一、能量守恒定律
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)化為其他形式,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.這個(gè)規(guī)律叫作能量守恒定律.
二、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性
1.能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的.
2.能量耗散
(1)能量耗散的概念:燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去,就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用.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)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能,我們很難把這些散失的能量收集起來(lái)重新利用.
(2)能量品質(zhì)降低:能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量總量的減少,卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低,從便于利用的能源變成不便于利用的能源.
(3)能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性.
三、能源的分類與應(yīng)用
1.可再生能源:在自然界中可以再生的能源,如:水能、風(fēng)能、潮汐能等.
2.不可再生能源:自然界中無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)再生的能源,如:煤炭、石油、天然氣等.
3.我國(guó)在能源的開發(fā)利用方面,有以下幾種發(fā)電方式:太陽(yáng)能發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電.
四、能源與社會(huì)發(fā)展
1.人類對(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.
2.人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的核心是追求發(fā)展與資源、環(huán)境的平衡.人類要樹立新的能源安全觀,轉(zhuǎn)變能源的供需模式:既要提倡節(jié)能,又要發(fā)展可再生能源以及天然氣、清潔煤和核能等清潔能源.
技巧點(diǎn)撥
一、能量的轉(zhuǎn)化與守恒
1.自然界中不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,一種形式的能量減少一定伴隨著其他形式的能量增加,能量的總量保持不變.
2.能量守恒定律的適用范圍
能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律,是在各種自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律.
3.能量守恒定律的表達(dá)式
(1)E初=E末,初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和.
(2)ΔE增=ΔE減,某些能量的增加量等于其他能量的減少量.
4.應(yīng)用步驟
(1)明確研究對(duì)象及研究過(guò)程;
(2)明確該過(guò)程中,哪些形式的能量在變化;
(3)確定參與轉(zhuǎn)化的能量中,哪些能量增加,哪些能量減少;
(4)列出增加的能量和減少的能量之間的守恒式(或初、末狀態(tài)能量相等的守恒式).
二、能源的分類與應(yīng)用
1.地球上的絕大部分能源來(lái)源于太陽(yáng)的輻射能
2.能源的分類
(1)可再生能源:自然界可以源源不斷地提供,或在自然界中可以再生,如:水能、風(fēng)能、潮汐能.
(2)不可再生能源:自然界無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)再生,如:煤炭、石油、天然氣.
三、能源與社會(huì)發(fā)展
1.能源的重要性:能源是社會(huì)存在與發(fā)展永遠(yuǎn)不可或缺的必需品,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),它與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代社會(huì)的三大支柱.
2.能源和環(huán)境污染
(1)溫室效應(yīng):石油、煤炭的燃燒增加了大氣中二氧化碳的含量,由于二氧化碳對(duì)長(zhǎng)波的輻射有強(qiáng)烈的吸收作用,且像暖房的玻璃一樣,只準(zhǔn)太陽(yáng)光的熱輻射進(jìn)來(lái),不讓室內(nèi)長(zhǎng)波熱輻射出去,使地球氣溫上升,這種效應(yīng)叫溫室效應(yīng).
溫室效應(yīng)造成的影響:溫室效應(yīng)使兩極的冰雪融化,海平面上升,淹沒(méi)沿海城市,使海水倒流入河流,從而使耕地鹽堿化;溫室效應(yīng)使全球降水量變化,影響氣候和植被變化,影響人體健康.
(2)酸雨:酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水.形成酸雨的主要原因是燃燒煤炭和石油,以及工業(yè)生產(chǎn)等釋放到大氣中的二氧化硫等物質(zhì)使雨水酸度升高,形成“酸雨”,腐蝕建筑物、酸化土壤.
(3)光化學(xué)煙霧:內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的高溫使空氣和燃料中的多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氮的氧化物和碳?xì)浠衔铮@些化合物在大氣中受到紫外線的照射,產(chǎn)生二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧.這些物質(zhì)有毒,能引起人的多種疾?。?br>另外,常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是一種污染物.
