2012高中物理 4.3能量的转化与守恒每课一练 沪科版必修2

用心 爱心 专心1 4 34 3 能量的转化与守恒能量的转化与守恒 每课一练每课一练 沪科版必修 沪科版必修 2 2 1 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 解析 解析 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 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 答案答案 D 2 在将物体竖直向上举起一定高度的过程中 若不计空气阻力 则 A 举力所做的功等于物体机械能的增加 B 克服重力所做的功等于动能的增加 C 举力和重力所做的功的代数和等于物体动能的增加 D 物体所受合外力所做的功等于物体机械能的增加 解析 解析 物体在举力作用下向上举起一定的高度 物体的机械能增加 其增加量等于举力所 做的功 所以选项 A 正确 D 错误 根据动能定理物体所受到的合外力 即举力和重力 所 做的功等于物体动能的变化量 所以选项 B 错误 C 正确 答案答案 AC 3 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停下 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上述不同 现象中所表现的相同物理过程是 A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其他形式的能 C 物体的势能转化为其他形式的能 D 物体的机械能在其中的某个过程中是守恒的 解析 解析 题中所述的各种现象都受到阻力作用 阻力对物体做负功 物体的机械能转化为其 他形式的能 所以选项 A 正确 答案答案 A 4 骑自行车上坡前往往是加紧蹬几下 这样做是为了 A 增大车的惯性 B 增大车的冲力 C 增大车的动能 D 增大车的势能 解析 解析 骑自行车上坡 动能转化为重力势能 加紧蹬几下 是为了增加车的动能 所以选 项 C 正确 B D 错误 车的惯性只与质量有关 所以 A 错误 答案答案 C 5 用酒精灯加热试管中的水 水沸腾后 水蒸气会把原先塞住的软木塞冲开 从能的转化角 度来看 加热水的过程是 能转化为水的 能 水蒸气把软木塞冲开 是 能转化为 能 解析 解析 加热水要燃烧酒精 消耗酒精的化学能 水的温度升高 水的内能增加 化学能转 化为内能 水蒸气把软木塞冲开 水蒸气对外做功 消耗内能 软木塞的动能增加 内能 转化为机械能 答案答案 化学 内 内 机械 6 从 10 m 高空由静止下落的水滴 在下落过程中 水滴重力势能的 40 转化为水的内能 使水的温度升高 则水滴落下后温度升高多少 水的比热容 c 4 2 103 J kg 解析 解析 水滴重力势能转化为水滴的内能 即 mgh40 cm t 用心 爱心 专心2 t 9 5 10 3 3 102 4 4 01010 40 c gh 答案答案 9 5 10 3 我综合我综合 我发展我发展 7 如图 4 3 2 所示 木块 A 放在木块 B 上左端 用恒力 F 拉 A 拉至 B 的右端 A 第一次将 B 固定在地面上 F 做功 W1 生热 Q1 第二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动 这次 F 做功 W2 生热 Q2 则各量间大小的关系 W1W2 Q1Q2 图 4 3 2 解析 解析 摩擦生热 Q 应等于滑动摩擦力 f 与相对位移的乘积 两次的滑动摩擦力 f 和相对位 移都相等 所以 Q1 Q2 第一次由于 B 不动 A 的位移较小 第二次由于 B 随着运动 A 的 对地位移较大 所以第二次力 F 所做的功较大 即 W1 W2 答案答案 8 太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率为 14 kW 如今利用凹面镜制成太阳灶烧水 使 20 5 kg 的水在 20 min 内沸腾 此太阳灶中凹面镜受光照面积的直径最小应该多大 不计能量损失 水的比热容 c 4 2 103 J kg 解析 解析 水由 20 加热至沸腾所吸收的热量 Q cm t 4 2 103 5 100 20 J 1 68 106 J 根据能量守恒定律得 Q PSt 即 S m2 0 1 m2 60201014 1068 1 3 6 Pt Q 所以 d2 0 1 m2 解得 d 0 36 m 4 1 答案答案 0 36 m 9 三峡工程的主要数据如下表所示 坝高 m 185 坝长 m 2 335 大坝 最高蓄水位 m 175 总库容 m3 3 930 1010 防洪库容量 m3 2 215 1010 水库 平均年流量 m3 4 510 1011 总装机数 台 26 总装机容量 kW 1 820 107 电站 平均发电量 kW h 8 468 1010 请根据表中有关数据完成下列问题 1 年平均消耗水能 E J 转化为电能的百分比 2 若 26 台发电机组全部建成并同时发电 则按设计要求年发电时间为 天 解析 解析 年平均消耗水能 E水 mgh 4 51 1011 103 10 175 J 7 893 1017 J 获得的电能 E电 8 468 1010 kW h 8 468 1010 3 6 106 J 3 048 1017 J 转化为电能的百分比 100 38 6 17 17 10893 7 10048 3 水 电 E E 用心 爱心 专心3 2 年发电时间 t h 4 663 103 h 194 d 7 10 1082 1 10468 8 答案答案 1 7 893 1017 J 38 6 2 194 天 10 经典回放 1 1791 年 米被定义为 在经过巴黎的子午线上 取从赤道到北极长度 的一千万分之一 请由此估算地球的半径 R 答案保留两位有效数字 2 太阳与地球的距离为 1 5 1011 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 87 1024 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 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 2 106 J 的能量 而后凝结成 雨滴降落到地面 a 估算整个地球表面的年平均降雨量 以毫米表示 球面积为 4 R2 b 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 请说明两个理由 解析 解析 1 2 R 1 4 1 00 107 R 6 37 106 m 2 a 设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为 W W 1 87 1024 J 凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为 