)叫溫室效應(yīng)。這是目前科學(xué)界對(duì)地球氣候變暖進(jìn)行分析的一種觀點(diǎn),根據(jù)這種觀點(diǎn),以下說法能成立的是()A.在地球形成的早期,火山活動(dòng)頻繁,排出大量二氧化碳,當(dāng)時(shí)地球的溫度很高B.經(jīng)過漫長的時(shí)間,地殼的巖石和二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致二氧化碳減少,地球上出現(xiàn)了生命C.由于工業(yè)的發(fā)展和人類的活動(dòng),導(dǎo)致二氧化碳在空氣中的含量增大,地球上的氣溫正在升高D.現(xiàn)在地球正在變暖的原因是工業(yè)用電和生活用電的急劇增加,使電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解析地球形成的早期,地殼不如現(xiàn)在牢固,地球不如現(xiàn)在穩(wěn)定,火山活動(dòng)頻繁,符合地質(zhì)的發(fā)展規(guī)律。由于火山的噴發(fā),排出大量的二氧化碳,進(jìn)而導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的地球氣溫升高,選項(xiàng)A正確;由于多種原因,其中包括巖石中的礦物成分與水、氧氣、二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使地球上的巖石進(jìn)一步分化,最后形成土壤,二氧化碳減少,形成了適合生命生存的條件,則選項(xiàng)B正確;由于工業(yè)的發(fā)展和人類的活動(dòng),大量地使用常規(guī)能源,導(dǎo)致二氧化碳在空氣中的含量增大,地球上的氣溫正在升高,故選項(xiàng)C正確;生活用電和工業(yè)用電是電能向其他形式的能的轉(zhuǎn)化,會(huì)產(chǎn)生熱,但不是溫室效應(yīng)的主要原因,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案ABC3.如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體,液體質(zhì)量為m。在管口右端用蓋板A密閉,兩邊液面高度差為h,U形管內(nèi)液體的總長度為4h,現(xiàn)拿去蓋板,液體開始運(yùn)動(dòng),由于管壁的阻力作用,最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng),則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.116mgh B.18mgh C.14mgh D解析去掉右側(cè)蓋板之后,液體向左側(cè)流動(dòng),最終兩側(cè)液面相平,液體的重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖所示,最終狀態(tài)可等效為右側(cè)12h的液柱移到左側(cè)管中,即增加的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢(shì)能,則Q=18mg·12h=116mgh答案A4.(多選)(2018全國Ⅲ)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對(duì)于第①次和第②次提升過程,()A.礦車上升所用的時(shí)間之比為4∶5B.電機(jī)的最大牽引力之比為2∶1C.電機(jī)輸出的最大功率之比為2∶1D.電機(jī)所做的功之比為4∶5解析由兩次提升的高度相同可知,①②圖形不重合部分面積應(yīng)相等,可得②過程的總時(shí)間為2.5t0,上升所用時(shí)間之比為2t0∶2.5t0=4∶5,A選項(xiàng)正確;加速上升階段牽引力最大,兩次提升的質(zhì)量和加速度都相同,根據(jù)牛頓第二定律,最大牽引力Fmmg=ma,最大牽引力相等,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;最大輸出功率為Pm=Fm·vm,已知最大牽引力相等,①過程的最大速度是②過程的2倍,故電機(jī)輸出的最大功率之比為2∶1,C選項(xiàng)正確;設(shè)整個(gè)過程中電機(jī)所做的功為W,根據(jù)動(dòng)能定理Wmgh=0,提升的質(zhì)量和高度都相等,所以電機(jī)所做的功也相等,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC5.圖示中的路燈為太陽能路燈,每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0.3m2。晴天時(shí)電池板上每平方米每小時(shí)接收到的太陽輻射能約為3×106J。如果每天等效日照時(shí)間約為6h,光電池一天產(chǎn)生的電能可供30W的路燈工作8h。光電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為()A.4.8% B.9.6% C.16% D.44%解析每天(6h)太陽能電池板吸收的太陽能W總=0.3×3×106J/h×6h=5.4×106J,因?yàn)殡娮庸?jié)能燈正常工作,所以P=P額=30W,電子節(jié)能燈正常工作8h消耗的電能W有用=Pt=30W×8×3600s=8.64×105J,太陽能照明燈利用太陽能的效率η=W有W總故選C。答案C6.一質(zhì)量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105m處以7.5×103m/s的速度進(jìn)入大氣層,逐漸減慢至速度為100m/s時(shí)下落到地面。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能;(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%。解析(1)飛船著地前瞬間的機(jī)械能為Ek0=12式中,m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數(shù)據(jù)得Ek0=4.0×108J②設(shè)地面附近的重力加速度大小為g。飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為Eh=12m式中,vh是飛船在高