例題精練
1.(嘉興二模)為了更好地利用自然資源,某地區(qū)利用風(fēng)力發(fā)電為當(dāng)?shù)厣钌a(chǎn)提供電能,如圖所示。已知該地區(qū)的風(fēng)速約為10m/s,空氣的密度為約1.3kg/m3。若使風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)通過(guò)的截面積約為400m2,且風(fēng)能的25%可轉(zhuǎn)化為電能,則發(fā)電功率約為( )
A.6.5×104WB.1.3×105WC.2.6×105WD.1.04×106W
【分析】在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面積為400m2的風(fēng)能全部轉(zhuǎn)化為電能,根據(jù)能量守恒定律列式求解即可.
【解答】解:1s中通過(guò)的空氣體積為V=Svt=400×10×1m3=4000m3,
空氣質(zhì)量m=ρV=1.3×4000kg=5200kg
這些空氣的動(dòng)能為Ek=mv2=×5200×102J=260000J
25%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能:E電=25%×Ek=0.25×260000J=65000J
所以1s的能量,也就是發(fā)電功率P=6.5×104w,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題難點(diǎn)在于研究對(duì)象的確定上,可以以時(shí)間t內(nèi)通過(guò)橫截面積為400m2的空氣柱為研究對(duì)象,然后根據(jù)能量守恒定律列式求.
2.(孝南區(qū)校級(jí)月考)如圖所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī),風(fēng)力帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng),葉片再帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(磁極)轉(zhuǎn)動(dòng),使定子(線圈,不計(jì)電阻)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。若葉片長(zhǎng)為l,設(shè)定的額定風(fēng)速為v,空氣的密度為ρ,額定風(fēng)速下發(fā)電機(jī)的輸出功率為P,則風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為( )
A.B.C.D.
【分析】建立一個(gè)“風(fēng)柱”模型,算出“風(fēng)柱”的質(zhì)量,利用動(dòng)能定理求出“風(fēng)柱”做的功,然后求出功率和效率。
【解答】解:建立一個(gè)“風(fēng)柱”模型如圖所示,風(fēng)柱的橫截面積為葉片旋轉(zhuǎn)掃出的面積S=πl(wèi)2
經(jīng)過(guò)t風(fēng)柱長(zhǎng)度x=vt,所形成的風(fēng)柱體積V=πl(wèi)2vt
風(fēng)柱的質(zhì)量m=ρV=ρπl(wèi)2vt
根據(jù)動(dòng)能定理,風(fēng)力在這一段位移做的功=
風(fēng)柱的功率 P風(fēng)=
風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=
故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)能定理、功率、效率等知識(shí)。這道題的關(guān)鍵是建立適合的物理模型,利用動(dòng)能定理解決問(wèn)題。
隨堂練習(xí)
1.(普陀區(qū)二模)物體在豎直方向上分別做勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.勻速上升機(jī)械能不變
B.加速上升機(jī)械能增加
C.減速上升機(jī)械能一定減小
D.上升過(guò)程機(jī)械能一定增加
【分析】根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況分析受力情況,再根據(jù)功能原理求解。
【解答】解:A、勻速上升過(guò)程:根據(jù)平衡可知,拉力豎直向上,對(duì)物體做正功,根據(jù)功能原理得知,物體的機(jī)械能增加。故A錯(cuò)誤。
B、加速上升過(guò)程:物體受向上的拉力,拉力的方向與速度方向相同,對(duì)物體做正功,則物體的機(jī)械能增加。故B正確。
C、物體減速上升,有三種情況:不受外力,只受重力,則機(jī)械能不變;受豎直向上的力,且大小小于重力,則外力做正功,物體的機(jī)械能增加;受豎直向下的外力,則外力做負(fù)功,物體的機(jī)械能減小。故C錯(cuò)誤。
D、由前面的分析可知,物體向上運(yùn)動(dòng),機(jī)械能可能不變、增加、減小,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題的解題關(guān)鍵是掌握功能原理,并能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況以及受力情況,注意在分析時(shí)把所有的可能情況分析全。
2.(福建學(xué)業(yè)考試)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中正確的是( )
