6.能源的开发与利用.doc

4.6能源的开发与利用同步练习1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都有可能解析：选A.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，使房子中的温度升高2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解析：选D.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3关于能量和能源，下列说法正确的是( )A由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析：选B.自然界的总能量是守恒的，能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，能量不可能被创造；在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量转化具有方向性4关于功和能，下列说法正确的是( )A功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B功和能虽然是两个不同的物理量，但是功和能可以相互转化C水对水轮机做了8.9106 J的功表示水的能量减少了8.9106 JD竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J表示石子将5 J的功转化为5 J的重力势能解析：选C.功和能单位相同，意义不同，功是过程量是能量转化的量度，但两者不能说成相互转化，故A、B均错；水对水轮机做功，水的能量减少，水轮机的动能增加，故C选项对，石子上升的过程克服重力做功，动能减少重力势能增加，故D错5某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：在t时间内作用于风车的气流质量mr2vt这些气流的动能为mv2，转变成的电能Emv210%所以风车带动发电机的功率为Pr2v310%代入数据得P3.4 kW.答案：3.4 kW一、选择题1太阳是人类的“能源之母”，下述关于太阳能的说法中错误的是( )A三大常规能源都是太阳能的产物B光合作用是太阳能转换为化学能C光驱动机械手表是太阳能先转换为电能，再转换为机械能D自然界的风能、水能、潮汐能也都来自于太阳能解析：选D.常规能源是指煤、石油及天然气，在其地质形成过程中累积了太阳能，因此其能量来自于太阳；光合作用使太阳能转换为化学能储存在植物之中；光驱动手表内装有太阳能电池，先将太阳能转换为电能再转换为指针转动的机械能；自然界的风能、水能与太阳能有关，而潮汐能是由引力作用产生的应选D.2节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( )A礼花弹的动能变化量为W3W2W1B礼花弹的动能变化量为W3W2W1C礼花弹的机械能变化量为W3W2D礼花弹的机械能变化量为W3W2W1解析：选BC.动能变化量等于各力做功的代数和，阻力重力都做负功，故W3W1W2Ek，所以B对(A错)重力以外其他力做功的和为W3W2此即等于机械能增加量，所以C对(D错)此题选B、C.3质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提升0.25 m后，速度达1 m/s，则下列判断正确的是(取g10 m/s2)( )A人对物体传递的功是12 JB合外力对物体做功2 JC物体克服重力做功10 JD人对物体做的功等于物体增加的动能解析：选BC.逐项分析如下：人对物体做了功，对物体传递了能量，不能说人对物体传递了功，选项A错误；合外力对物体做功(包括重力)等于物体动能的变化，W合mv202 J，选项B正确；物体克服重力做的功WGmgh10 J，选项C正确；人做功即除重力以外的其他力对物体做功等于物体机械能的变化W人mghmv212 J，选项D错误4一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子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量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解析：选BD.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选项没有考虑系统增加的内能，C选项中应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，B、D正确5在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率人数路程/消耗能量一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ的能量可行驶100 km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A61 B125C241 D487解析：选C.由题中公式得：电动自行车的客运效率130103/106，普通轿车的客运效率4100103/(320106)，二者之比为241，C正确6如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为.则( )AvAvBcosBvBvAcosC小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析：选BD.B的速度等于A沿绳方向的分速度vBvAcos，A错，B对，下落中B球减小的重力势能等于A球增加的重力势能与A、B增加的动能之和，C错，A上升到与滑轮等高时，B速度为0，B减少的机械能最多，由能量守恒知A机械能最大，D对7将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为v0.小球落到地面时的速度大小为2v0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )A小球克服空气阻力做的功小于mghB重力对小球做的功等于mghC合外力对小球做的功小于mvD合外力对小球做的功等于mv解析：选AB.由题意可知小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地过程中动能变大了，由动能定理W合Ek0，则W合0，即重力所做的功大于空气阻力所做的功，而这个过程中重力对小球做的功为WGmgh，所以A、B选项正确从抛出到落地过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量W合Ekm(2v0)2mvmvmv，故C、D选项均不正确8如图所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为( )A(mgF阻)(HLx)Bmg(HLx)F阻(HL)CmgHF阻(HL)Dmg(Lx)F阻(HLx)解析：选A.设物体克服弹力做功为W弹，则对物体应用动能定理得(mgF阻)(HLx)W弹Ek0，所以，W弹(mgF阻)(HLx)，即为弹簧具有的弹性势能9如图所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由A点冲上倾角为30的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g，在斜面上升的最大高度为h，则在这个过程中，物体( )A机械能损失了mghB重力势能增加了3mghC动能损失了mghD机械能损失了mgh解析：选A.重力做了mgh的负功，重力势能增加mgh，B错由于物体沿斜面以加速度g做匀减速运动，由牛顿第二定律可知：mgsin30fmg，fmg.摩擦力做功为：Wff2hmgh，机械能损失mgh，故A项正确，D错由动能定理得Ekmghmgh2mgh即动能损失了2mgh，故C错二、非选择题10人身体在最佳状态下，只能把人体化学能的25%转化为有用的机械能假如一位质量为60 kg的登山运动员恰好具有这样的转化效率，若他平均每小时登高500 m，那么，他在5 h内共消耗的化学能为多少？(g取10 m/s2)解析：设运动员克服重力做功的功率为P1，则P1(t11 h)，则人体消耗化学能的功率P2(为转化效率)因此P2，运动员在5 h内共消耗的化学能EP2t2 J6106 J.答案：6106 J11从地面高H处自由落下一球，下落过程中球所受阻力是重力的(k1)，而球在地面每次碰撞后能以与碰前大小相等的速度竖直向上跳起，若小球从释放到停止跳动所经过的总路程为s，则(1)重力做功有何特点？做了多少功？(2)阻力做功有何特点？做了多少功？(3)H与s具有怎样的数量关系？解析：(1)重力做功只与始末位置的高度差有关，与经过的路径无关，重力做功W1mgH.(2)阻力做功与经过路径有关，阻力做功为W2mgs.(3)整个过程由动能定理知W1W20，即mgHmgs0，所以skH.答案：见解析12.如图所示，质量为m的自行车特技运动员从B点由静止出发，经BC圆弧，从C点竖直冲