2019-2020年高一物理人教版必修2教學(xué)案:第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源(含解析).doc
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一、能量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄① 1.建立能量守恒定律的兩類(lèi)重要事實(shí) (1)確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性。 (2)發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。 2.定律內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變。 3.機(jī)械能守恒定律與能量守恒定律的關(guān)系 機(jī)械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特定背景下的一種特殊表現(xiàn)形式。 [說(shuō)明] 能量守恒定律的建立,是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的自然規(guī)律之一,而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。 ①[填一填] 指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況: (1)植物的光合作用; ________________________________________________________________________ (2)雨天時(shí)出現(xiàn)雷電; ________________________________________________________________________ (3)人在跑步時(shí),身體發(fā)熱; ________________________________________________________________________ (4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光; ________________________________________________________________________ (5)風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)。 ________________________________________________________________________ 解析:(1)植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行化學(xué)合成,是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;(2)出現(xiàn)雷電時(shí),發(fā)出震耳欲聾的響聲、耀眼的強(qiáng)光并放出熱量,是電能變?yōu)槁暡堋?nèi)能和光能;(3)人跑步時(shí)身體發(fā)熱,是身體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),加速人體內(nèi)新陳代謝的生理機(jī)能,是人體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;(4)發(fā)電機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,電能使燈泡發(fā)光,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為燈絲的光能和內(nèi)能;(5)空氣的流動(dòng)形成風(fēng),風(fēng)具有機(jī)械能,帆船前進(jìn)具有的仍是機(jī)械能,是風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移給帆船,是機(jī)械能的轉(zhuǎn)移。 答案:見(jiàn)解析 二、能源和能量耗散┄┄┄┄┄┄┄┄② 1.能源與人類(lèi)社會(huì) 人類(lèi)對(duì)能源的利用大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期,即柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。自工業(yè)革命以來(lái),煤和石油成為人類(lèi)的主要能源。 2.能量的耗散 燃料燃燒時(shí)把自己的熱量釋放出去,電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能,熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能,我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用,這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。 3.能源危機(jī)的含義 在能源的利用過(guò)程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量在數(shù)量上雖未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了。 [說(shuō)明] 能量的耗散反映了能量轉(zhuǎn)化的方向性,所以能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的,所以自然界的能量雖然守恒,但還是很有必要節(jié)約能源。 ②[判一判] 1.煤自古至今都是人類(lèi)的主要能源() 2.能量耗散表明能量正在逐漸消失() 3.自然界總能量雖然不變,但我們?nèi)孕枰泄?jié)能意識(shí)(√) 1.對(duì)能量守恒定律的理解 (1)某種形式的能量減少,一定存在另外形式的能量增加,且減少量和增加量相等。 (2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在別的物體的能量增加,且減少量和增加量相等。 (3)初狀態(tài)的各種能量總和等于末狀態(tài)的各種能量總和。 2.解題步驟 (1)分清共有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、電能、內(nèi)能等)在變化。 (2)明確哪種形式的能量增加,哪種形式的能量減少。 (3)減少的總能量一定等于增加的總能量,據(jù)此列出方程:ΔE減=ΔE增。 3.注意 因?yàn)槟芰渴睾愣傻膶挿盒?,在不涉及機(jī)械能之外的內(nèi)能、電能、光能、核能等能量的轉(zhuǎn)化時(shí),一般不用能量守恒定律解題,而是用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律。 2019-2020年高一物理人教版必修2教學(xué)案:第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源(含解析) 例1.下列說(shuō)法正確的是( ) A.隨著科技的發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的 B.