A.電燈主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B.電風(fēng)扇主要是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.電熱水器主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.太陽(yáng)能熱水器主要是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【分析】分析各項(xiàng)轉(zhuǎn)化前的能量形式和轉(zhuǎn)化后的能量形式,得出結(jié)論。
【解答】解:A、電燈工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;
B、電風(fēng)扇工作時(shí),消耗電能,主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B錯(cuò)誤;
C、電熱水器工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;
D、太陽(yáng)能熱水器工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了能量的轉(zhuǎn)化判斷,首先要了解各種能量形式,并能夠判斷各種情況下的能量變化。
3.(寶山區(qū)校級(jí)期中)下列能源中,不是“可再生能源”的是( )
A.太陽(yáng)能B.潮汐能C.風(fēng)能D.天然氣
【分析】可以從自然界源源不斷得到補(bǔ)充的能源叫可再生能源,如:風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能;
短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源,如:煤、石油、天然氣。
【解答】解:“可再生能源”為來(lái)自大自然的能源,例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿龋侨≈槐M,用之不竭的能源。天然氣可以從自然界直接獲取,且用后短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充,屬于“不可再生能源”,故D符合題意,ABC不符合題意。
本題選擇不是“可再生能源”的,故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查我們對(duì)于“可再生能源”、“不可再生能源”的理解,“可再生能源”為來(lái)自大自然的能源,例如太陽(yáng)能、風(fēng)力、潮汐能、地?zé)崮艿?,是取之不盡,用之不竭的能源,是相對(duì)于會(huì)窮盡的“可再生能源”的一種能源。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共14小題)
1.(諸暨市期末)三峽水電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站,平均水位落差約為100m,每秒約有1×104m3的水用來(lái)發(fā)電,水的重力勢(shì)能約有20%轉(zhuǎn)化為電能,水的密度為1.0×103kg/m2.火電廠每發(fā)一度電大約需要耗標(biāo)準(zhǔn)煤為0.3kg,同時(shí)排放二氧化碳為1kg。關(guān)于三峽水電站,下列說(shuō)法正確的是( )
A.發(fā)電平均功率約為2×1012W
B.每天的發(fā)電量約為4.8×107kW?h
C.相比于同功率的火電廠,每天約可減少煤炭消耗2×106kg
D.相比于同功率的火電廠,每天約可減少二氧化碳排放4.8×106kg
【分析】先求出每秒發(fā)電的水質(zhì)量,根據(jù)W=Gh求出水的重力勢(shì)能,然后結(jié)合效率求出的發(fā)電功率;再根據(jù)電功與電功率的關(guān)系求出日平均發(fā)電量,再利用火電廠每發(fā)一度電大約需耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.3kg,同時(shí)排放二氧化碳1kg計(jì)算減少煤炭消耗和減少二氧化碳排放的質(zhì)量。
【解答】解:A、三峽水電站平均水位落差h=100m,每秒約有V=1×104m3的水用來(lái)發(fā)電,則每秒用來(lái)發(fā)電的水質(zhì)量為 m=ρV=1×107kg,則發(fā)電平均功率約為P=mgh×20%=2×109W,故A錯(cuò)誤;
B、發(fā)電功率P=2×109W=2×106kW,則每天平均發(fā)電量約為 W=Pt=2×106kW×24h=4.8×107kW?h,故B正確;
C、火電廠每發(fā)一度電大約需耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.3kg,則火電廠一天發(fā)電4.8×107kW?h,需要煤4.8×107×0.3=1.44×107kg,故C錯(cuò)誤;
D、火電廠每發(fā)一度電大約需耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.3kg,同時(shí)排放二氧化碳1kg,則火電廠一天發(fā)電4.8×107kW?h,排放二氧化碳4.8×107kg,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是要搞清能量是如何轉(zhuǎn)化的,利用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律進(jìn)行研究。在分析能量轉(zhuǎn)化時(shí),要注意效率。
