《能量守恒定律与能源》-1-2.doc

能量守恒定律与能源一、单选题(本大题共9小题，共36.0分)1、如图所示，在竖直平面内有一半径为 R的圆弧轨道，半径 OA水平、 OB竖直，一个质量为 m的小球自 A的正上方 P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B时恰好对轨道没有压力。已知 AP2 R，重力加速度为 g，则小球从 P到 B的运动过程中（）。 A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功 2、关于能源的利用，下列说法不正确的是（）。 A.自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B.一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度C.煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应D.能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的3、关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（）。 A.只要动力对物体做功，物体的动能就增加B.只要物体克服阻力做功，它的动能就减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化4、至今为止，第一类永动机从来没有成功过，其原因是() A. 机械制造的技术没有过关 B. 违反了牛顿运动定律 C. 违反了机械能守恒定律 D. 违反了能量守恒定律 5、下列现象中，物体动能转化为势能的是() A.秋千由最高点荡向最低点B.张开的弓把箭水平射出去C.骑自行车匀速驶上斜坡D.正在腾空上升的礼花弹6、设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，冰箱的门是开着的，那么室内的温度将() A.升高B.降低C.不变D.都有可能7、下列说法正确的是（ ） A.随着科技的发展，永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生8、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出.对于这一过程，下列说法不正确的是（ ） A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹减少的动能等于木块增加的动能C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和9、在以下过程中，内能转化为机械能的是（ ） A. 冰块在地面上滑动时熔化 B. 砂轮磨刀 C. 水开了会顶动壶盖 D. 火柴摩擦后燃烧 二、填空题(本大题共3小题，共12.0分)10、高20 m的瀑布，1 min内流下的水冲击水轮机后，其水流的功率有20转变为电能，若发电的功率为200 kW，则水流的功率为_，1 min内流下的水量是_。（取g=10 m/s 2） 11、如图所示，物体在光滑水平面上匀速向左运动时具有的动能为100 J，然后碰到一轻弹簧上，并压缩弹簧，当弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能为_J，在物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力做了_J的功。 12、某脉冲激光器的耗电功率为210 3 W,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间为10 -8 s,携带的能量为0.2 J。则每个脉冲的功率为_W。该激光器将电能转化为激光能量的效率为_。 三、计算题(本大题共3小题，共30.0分)13、太阳与地球的距离为1.510 11 m，地球半径为6.3710 6 m，太阳光以平行光束入射到地面，地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.8710 24 J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去，太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.210 6 J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。 (1)估算整个地球表面的年平均降雨量（以mm表示，地球表面积为4R 2）； (2)太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明三个理由。 14、如图所示质量为m 1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩，开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向，现在挂钩上挂一质量为m 3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为（m 1+m 3）的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B则离地时D的速度大小是多少？已知重力加速度为g。 15、如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为m a、m b。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。 【答案】1.D2.A3.C4.D5.D6.A7.C8.D9.C10、1 000 kW 310 5 kg11、100-10012、210 7 0.1%13、（1）据能量守恒定律，吸收的总能量为 W=W（1-7%）（1-35%）=1.8710 240.930.65 J=1.1310 24 J 因蒸发1 kg水需2.210 6 J的能量，所以蒸发的水的质量 m= kg=5.1410 17 kg m即为年降雨的总质量，其总体积为V= ，年降雨量使地球表面覆盖的一层水的厚度h为： h= m=1.0110 3 mm 整个地球表面年平均降雨量约为1.0110 3 mm。 （2）太阳辐射到地球的能量要经过大气层才能到达地面，太阳光经过大气层时由于大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等，所以太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面。14、15、W=Fh- -m Bgh【解析】1、小球从 P点运动到 B点的过程中重力做功为 mgR，选项A错误；设小球通过 B点时的速度为 vB，根据小球通过 B点时刚好对轨道没有压力，说明此刻刚好由重力提供向心力，对小球通过 B点瞬间应用牛顿第二定律有 ，解得 ，设小球从 P点运动到 B点的过程中克服摩擦力做功为 W，对此过程由动能定理有 ，联立解得 W mgR，选项D正确；上述过程合外力做功为 W 合 mgR W mgR，选项C错误；小球机械能减少量等于小球克服摩擦力所做的功，即 E W mgR，选项B错误。2、自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，A项错，C、D对。城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，B对。3、根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化，C项正确；动力或阻力对物体做功，都不能确定物体的动能增加或减少，A、B项错误；D项中如果动力和阻力做的功相等，物体的动能不变，D项错误。4、第一类永动机是不需消耗能量或消耗很少能量，而获得能量或得到更多能量的，它违反了能量守恒定律，因此第一类永动机不会成功，选项D正确。5、秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能；张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能；骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能；正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能。6、冰箱在正常工作时，要消耗电能，冰箱门是打开的，说明冰箱内外能够进行热交换，但是因为房子是绝热的，因此冰箱消耗的电能转化为内能，使房间的温度升高。7、永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律，A错。太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错。马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确。所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的,只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D错。8、子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失。A选项漏考虑系统增加的内能，C选项应考虑的是系统（子弹、木块）内能的增加。故A、C错。9、A、B项中机械能转化为内能，C项中内能转化为机械能，D选项中内能转化为化学能。10、因水流功率有20变为电能。而发电的功率为200 kW。所以水流的功率为 =1 000 kW。 再根据 所以m= =310 5 kg11、物体与弹簧接触后，弹簧弹力做负功，动能向弹性势能转化，当压缩到最短时，动能完全转化为弹性势能，且弹力做了多少功就有多少的动能发生转化。12、每个脉冲的功率为 P= W=210 7 W 激光器将电能转化为激光能量的效率为 = =0.001=0。1%。13、信息给予题，起点高落点低，只要仔细分析筛选信息，加以处理联系已有知识加以分析即可。本题首先考虑能量守恒来分析。14、开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x 1有kx 1=m 1g 挂C并释放后C向下运动，A向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为x 2,有kx 2=m 2g B不再上升，此时A、C速度为零，C已降到最低点.由机械能守恒定律与初能状态去相比，弹簧弹性势能的增加量为E=m 3g（x 1+x 2）-m 1g（x 1+x 2） C换成D后，当B刚离地时弹簧势能的