2019-2020年高中物理 7.10 能量守恒定律與能源同步檢測(cè) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 7.10 能量守恒定律與能源同步檢測(cè) 新人教版必修2 1.(xx秦皇島高一檢測(cè))關(guān)于能量和能源,下列說法中正確的是( ) A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,其總量有可能增加 B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,其總量會(huì)不斷減少 C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程總量保持不變,故節(jié)約能源沒有必要 D.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中具有方向性,且現(xiàn)有可利用的能源有限,故必須節(jié)約能源 答案:D 解析:根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,能量在轉(zhuǎn)化過程中總量不變,故A、B均錯(cuò);由于能量轉(zhuǎn)化的方向性,可利用的能源有限,故必須節(jié)約能源,C錯(cuò),D對(duì).正確答案為D. 2.出行是人們工作生活中必不可少的環(huán)節(jié),出行的工具五花八門,使用的能源也各不相同.自行車、電動(dòng)自行車、普通汽車消耗能量的類型分別是( ) ①生物能?、诤四堋、垭娔堋、芴柲堋、莼瘜W(xué)能 A.①④⑤ B.①③⑤ C.①②③ D.①③④ 答案:B 解析:現(xiàn)代生活使用的煤、石油、天然氣等常規(guī)能源,對(duì)空氣環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重,而利用太陽能、風(fēng)能、氫能等新能源則可改善空氣質(zhì)量.此外,限制購買家用轎車可大量減少尾氣的排放,提倡使用電動(dòng)車也能改善空氣環(huán)境質(zhì)量,正確答案為B. 3.(聊城模擬)我國(guó)人民有在房前種樹的習(xí)慣,夏天大樹長(zhǎng)出茂密的葉子,為人們擋住炎炎烈日,冬天葉子又會(huì)全部掉光,使溫暖的陽光照入屋內(nèi),可以起到冬暖夏涼的作用.炎熱的夏天,我們?cè)诮?jīng)過有樹的地方時(shí),也會(huì)感到很明顯的涼意,關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象,下列說法中正確的是( ) A.樹木把大部分太陽光反射出去,使地面溫度降低 B.樹木吸收陽光,使自己溫度升高,周圍溫度降低 C.樹木吸收陽光,將陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,使環(huán)境溫度變低 D.白天大樹將熱量存起來,晚上再將熱量放出來,所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱 答案:C 解析:植物發(fā)生光合作用,消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,根據(jù)能量守恒,陽光的能量被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,所以樹木下會(huì)比較涼爽,故C正確. 4.行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離,最后停下;流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰;降落傘在空中勻速下降;條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈,線圈中產(chǎn)生電流.上述不同現(xiàn)象中所包含 的相同的物理過程是( ) A.物體克服阻力做功 B.物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 答案:AD 解析:汽車制動(dòng)受到摩擦阻力,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;流星在空中下墜受到空氣阻力,動(dòng)能和勢(shì)能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;降落傘在空中勻速下降,受到空氣阻力,勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;條形磁鐵在線圈中下落,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,該電流又阻礙磁鐵下落(產(chǎn)生磁場(chǎng)),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,最終又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.上述現(xiàn)象中所包含的相同物理過程是A、D. 注:不同的能與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng),做功的過程,就是能量的轉(zhuǎn)化過程. 5.人們?yōu)槭裁茨軌蚶媚芰??能量是守恒的,為什么要?jié)約能源? 答案:利用能源的過程是一個(gè)做功的過程,做功的過程實(shí)現(xiàn)了一種形式的能向另一種形式能的轉(zhuǎn)化,也就是說不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,為人們利用能源提供了依據(jù). 能量耗散表明,在能源的利用過程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過程中,能量在數(shù)量上并未減少,但在可利用品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了.這是能源危機(jī)更深層次的含意,也是“自然界的能量雖然守恒,但還是要節(jié)約能源”的根本原因. 因此我們要節(jié)約能源,同時(shí)積極研究和開發(fā)利用新能源,如核能、太陽能. 6.大規(guī)模開發(fā)利用太陽能,將會(huì)滿足人類長(zhǎng)期對(duì)大量能源的需求,太陽能的光—熱轉(zhuǎn)換是目前技術(shù)最為成熟、成本最低廉、應(yīng)用最廣泛的形式.如圖(a)是太陽能熱水器的構(gòu)造示意圖,下方是像日光燈管似的集熱管,外層是透明的玻璃管,內(nèi)層是黑色管子(管內(nèi)蓄水),由導(dǎo)熱性能良好的材料制成,在黑色管和透明管之間有空隙,并抽成真空,集熱管的下方是塊光亮的鋁合金板,做成凹凸的曲面,水箱在頂部. (1)試說明太陽能熱水器這樣構(gòu)造的道理. (2)如圖(b)中A是集熱管,B是儲(chǔ)水器,C是輔助加熱器,在太陽光的照射下,水將沿________流動(dòng),(填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)并解釋這種現(xiàn)象. 答案:(1)集熱管表面積較大,便于吸收較多的太陽能,透明玻璃管內(nèi)有黑色管子,使陽光直射入玻璃管而不易被反射.將黑色管和透明管之間抽成真空,可減少兩管間因空氣對(duì)流損失的能量,減少熱傳導(dǎo).集熱管下方的鋁合金板,做成凹凸的曲面(拋物面),利用凹面鏡將太陽光聚集在水管內(nèi),水箱裝在頂部,是為了便于水的對(duì)流. (2)順時(shí)針.因?yàn)榧療峁苤械乃惶枙駸岷竺芏茸冃∈芨×ψ饔脤⒀毓芟蛏线\(yùn)動(dòng). 7.水從20m高處落下,如果水重力勢(shì)能的20%用來使水的溫度升高,水落下后的溫度將升高多少? 