m m W 0 93 0 65 2 2 106 5 14 1017 kg 使地球表面覆盖一层水的厚度为 h h m S地球 h 1 01 103 mm 整个地球表面年平均降雨量约为 1 01 103 mm b 大气层的吸收 大气层的散射或反射 云层遮挡等 答案答案 1 6 37 106 m 2 a 约 1 01 103 mm b 大气层的吸收 大气层的散射 或反射 云层遮挡等 同步测控同步测控 我夯基我夯基 我达标我达标 1 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 解析 解析 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 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 答案答案 D 2 在将物体竖直向上举起一定高度的过程中 若不计空气阻力 则 A 举力所做的功等于物体机械能的增加 B 克服重力所做的功等于动能的增加 C 举力和重力所做的功的代数和等于物体动能的增加 D 物体所受合外力所做的功等于物体机械能的增加 解析 解析 物体在举力作用下向上举起一定的高度 物体的机械能增加 其增加量等于举力所 做的功 所以选项 A 正确 D 错误 根据动能定理物体所受到的合外力 即举力和重力 所 做的功等于物体动能的变化量 所以选项 B 错误 C 正确 答案答案 AC 用心 爱心 专心4 3 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停下 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上述不同 现象中所表现的相同物理过程是 A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其他形式的能 C 物体的势能转化为其他形式的能 D 物体的机械能在其中的某个过程中是守恒的 解析 解析 题中所述的各种现象都受到阻力作用 阻力对物体做负功 物体的机械能转化为其 他形式的能 所以选项 A 正确 答案答案 A 4 骑自行车上坡前往往是加紧蹬几下 这样做是为了 A 增大车的惯性 B 增大车的冲力 C 增大车的动能 D 增大车的势能 解析 解析 骑自行车上坡 动能转化为重力势能 加紧蹬几下 是为了增加车的动能 所以选 项 C 正确 B D 错误 车的惯性只与质量有关 所以 A 错误 答案答案 C 5 用酒精灯加热试管中的水 水沸腾后 水蒸气会把原先塞住的软木塞冲开 从能的转化角 度来看 加热水的过程是 能转化为水的 能 水蒸气把软木塞冲开 是 能转化为 能 解析 解析 加热水要燃烧酒精 消耗酒精的化学能 水的温度升高 水的内能增加 化学能转 化为内能 水蒸气把软木塞冲开 水蒸气对外做功 消耗内能 软木塞的动能增加 内能 转化为机械能 答案答案 化学 内 内 机械 6 从 10 m 高空由静止下落的水滴 在下落过程中 水滴重力势能的 40 转化为水的内能 使水的温度升高 则水滴落下后温度升高多少 水的比热容 c 4 2 103 J kg 解析 解析 水滴重力势能转化为水滴的内能 即 mgh40 cm t t 9 5 10 3 3 102 4 4 01010 40 c gh 答案答案 9 5 10 3 我综合我综合 我发展我发展 7 如图 4 3 2 所示 木块 A 放在木块 B 上左端 用恒力 F 拉 A 拉至 B 的右端 A 第一次将 B 固定在地面上 F 做功 W1 生热 Q1 第二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动 这次 F 做功 W2 生热 Q2 则各量间大小的关系 W1W2 Q1Q2 图 4 3 2 解析 解析 摩擦生热 Q 应等于滑动摩擦力 f 与相对位移的乘积 两次的滑动摩擦力 f 和相对位 移都相等 所以 Q1 Q2 第一次由于 B 不动 A 的位移较小 第二次由于 B 随着运动 A 的 对地位移较大 所以第二次力 F 所做的功较大 即 W1 W2 答案答案 8 太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率为 14 kW 如今利用凹面镜制成太阳灶烧水 使 20 5 kg 的水在 20 min 内沸腾 此太阳灶中凹面镜受光照面积的直径最小应该多大 不计能量损失 水的比热容 c 4 2 103 J kg 用心 爱心 专心5 解析 解析 水由 20 加热至沸腾所吸收的热量 Q cm t 4 2 103 5 100 20 J 1 68 106 J 根据能量守恒定律得 Q PSt 即 S m2 0 1 m2 60201014 1068 1 3 6 Pt Q 所以 d2 0 1 m2 解得 d 0 36 m 4 1 答案答案 0 36 m 9 三峡工程的主要数据如下表所示 坝高 m 185 坝长 m 2 335 大坝 最高蓄水位 m 175 总库容 m3 3 930 1010 防洪库容量 m3 2 215 1010 水库 平均年流量 m3 4 510 1011 总装机数 台 26 总装机容量 kW 1 820 107 电站 平均发电量 kW h 8 468 1010 请根据表中有关数据完成下列问题 1 年平均消耗水能 E J 转化为电能的百分比 2 若 26 台发电机组全部建成并同时发电 则按设计要求年发电时间为 天 解析 解析 年平均消耗水能 E水 mgh 4 51 1011 103 10 175 J 7 893 1017 J 获得的电能 E电 8 468 1010 kW h 8 468 1010 3 6 106 J 3 048 1017 J 转化为电能的百分比 100 38 6 17 17 10893 7 10048 3 水 电 E E 2 年发电时间 t h 4 663 103 h 194 d 7 10 1082 1 10468 8 答案答案 1 7 893 1017 J 38 6 2 194 天 10 经典回放 1 1791 年 米被定义为 在经过巴黎的子午线上 取从赤道到北极长度 的一千万分之一 请由此估算地球的半径 R 答案保留两位有效数字 2 太阳与地球的距离为 1 5 1011 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 87 1024 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 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 2 106 J 的能量 而后凝结成 雨滴降落到地面 a 估算整个地球表面的年平均降雨量 以毫米表示 球面积为 4 R2 b 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 请说明两个理由 解析 解析