1、6.能源的开发与利用基础巩固1(多选)下列对能量守恒定律的认识, 正确的是( )A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.散失到周围环境中的内能还能被回收重新利用D.石子从空中落下,最后停止在地面上, 说明机械能消失了解析 由能量守恒定律可知,选项 A、B 正确, 选项 D 错误; 散失到周围环境中的内能不能被回收重新利用,选项 C 错误 .答案 AB2 一辆汽车在关闭油门后继续沿水平方向向前运动, 从能量转化的角度来看,它的( )A.动能不变 B.机械能不变C.动能转化为势能 D.动能转化为内能解析 关闭油门后,汽车减速,动能减少,
2、 势能不变,机械能减少,动能转化为内能 .选项 D 正确 .答案 D3 下列关于能源开发和利用的说法中正确的是( )A.能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B.要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源C.能源利用的过程是一种形式的能向其他形式的能转化的过程D.无论是节约能源还是开发能源,我国都需要外国支援解析 能源的利用过程实际上是一种形式的能向其他形式的能转化的过程,并不一定是单一的向机械能转化的过程,所以选项 C 正确,选项 A 错误; 选项 B 中的核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等属于新能源,而不是常规能源,故选项 B 错误; 节约能源也好,开发能源也好,我
3、国主要依靠自己,故选项 D 错误 .答案 C4如图所示,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点, 另一端系一小球,给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中( )A.小球的机械能守恒B.重力对小球不做功C.绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少解析 斜面粗糙,小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力, 由于除重力做功外, 摩擦力做负功,机械能减少,选项 A、B 错误;绳子的张力总是与运动方向垂直, 故不做功,选项 C 正确;小球动能的变化等于合外力做功,即重力与摩擦力做功的和, 选项 D 错误 .答案 C5 如图所示,木块静止在
4、光滑水平桌面上,一子弹水平射入木块的深度为 d 时, 子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为 l,木块对子弹的平均阻力为 f,那么在这一过程中不正确的是( )A.木块的机械能增量为 flB.子弹的机械能减少量为 f(l+d)C.系统的机械能减少量为 fdD.系统的机械能减少量为 f(l+d)解析 木块的位移为 l,阻力对木块做正功, W1=fx=fl,木块机械能增加量为 fl,选项 A 正确;子弹相对于地面的位移大小为 d+l,阻力与子弹的位移方向相反,则阻力对子弹的功为 W=-fx=-f(d+l),所以子弹机械能的减少量为 f(d+l),选项 B 正确;系统机械能的减
5、少量为系统产生的热量, Q=fs 相对 =fd,选项 C 正确,选项 D错误 . 学 答案 D6 关于“ 节约能源 ”,下面说法中正确的是 ( )A.由于自然界的能量的总和是守恒的, 所以节约能源是毫无意义的B.浪费能源 ,只是浪费个人金钱 ,对整个社会和自然是无关紧要的,因为能量是守恒的C.从能量转化的角度看,自然界中宏观过程是有方向性的, 能源的利用受这种方向性的制约, 所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D.上述说法都是错误的解析 能量虽然守恒,但能量耗散现象表明能量的转化具有方向性,在利用的过程中能量的品质降低了,故仍需要节约能源,选项 C 正确,选项 A、B、D 错误 .答案
6、C7 一种风力发电装置的扇面面积 S=2 m2,当风速 v=10 m/s 时,该装置的发电机组输出功率为 875 W.已知空气的密度 =1.29 kg/m3,求该装置的能量转化效率 .解析 沿风的方向上取面积为 S、长度为 vt 的圆柱体, 则在 t 时间内该圆柱体内的风的动能将被转化为其他形式的能,所以 E 总 = mv2= Sv3t12 12输入总功率为 P 总 = = Sv3=1 290 W总 12所以能量转化效率为 = 100 = 100 =68 .输 出总 8751 290答案 68 能力提升1(多选)关于能量和能源,下列表述正确的是 ( ) 学 A.能量可以从一种形式转化为另一种形