太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但輻射到宇宙空間的能量都消失了 C.“既要馬兒跑,又不讓馬兒吃草”違背了能量守恒定律,因而是不可能的 D.有種“全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 [解析] 永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律,所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;太陽(yáng)輻射到宇宙空間的能量并沒(méi)有消失,而是轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,馬和其他動(dòng)物,包括人要運(yùn)動(dòng),必須消耗能量,動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能,選項(xiàng)C正確;所謂“全自動(dòng)”手表,其內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,一般是一個(gè)擺錘,當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),使擺錘不停擺動(dòng),給游絲(彈簧)補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的走動(dòng),如果把這種表放在桌面上靜置幾天,它也是會(huì)停的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [答案] C 例2.如圖所示,滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿曲面下滑,過(guò)O點(diǎn)后滑至右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于0,O點(diǎn)附近光滑,滑塊經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)不發(fā)生碰撞。若滑塊從B點(diǎn)以某一速度v沿原路徑往回滑,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度也恰好為0。求A、B兩點(diǎn)間的高度差。(假設(shè)滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)到A點(diǎn)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能相同) [解析] [答案] [點(diǎn)評(píng)] (1)能量守恒定律是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律之一,是學(xué)習(xí)物理的一條主線。 (2)要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能量,發(fā)生哪些轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。 [即時(shí)鞏固] 1.在質(zhì)量為0.5 kg的重物上安裝一極輕的細(xì)棒(設(shè)細(xì)棒足夠長(zhǎng)),如圖所示,用手在靠近重物處握住細(xì)棒,使重物靜止,握細(xì)棒的手不動(dòng),稍稍減小握力,使手和細(xì)棒間保持一定的摩擦力,讓重物和細(xì)棒保持一定的加速度下落,在起初的1.0 s的時(shí)間里,重物落下了0.50 m。在此過(guò)程中手和細(xì)棒之間所產(chǎn)生的熱量是多少?(g取10 m/s2) 解析:由h=at2 a==1 m/s2 由v=at=11 m/s=1 m/s 由能量守恒mgh=mv2+Q熱 Q熱=0.5100.5 J-0.512 J=2.25 J。 答案:2.25 J 1.功與能的區(qū)別 (1)功是力在空間上的積累,是過(guò)程量。 (2)能反映了物體能夠?qū)ν庾龉Φ囊环N本領(lǐng),與物體所處的狀態(tài)相對(duì)應(yīng),是狀態(tài)量。 2.功能關(guān)系 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)的,做功的過(guò)程就是各種形式的能量之間轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)的過(guò)程,而且做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)。 3.幾種常見(jiàn)的力做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系 不同的力做功 對(duì)應(yīng)不同形式能的轉(zhuǎn)化 合外力做的功 動(dòng)能變化 重力做的功 重力勢(shì)能變化 彈簧彈力做的功 彈性勢(shì)能變化 只有重力、彈簧彈力做功 不引起機(jī)械能的變化 除重力和彈力之外的力做功 機(jī)械能變化 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功 內(nèi)能變化 [典型例題] 例3.(xx廉江高一檢測(cè))質(zhì)量為4 kg的物體被人由靜止開(kāi)始向上提升0.25 m后速度達(dá)到1 m/s,則下列判斷錯(cuò)誤的是(g取10 m/s2)( ) A.人對(duì)物體做的功為12 J B.合外力對(duì)物體做的功為2 J C.物體克服重力做的功為10 J D.人對(duì)物體做的功等于物體增加的動(dòng)能 [解析] 人對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增加量,即W人=mgh+mv2=12 J,選項(xiàng)A正確,D錯(cuò)誤;合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增加量,即W合=mv2=2 J,選項(xiàng)B正確;物體克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量,即W=mgh=10 J,選項(xiàng)C正確。 [答案] D [即時(shí)鞏固] 2.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.能就是功,功就是能 B.做功越多,物體的能量就越大 C.外力對(duì)物體不做功,這個(gè)物體就沒(méi)有能量 D.能量轉(zhuǎn)化的多少可以用做功來(lái)量度 解析:選D 功和能是兩個(gè)不同的概念,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;做功的多少只能說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的多少,而不能說(shuō)明能量的多少,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;外力做功與否不能說(shuō)明物體能量的有無(wú),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;功是能量轉(zhuǎn)化的量度,選項(xiàng)D正確。 1.比熱容公式:Q=cmΔt(c是比熱容,m 是質(zhì)量,Δt 是溫差)。 2.水流量:指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一橫截面積的水的體積。 