2.(廣東學(xué)業(yè)考試)關(guān)于家用電器工作時(shí)發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的描述,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電飯煲將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能
B.電熨斗將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.手搖發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D.電吹風(fēng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
【分析】解決此題的關(guān)鍵是弄清能量轉(zhuǎn)化過(guò)程前后的能量形式,結(jié)合影響各能量的因素分析能量轉(zhuǎn)化情況,結(jié)合具體選項(xiàng)進(jìn)行分析。
【解答】解:A、電飯煲、電熨斗都是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A、B錯(cuò)誤。
C、手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;
D、電吹風(fēng)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查的是能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題,搞清能量轉(zhuǎn)化前后的能量形式,是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。
3.(上虞區(qū)期末)太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能工作的一種新型汽車,已知太陽(yáng)輻射的總功率約為4×1026W,太陽(yáng)到地球的距離約為1.5×1011m,假設(shè)太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中約有40%的能量損耗。某太陽(yáng)能汽車所用太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率約為15%.如果驅(qū)動(dòng)該太陽(yáng)能汽車正常行駛所需的機(jī)械功率為5kW,且其中來(lái)自于太陽(yáng)能電池,則所需的太陽(yáng)能電池板的面積至少約為(已知半徑為R的球體積為V=πR3,表面積為S=4πR2)( )
A.2m2B.6m2C.8m2D.12m2
【分析】設(shè)電池板的最小面積為S,接收太陽(yáng)能的功率:P=×S×60%,電池板接收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,根據(jù)能量守恒列式求解太陽(yáng)能電池板的最小面積。
【解答】解:設(shè)電池板的最小面積為S,接收太陽(yáng)能的功率:P=×S×60%
由題意有:驅(qū)動(dòng)該太陽(yáng)能汽車正常行駛所需的機(jī)械功率為 P機(jī)=P×
則得:P機(jī)=×S×60%××15%
即P×=×S×60%××15%
代入得:5000×=×S×60%×15%
解得:S≈8m2
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)和能量守恒定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題,抓住能量是如何轉(zhuǎn)化是解題的關(guān)鍵。
4.(浙江校級(jí)學(xué)業(yè)考試)太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能工作的一種新型汽車.已知太陽(yáng)輻射的總功率約為4×1026W,太陽(yáng)到地球的距離約為1.5×1011m,假設(shè)太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中約有40%的通量損耗,某太陽(yáng)能汽車所用太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率約為15%.如果驅(qū)動(dòng)該太陽(yáng)能汽車正常行駛所需的機(jī)械功率為5kW,且其中的來(lái)自于太陽(yáng)能電池,則所需的太陽(yáng)能電池板的面積至少約為(已知半徑為r的球體積為V=πr3,球表面積為S=4πr2)( )
A.2m2B.6m2C.8m2D.12m2
【分析】設(shè)電池板的最小面積Smin,接收太陽(yáng)能的功率:P=×Smin×60%,電池板接收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,根據(jù)能量守恒列式求解太陽(yáng)能電池板的最小面積smin.
【解答】解:設(shè)電池板的最小面積Smin,接收太陽(yáng)能的功率:
P=×Smin×60%,
由題意有:機(jī)械功率為 P機(jī)=P×
則得:P機(jī)=×Smin×60%××15%
代入得:5000×=×Smin×60%×15%
解得:Smin≈8m2
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)和能量守恒定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題,抓住能量是如何轉(zhuǎn)化是解題的關(guān)鍵.