答案:9.510-3℃ 解析:設(shè)質(zhì)量為m的水從高h(yuǎn)=20m高處落下,使水溫度升高Δt,水的比熱容為c,則: mgh20%=cmΔt 得Δt=9.510-3℃. 能力提升 1.(2011集寧一中高一檢測(cè))如圖(甲)所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t 變化的圖象如圖(乙)所示,則( ) A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 C.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增加后減少 D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能 答案:C 解析:0~t1時(shí)間內(nèi)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過程中,小球重力與彈簧對(duì)小球彈力的合力方向先向下后向上,故小球先加速后減速,t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn),動(dòng)能為0,A、B錯(cuò);t2~t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng),合力方向先向上后向下,小球先加速后減速,動(dòng)能先增加后減少,C對(duì);t2~t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能減去小球增加的重力勢(shì)能,D錯(cuò). 2.一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上,用力F沿斜面向下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離.若已知在這過程中,拉力F所做的功的大小(絕對(duì)值)為A,斜面對(duì)滑塊作用所做的功的大小為B,重力做功的大小為C,空氣阻力做功的大小為D.當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí),小滑塊的動(dòng)能的改變(指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于________,滑塊的重力勢(shì)能的改變等于________;滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和)的改變等于________. 答案:A-B+C-D?。瑿 A-B-D 解析:根據(jù)功能關(guān)系,動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和,其中做負(fù)功的有空氣阻力,斜面對(duì)滑塊的作用力的功(因彈力不做功,實(shí)際上為摩擦阻力的功).因此 ΔEk=A-B+C-D; 重力勢(shì)能的減少等于重力做的功,因此ΔEP=-C; 滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功,因此 ΔE=A-B-D. 3.(xx沈陽高一檢測(cè))如圖所示,皮帶的速度是3m/s,兩圓心距離s=4.5m,現(xiàn)將m=1kg的小物體輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(shí),求: (1)小物體獲得的動(dòng)能Ek; (2)這一過程摩擦產(chǎn)生的熱量Q; (3)這一過程電動(dòng)機(jī)消耗的電能E是多少?(g=10m/s2) 答案:(1)4.5J (2)4.5J (3)9J 解析:(1)μmg=ma a=1.5m/s2 μmgs′=mv2 所以s′=3m<4.5m,即物體可與皮帶達(dá)共同速度, Ek=mv2=132J=4.5J (2)v=at t=2s Q=μmg(vt-s′)=0.15110(6-3)J=4.5J (3)E電=Ek+Q=4.5J+4.5J=9J. 4.為了測(cè)量太陽的輻射功率,某人采取如下簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),取一個(gè)橫截面積是310-2m2的圓筒,筒內(nèi)裝水0.6kg,用水測(cè)量射到地面的太陽能,某一天中午在太陽光直射2min后,水的溫度升高了1℃. 求:(1)在陽光直射下,地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量. (2)假設(shè)射到大氣頂層的太陽能只有43%到達(dá)地面,另外57%被大氣吸收和反射,而未到達(dá)地面,你能由此估算出太陽輻射的功率嗎? 答案:(1)4.2J/mincm2 (2)P=4.61026W 解析:(1)圓筒內(nèi)的水經(jīng)過2min照射后,增加的內(nèi)能為:ΔE=Q=cmΔt代入數(shù)據(jù)可得:ΔE=4.21030.61J=2.5103J 每分鐘獲得的能量為=1.25103J/min 圓筒面積S=310-2m2=3102cm2 地球上每分鐘每平方厘米獲得的能量為: =J/(mincm2)=4.2J/(mincm2) (2)上述能量也相當(dāng)于以太陽為球心,以日地距離r為半徑的球面上每分鐘每平方厘米獲得的能量,設(shè)太陽輻射的功率為P,則: 43%=其中r=1.51013cm,解得:P=4.61026W 5.風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源.風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等.如圖所示. (1)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積.設(shè)空氣密度為ρ,氣流速度為v,風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r.求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm; (2)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與Pm成正比.某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v1=9m/s時(shí)能夠輸出電功率P1=540kW.我國(guó)某地區(qū)風(fēng)速不低于v2=6m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí).試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí). 答案:(1)πρr2v3 (2)8105kWh 解析:(1)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機(jī)時(shí),提供的風(fēng)能功率最大. 單位時(shí)間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為ρvS,S=πr2 風(fēng)能的最大功率可表示為 P=(ρvS)v2 =ρvπr2v2=πρr2v3 (2)按題意,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為 P2=()3P1=()3540kW=160kW 最小年發(fā)電量約為 W=P2t=1605000kWh=8105kWh.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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