3.在確定能量轉(zhuǎn)化的方向時(shí),可以從消耗什么能,得到什么能進(jìn)行比較來(lái)確定。 [典型例題] 例4.某一圓筒橫截面積為310-2 m2,筒內(nèi)裝水0.6 kg,用水測(cè)量射到地面的太陽(yáng)能,某一天中午在太陽(yáng)光直射2 min 后,筒內(nèi)水的溫度升高了1 ℃。已知水的比熱容c=4.2103 J/(kg ℃)。求: (1)在陽(yáng)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(yáng)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(yáng)輻射的功率嗎(日地距離r=1.51013 cm)? [解析] (1)圓筒內(nèi)的水經(jīng)過(guò)2 min照射后,增加的內(nèi)能ΔE=Q=cmΔt 解得ΔE=2.52103 J 每分鐘獲得的能量為 =1.26103 J/min 圓筒橫截面積 S=310-2 m2=3102 cm2 地球上每平方厘米每分鐘獲得的能量為 =4.2 J/(min cm2) (2)上述能量也相當(dāng)于以太陽(yáng)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(yáng)輻射的功率為P,則43%=, 其中r=1.51013 cm解得 P=4.61026 W [答案] (1)4.2 J/(min cm2) (2)4.61026 W [即時(shí)鞏固] 3.(xx莒縣高一檢測(cè))一水電站,水流的落差為20 m,水流沖擊水輪發(fā)電機(jī)后,水流的能有20%轉(zhuǎn)化為電能,若發(fā)電機(jī)的功率為200 kW,則每分鐘的水流量是多少?(g取10 m/s2) 解析:設(shè)1分鐘水的流量為Q, 則在1分鐘內(nèi)水流的質(zhì)量m=Qρ, 在1分鐘內(nèi)水流減少的重力勢(shì)能 ΔEp=mgh=Qρgh 由題意可知:發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 P= 整理得Q=,代入數(shù)據(jù)得: Q=300 m3。 答案:300 m3 1.(xx銀川高一檢測(cè))如圖所示,一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的變化情況是( ) A.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能不變,機(jī)械能減小 B.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能減小 C.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加 D.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒 解析:選B 由于摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能不守恒,D錯(cuò)誤;下滑過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能,所以機(jī)械能減小,B正確,A、C錯(cuò)誤。 2.關(guān)于能源的利用中,下列說(shuō)法不正確的是( ) A.自然界的能量守恒,所以不需要節(jié)約能源 B.一座城市的能量耗散使其環(huán)境溫度略高于周?chē)r(nóng)村的環(huán)境溫度 C.煤炭和石油產(chǎn)品燃燒會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng) D.能量耗散表明能源的利用是有條件的,也是有代價(jià)的 解析:選A 自然界的能量守恒,但能量在利用過(guò)程中,可利用的品質(zhì)在逐漸降低,因此,必須節(jié)約能源,A錯(cuò)誤,C、D正確;城市工業(yè)、交通急劇發(fā)展使得城市接收了過(guò)多耗散的能量,使城市溫度升高,B正確。 3.水流從高處落下,對(duì)水輪機(jī)做3108 J的功,對(duì)這句話理解正確的是( ) A.水流在對(duì)水輪機(jī)做功前,具有3108 J的能量 B.水流在對(duì)水輪機(jī)做功時(shí),具有3108 J的能量 C.水流在對(duì)水輪機(jī)做功后,具有3108 J的能量 D.水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中,3108 J的能量轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的動(dòng)能 解析:選D 功不是能量,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中,水流的能量減少了,減少的能量,一部分轉(zhuǎn)化成水輪機(jī)的動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,系統(tǒng)總能量是不變的,D正確。 4.[多選]關(guān)于“能量耗散”的下列說(shuō)法中,正確的是( ) A.能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用,這種現(xiàn)象叫做能量的耗散 B.能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中變少的現(xiàn)象叫做能量的耗散 C.能量耗散表明,在能源的利用過(guò)程中,即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量的總量并未減少,但在可利用的品質(zhì)上降低了,從便于利用的變成不便于利用的了,而自然界的能量是守恒的 D.能量耗散表明,各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的,但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的 解析:選AC 由“能量耗散”定義知道,能在轉(zhuǎn)化過(guò)程中品質(zhì)下降,總量不變,A、C正確;B、D違背了能量守恒定律,B、D錯(cuò)誤。 5.(xx福建月考)某海灣共占面積1.0107 m2,漲潮時(shí)水深20 m,此時(shí)關(guān)上水壩閘門(mén),可使水位保持20 m不變,退潮時(shí),壩外水位降至18 m,假如利用此水壩建水力發(fā)電站,且重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為10%,每天有兩次漲潮,問(wèn)該電站一天能發(fā)出多少電能(g=10 m/s2) 解析:設(shè)Δh為退潮時(shí)水減少的深度,S為海灣的面積。利用潮汐發(fā)電,就是水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,水能轉(zhuǎn)化為電能的效率是10%,一次漲潮,退潮后水壩內(nèi)水的勢(shì)能增加: W水=GΔh=mgΔh=ρ水VgΔh =ρ水SΔhgΔh=ρ水SgΔh2 則水的勢(shì)能可轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽篧電=ηW水 每天2次漲潮,則該電站一天能發(fā)電 W=2W電=2ηW水 =2ηρ水SgΔh2 =10%1.01031.01071022 J=41010 J 答案:電站一天能發(fā)出41010J電能。 