5.(鯉城區(qū)校級(jí)模擬)物體在水平面上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它的速度由9m/s減小到7m/s的過(guò)程中,內(nèi)能增量是某個(gè)定值,如果物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又產(chǎn)生相等內(nèi)能增量,這時(shí)物體速度應(yīng)是( )
A.5.66m/sB.4.12m/sC.5m/sD.3m/s
【分析】物體在水平面上運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律列式,即可求得物體的速度.
【解答】解:設(shè)物體質(zhì)量為m,v1=9m/s,v2=7m/s最終速度減為v3,由能量守恒定律有:

代入數(shù)值得:v3=m/s=4.12m/s。故B正確。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】能量守恒定律是物理過(guò)程中最基本的規(guī)律,本題關(guān)鍵要正確應(yīng)用,準(zhǔn)確計(jì)算,基礎(chǔ)題.
6.(海珠區(qū)校級(jí)期末)下列過(guò)程中,哪個(gè)是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能( )
A.太陽(yáng)能電池充電B.電燈照明
C.電風(fēng)扇工作D.風(fēng)力發(fā)電
【分析】本題比較簡(jiǎn)單,只要明確各中功能轉(zhuǎn)化關(guān)系即可求解.
【解答】解:A、太陽(yáng)能電池充電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯(cuò)誤;
B、電燈照明是電能轉(zhuǎn)化為熱能(光能),故B錯(cuò)誤;
C、電風(fēng)扇工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為電風(fēng)扇的動(dòng)能即機(jī)械能,故C正確;
D、風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】明確各種功能的轉(zhuǎn)化對(duì)于利用功能關(guān)系解題起著至關(guān)重要作用.
7.(長(zhǎng)安區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán),其長(zhǎng)軸長(zhǎng)BD=4L、短軸長(zhǎng)AC=2L,勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心0,下端連接一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q、可視為質(zhì)點(diǎn)的小環(huán),小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣,整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放,小環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度恰好為0,已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能一直增大
B.小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,小環(huán)的電勢(shì)能一直減小
C.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
D.小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)受到大環(huán)對(duì)它的彈力大小
【分析】將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放,小環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為O.已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等。故小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)彈簧壓縮量為L(zhǎng),在B點(diǎn)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)L,然后分析個(gè)選項(xiàng)即可解決。
【解答】解:A、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的形變量先減小后增大,則彈性勢(shì)能先減小后增大,故A不正確;
B、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,小環(huán)沿電場(chǎng)線方向水平運(yùn)動(dòng)2L,故小環(huán)所受的電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能一直減小,故B正確;
C、整個(gè)過(guò)程由能量守恒定律得,Eq?2L=mgL,得E=,故C正確;
D、小環(huán)在A點(diǎn)時(shí),彈簧壓縮L,受到大環(huán)對(duì)它的彈力為kL+mg,故D正確。
本題選不正確的,故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查的是物體受力情況的分析,需要考慮電場(chǎng)力的情況,分析彈簧的長(zhǎng)度的變化,并運(yùn)用到能量守恒定律
8.(浙江模擬)風(fēng)能是可再生資源中目前發(fā)展最快的清潔能源,風(fēng)力發(fā)電也是具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。近年來(lái),我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,已成為能源發(fā)展的重要領(lǐng)域。在風(fēng)電技術(shù)發(fā)展方面,由于相同風(fēng)速時(shí)發(fā)電功率的不同,我國(guó)目前正逐步采用變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)替代定槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī),來(lái)提高風(fēng)力發(fā)電的效率。具體風(fēng)速對(duì)應(yīng)的功率如圖乙所示,設(shè)甲圖中風(fēng)力發(fā)電機(jī)片葉片長(zhǎng)度為30m,所處地域全天風(fēng)速均為7.5m/s,空氣的密度為1.29kg/m3,圓周率π取3.14,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的效率為52%