7、式B.能量可以从一个物体转移到另一个物体 学 C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭D.能源在利用过程中有能量耗散,这表明能量不守恒解析 根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,故 A 正确; 根据能量守恒定律,能量可以从一个物体转移到另一个物体,故 B 正确; 能量与能源不同, 能量是守恒的,但能源随着能量的耗散,能量可以利用的品质会下降,故依然要节约能源, 故 C、D 错误 .答案 AB2 从地面竖直向上抛出一个质量为 m 的小球, 小球上升的最大高度为 H,设上升过程中空气阻力 f恒定 .在小球从抛出到上升至最高处的过程中, 下列说法正确的是 ( )A.小球的动能减少 mgHB
8、.小球的动能减少 fH C.小球的机械能减少 fHD.小球的机械能减少( mg+f)H解析 小球动能的减少量等于合力做的功,即 Ek=(mg+f)H,选项 A、B 错误;小球机械能的减少量等于克服阻力做的功,即 E=fH,选项 C 正确,选项 D 错误.答案 C 学 3 滚摆上下摆动,而能达到的最大高度越来越低,说明 ( )A.滚摆的机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒解析 由于阻力的存在,物体克服阻力做功使部分机械能转化为内能,但总能量守恒, 选项 D 正确 .答案 D4 如图所示,在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道, 半径 OA
9、 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AP=2R,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 2mgRB.机械能减少 mgRC.合外力做功 mgRD.克服摩擦力做功 mgR12解析 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 点时应用牛顿第二定律有 mg=m ,解得 vB= ,设小球从 P 点运动到 B 点的过程
10、中克服摩擦力做功为2 W,对此过程由动能定理有 mgR-W= m ,联立 解得 W= mgR,选项 D 正确;上述过程合外力做122 12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12E=W= mgR,选项 B 错误 .12答案 D5“能源危机”和“环境污染”已成为当今世界发展的两大难题 .我国已把资源的利用和开发作为经济建设和社会发展的战略重点,这是十分必要的 .下列各项资源的开发过程中, 既利用了物质的化学能,又有利于解决上述两大难题的是( )A.液氢作为汽车燃料的开发利用B.用焦炭和铁矿石冶炼钢铁C.开发风力发电D.采伐森林生产纸
11、张和一次性木筷解析 氢气和氧气在特殊的设备中进行化学反应,可以产生电能和无害的水蒸气,减小对常规能源的依赖, 减少对空气的污染 .所以液氢作为汽车燃料的开发利用, 既能解决“能源危机 ”和“环境污染”两大难题,又在生产过程中,利用了物质的化学能, 所以选项 A 正确; 用焦炭和铁矿石冶炼钢铁,不仅会带来严重的环境污染,而且将加重常规能源的危机, 所以选项 B 错误; 开发风力发电,能有效地解决“能源危机”和“环境污染”两大难题,但显然不符合题目中利用物质的化学能这一特点 ,所以选项 C 错误; 采伐森林生产纸张和一次性木筷将加重“能源危机”,因此是不可取的 ,所以选项 D 错误 .答案 A6
12、质量为 m 的钢球以速度 v 落入沙坑, 钢球在沙坑中下陷的深度为 d,重力加速度为 g,求:(1)钢球在沙坑中受到的平均阻力大小 f.(2)钢球下陷过程中产生的内能 .解析 (1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得mgd-fd=0- mv212解得 f=mg+ .22(2)由能量守恒定律可知内能的增量等于钢球机械能的减少量,故 E 内 =mgd+ mv2.12答案 (1)mg+ (2)mgd+ mv222 127 如图所示,粗糙水平面长 l=0.20 m,其右端与一内壁光滑、半径 R=0.10 m 的半圆形轨道平滑连接,且该半圆形轨道在竖直平面内 .一质量 m=1 kg 的物体(可视为质点)以
13、初速度 v0= m/s 进入水平315轨道,由于摩擦产生的热量为 Q=0.6 J,g 取 10 m/s2.求:(1)物体与水平地面间的动摩擦因数 .(2)物体能否通过半圆形轨道的最高点 .解析 (1)物体在粗糙水平面上运动过程中满足功能关系mgl=Q 由 有 =0.3.(2)设物体在粗糙水平面上末速度为 v1,物体在粗糙水平面上运动能量守恒m = m +Q 12021212假设物体能运动到半圆轨道最高点且速度为 v2,物体在半圆轨道上能量守恒有m =2mgR+ m 1212 1222由 可得 v2=1 m/s设物体通过最高点的最小速度为 v3,有mg=m 32由 有 v3=1 m/s故物体能通过半圆形轨道的最高点 .答案 (1)0.3 (2)能