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1.下列現(xiàn)象屬于能量的耗散的是( ) A.利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B.電能在燈泡中變成光能 C.電池的化學(xué)能變成電能 D.火爐把屋子烤暖 解析:選D 能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化成環(huán)境的內(nèi)能后,不能再次被收集起來(lái)重新利用,D正確。 2.關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.舉重運(yùn)動(dòng)員舉起重物,體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B.電流通過(guò)電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.內(nèi)燃機(jī)做功的過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程 D.做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,某過(guò)程做了10 J的功,一定有10 J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 解析:選C 運(yùn)動(dòng)員舉高重物過(guò)程中,消耗了體內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)能,通過(guò)對(duì)重物做功使重物的機(jī)械能增加,A正確;電流通過(guò)電阻絲時(shí),電流做功,使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,B正確;內(nèi)燃機(jī)中燃料燃燒膨脹,對(duì)外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,C錯(cuò)誤;功是能量轉(zhuǎn)化的量度,D正確。 3.[多選]一質(zhì)量為m的物體,在距地面高h(yuǎn)處以g的加速度由靜止豎直下落到地面,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.物體的重力勢(shì)能減少mgh B.物體的機(jī)械能減少mgh C.物體的動(dòng)能增加mgh D.物體的重力做的功為mgh 解析:選BCD 物體從高h(yuǎn)處落到地面的過(guò)程中,重力做的功為mgh,重力勢(shì)能減少mgh,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,D正確;物體的加速度為g,故合外力為mg,合外力做的功為mgh,根據(jù)動(dòng)能定理,物體的動(dòng)能增加mgh,選項(xiàng)C正確;物體的重力勢(shì)能減少mgh,動(dòng)能增加mgh,故機(jī)械能減少了mgh,選項(xiàng)B正確。 4.將小球豎直上拋,經(jīng)一段時(shí)間落回拋出點(diǎn),若小球所受的空氣阻力大小不變,對(duì)其上升過(guò)程和下降過(guò)程損失的機(jī)械能進(jìn)行比較,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.上升過(guò)程損失的機(jī)械能大于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 B.上升過(guò)程損失的機(jī)械能小于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 C.上升過(guò)程損失的機(jī)械能等于下降過(guò)程損失的機(jī)械能 D.無(wú)法比較 解析:選C 上升過(guò)程和下降過(guò)程中空氣阻力均做負(fù)功,Wf=-Ffh,因此上升損失的機(jī)械能與下降損失的機(jī)械能大小相等,C正確。 5.一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索,重為G,A、B兩端固定在天花板上,如圖所示。今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力,將繩索緩慢拉至D點(diǎn)。在此過(guò)程中,繩索AB的重心位置將( ) A.升高 B.降低 C.先降低后升高 D.始終不變 解析:選A 物體的重心不一定在物體上,對(duì)于一些不規(guī)則的物體要確定重心是比較困難的,本題繩索的重心是不容易標(biāo)出的,因此,要確定重心的變化,只有通過(guò)別的途徑確定。當(dāng)用力將繩索緩慢地從C點(diǎn)拉到D點(diǎn),外力在不斷的做功,而繩索的動(dòng)能不增加,因此外力做功必定使繩索的重力勢(shì)能增加,故繩索的重心位置將升高,A正確。 二、非選擇題 6.風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。圖為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖,現(xiàn)設(shè)計(jì)的每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40 kW。實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%,空氣的密度是1.29 kg/m3,當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10 m/s。問(wèn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度約為多少時(shí)才能滿足設(shè)計(jì)要求? 解析:設(shè)葉片長(zhǎng)度為r,則葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的面積S=πr2。取時(shí)間t內(nèi)作用到面積為S的葉片上的空氣流為研究對(duì)象,如圖所示。 這部分空氣流的質(zhì)量m=ρV=ρSvt, 空氣流的動(dòng)能Ek=mv2, 電功率P==ρπr2v3, 得r= ≈9.94 m。 答案:9.94 m [提能練] 一、選擇題 1.(xx酒泉高一檢測(cè))有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度。他的辦法是:關(guān)好房間的門(mén)窗,然后打開(kāi)冰箱的所有門(mén)讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn),且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞。則開(kāi)機(jī)后,室內(nèi)的溫度將( ) A.升高 B.保持不變 C.開(kāi)機(jī)時(shí)降低,停機(jī)時(shí)又升高 D.開(kāi)機(jī)時(shí)升高,停機(jī)時(shí)降低 解析:選A 電冰箱的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí),一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,室內(nèi)的溫度將升高,故A正確。 2.