2020高中物理4.3能量的转化与守恒每课一练沪科版必修2

1、4.3 能量的转化与守恒每课一练沪科版必修 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：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:D2. 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：物体在举

2、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:AC3. 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：题中所述的各种现象都受到阻力作用，阻力对物体做负功

3、，物体的机械能转 化为其他形式的能，所以选项 A正确.答案:A4. 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：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:C5. 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 亡转化为水的 水蒸气把软木塞冲开，是总转化为 能.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

4、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：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%专化为水 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 X 103 J/（kgC）解析：水滴重力势能转化为水滴的内能，即mgh40% cmA t，A t= gh?40%10 10 牛4 C =9.5 X 10-3 C.c4.2 103答案:9.5 X 10-3 C我综合我发展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 次将B固定在地面上，F做功W,生热Q;第二次让B可以在光滑地面上自由滑

5、动, 这次F做功W,生热Q,则各量间大小的关系VWV; QQ.图 4-3-2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Q=Q;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 WVW 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 C、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 x 103 J/ （kg °C）解析：水由20 C加热至沸腾所

6、吸收的热量 Q= cmA t = 4.2 x 103x 5X（ 100-20） J6=1.68 X 106 J，根据能量守恒定律得：Q=PS，即 S=-1.68 10m=0.1 m.Pt 14 10320 60所以 1 nd2=0.1 m2，解得 d = 0.36 m.4答案:0.36 m9.三峡工程的主要数据如下表所示大坝坝咼（m185坝长（m2 335最咼蓄水位（m175水库总库容（m）3.930 X 1010防洪库容量（m ）102.215 X 10平均年流量（吊）4.510 X 1011电站总装机数（台）26总装机容量（kW1.820 X 107平均发电量（kW- h ）108.468

7、 X 10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 n=.（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：年平均消耗水能mgh= 4.51 X 1011x 103 X 10X 175 J = 7.893 X 1017 J获得的电能 E电=8.468 X 1010 kW h= 8.468 X 1010X 3.6 X 106 J=3.048 X 1017 J 转化为电能的百分比n二电 3.048 1017 X 1OO%=38.6%.E 水 7.893 1010(2)年发电时间 t= 8.468 107 h=4.663 X 10

8、3 h 194 d.1.82 10答案：(1) 7.893 X 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 X 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 X 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 X

9、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4nR2);(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：(1) 2n RX 1/4 = 1.00 X 107R= 6.37 X 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 X 1024 J凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为mm= W 0.93 X 0.65/(2.2 X 106) = 5.14 X 1017 kg使地球表面覆盖一层水的厚度为 hh

10、 = m/ pS地球3h= 1.01 X 10 mm整个地球表面年平均降雨量约为 1.01 X 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：(1) 6.37 X 106 m (2) (a)约1.01 X 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 我夯基 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：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，

11、选项D正确.答案:D2. 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：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:AC3. 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

12、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：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:A4. 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：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:C5.

13、 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 亡转化为水的 水蒸气把软木塞冲开，是总转化为 能.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：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%专化为水 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 X 103 J/（kgC）解析：水滴重力势能转化为水滴的内能，即mgh40% cmA t，A t= g

14、h?40%10 10 0.4 C =9.5 X 10-3 C.c4.2 103答案:9.5 X 10-3 C我综合我发展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W,生热Q;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动， 这次F做功W,生热Q,则各量间大小的关系VW; QQ.图 4-3-2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Q=Q;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 WvW 答案：v =8. 太阳向地球表

15、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 C、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 x 103 J/ （kg °C）解析：水由20 C加热至沸腾所吸收的热量 Q= cmA t = 4.2 x 103x 5X（ 100-20） J6=1.68 X 106 J，根据能量守恒定律得：Q=PS，即 S=-1.68 10m=0.1 m.Pt 14 10320 60所以 1 nd2=0.1 m2，解得 d = 0.36 m.4答案:0.36 m9.三峡工程的主要数据如下表所示大坝

16、坝咼（m185坝长（m2 335最咼蓄水位（m175水库总库容（m）3.930 X 1010防洪库容量（m）102.215 X 10平均年流量（m）114.510 X 10电站总装机数（台）26总装机容量（kW1.820 X 107平均发电量（kW- h ）8.468 X 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 n=.（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：年平均消耗水能mgh= 4.51 X 1011x 103 X 10X 175 J = 7.893 X 1017 J获得的电能 E电=8.468 X 10

17、10 kW h= 8.468 X 101OX 3.6 X 106 J=3.048 X 1017 J转化为电能的百分比n二电 3.048 1017 X 100%=38.6%.E 水 7.893 10(2)年发电时间t=8.468 10101.82 1073h=4.663 X 10 h 194 d.答案：(1) 7.893 X 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 X 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 X 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 X 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4nR2);(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：(1) 2n RX 1/4 = 1.00 X 107R= 6.37