[多選]一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,并從中穿出。對(duì)于這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( ) A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能和內(nèi)能之和 D.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和 解析:選BD 由于子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中,子彈與木塊有相對(duì)位移,由能量守恒定律可得,子彈減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能和子彈與木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能,A、C錯(cuò)誤,B、D正確。 3.[多選]質(zhì)量為m1、m2的兩物體,靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉連接著m2的繩子,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,兩物體的速度大小分別為v1和v2,位移分別為x1和x2,如圖所示,則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于( ) A.Fx2 B.F(x1+x2) C.m2v+(m+m1)v D.m2v 解析:選BC 根據(jù)能量守恒可知,人通過(guò)做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1和m2的動(dòng)能以及人的動(dòng)能,所以人做的功的大小等于F(x1+x2)=m2v+(m+m1)v,B、C正確。 4.[多選]構(gòu)建和諧、節(jié)約型社會(huì)的思想深得民心,也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動(dòng)充電式電動(dòng)車(chē)就是很好的一例:電動(dòng)車(chē)的前輪裝有發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)與蓄電池連接,當(dāng)電動(dòng)車(chē)滑行時(shí),就可以向蓄電池充電,將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來(lái)?,F(xiàn)有某人騎車(chē)以500 J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行,第一次關(guān)閉充電裝置,讓車(chē)自由滑行,其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線①所示;第二次啟動(dòng)充電裝置,其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線②所示,則( ) A.電動(dòng)車(chē)受到的摩擦阻力為50 N B.電動(dòng)車(chē)受到的摩擦阻力為83 N C.第二次啟動(dòng)充電裝置,向蓄電池所充的電能是200 J D.第二次啟動(dòng)充電裝置,向蓄電池所充的電能是300 J 解析:選AC 當(dāng)關(guān)閉充電裝置,讓車(chē)自由滑行時(shí),電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能全部用來(lái)克服摩擦力做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,有Ek=Ffx1,解得Ff=50 N,A正確;當(dāng)啟動(dòng)充電裝置滑行時(shí),電動(dòng)車(chē)的動(dòng)能一部分克服摩擦力做功,另一部分轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能,根據(jù)能量守恒有Ek=Ffx2+E電,故E電=Ek-Ffx2=200 J,C正確。 二、非選擇題 5.(xx黃浦區(qū)高一檢測(cè))節(jié)能混合動(dòng)力車(chē)是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車(chē)。有一質(zhì)量m=1 000 kg的混合動(dòng)力轎車(chē),在平直公路上以v1=90 km/h 勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50 kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/h的限速標(biāo)志時(shí),保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)工作的發(fā)電機(jī)給電池充電,使轎車(chē)做減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)L=72 m后,速度變?yōu)関2=72 km/h。此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的用于轎車(chē)的牽引,用于供給發(fā)電機(jī)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車(chē)在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變。求 (1)轎車(chē)以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí),所受阻力F阻的大??; (2)轎車(chē)從90 km/h減速到72 km/h過(guò)程中,獲得的電能E電; (3)轎車(chē)僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′。 解析:(1)汽車(chē)牽引力與輸出功率的關(guān)系P=F牽v, 將P=50 kW,v1=90 km/h=25 m/s, 代入得F牽==2103 N, 當(dāng)轎車(chē)勻速行駛時(shí),牽引力與阻力大小相等,有 F阻=2103 N。 (2)在減速過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)只有P用于汽車(chē)的牽引,根據(jù)動(dòng)能定理有 Pt-F阻L=mv-mv, 代入數(shù)據(jù)得Pt=1.575105 J, 電池獲得的電能為 E電=0.5Pt=6.3104 J。 (3)根據(jù)題設(shè),轎車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為F阻=2103 N。此過(guò)程中,由能量守恒定律可知,僅有電能用于克服阻力做功E電=F阻L′,代入數(shù)據(jù)得L′=31.5 m。 答案:(1)2103 N (2)6.3104 J (3)31.5 m- 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(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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