B.用變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)替換定槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)后,每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)每天能多發(fā)電7200kW?h
C.無(wú)論采用變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)還是定槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī),每臺(tái)發(fā)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)化的空氣動(dòng)能均為7.69×105J
D.若煤的熱值為3.2×107J/kg那么一臺(tái)變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)每小時(shí)獲得的風(fēng)能與完全燃燒45kg煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當(dāng)
【分析】每秒鐘吹過(guò)每個(gè)葉片上的空氣看做一個(gè)圓柱體,據(jù)風(fēng)速和時(shí)間可計(jì)算出空氣在這段時(shí)間內(nèi)所走的路程,而后據(jù)葉片的面積可計(jì)算成這段空氣柱的體積,在據(jù)密度公式可以計(jì)算出這段時(shí)間吹過(guò)每個(gè)葉片的空氣的質(zhì)量。然后由動(dòng)能的表達(dá)式求出發(fā)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)化的空氣動(dòng)能,結(jié)合發(fā)電機(jī)的功率求出發(fā)電機(jī)的效率;
根據(jù)W=Pt求出預(yù)計(jì)每小時(shí)變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)每小時(shí)獲得的風(fēng)能,由于燃燒煤所產(chǎn)生的熱量與上面的發(fā)電量是相等的,故據(jù)公式Q=mq的變形公式可計(jì)算出每小時(shí)可節(jié)約的煤的質(zhì)量。
【解答】解:A、C、在一秒鐘內(nèi)空氣所走的路程是:L=7.5m;
此時(shí)該部分空氣的體積為V=SL=πR2?L=3.14×302×7.5m3=21195m3,
故此時(shí)吹過(guò)葉片的空氣的質(zhì)量是:m=ρV=1.29kg/m3×21195m3=27342kg;
每秒鐘通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的空氣的動(dòng)能:
代入數(shù)據(jù)可得:Ek=7.69×105J
由圖可知,當(dāng)風(fēng)速為7.5m/s時(shí),變槳發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為400kW=4×105W,所以其發(fā)電效率:η=×100%=×100%≈52%.故A正確,C正確;
B、由圖可知在風(fēng)速為7.5m/s時(shí),定槳發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為100kW,則變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)替換定槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)后,每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)每天能多發(fā)電:
W=△P?t=(400﹣100)kW×24h=7200kW?h.故B正確;
D、一臺(tái)變槳距控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)每小時(shí)獲得的風(fēng)能為:E=Ek×3600=7.69×105×3600=2.77×109J
需要消耗煤的質(zhì)量:=86.6kg。故D錯(cuò)誤
本題選擇不正確的
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題是一道電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)的綜合計(jì)算題,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用,涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,屬于常見(jiàn)題型。
9.(南昌期末)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)
B.第一類永動(dòng)機(jī)和第二類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律
C.大霧天氣學(xué)生感覺(jué)到教室潮濕,說(shuō)明教室內(nèi)的絕對(duì)濕度較大
D.一定質(zhì)量的單晶體在熔化過(guò)程中分子勢(shì)能一定是增大的
【分析】布朗運(yùn)動(dòng)既不是顆粒分子的運(yùn)動(dòng),也不是液體分子的運(yùn)動(dòng),而是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映;
第一類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律,而第二類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了熱力學(xué)第二定律。
在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越大,水氣蒸發(fā)也就越慢,人就感受到越潮濕;
單晶體在熔化過(guò)程中吸熱熱量但溫度不變,故分子熱能增加。
【解答】解:A、懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)是花粉顆粒的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng),反映了水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、第一類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律,而第二類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因并不是違背了能量守恒定律,而是違背了熱力學(xué)第二定律,故B錯(cuò)誤;
C、相對(duì)濕度為某一被測(cè)蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù),大氣中相對(duì)濕度越大,水氣蒸發(fā)也就越慢,人就感受到越潮濕,故大霧天氣學(xué)生感覺(jué)到教室潮濕,說(shuō)明教室內(nèi)的相對(duì)濕度較大,故C錯(cuò)誤;
D、一定質(zhì)量的單晶體在熔化過(guò)程中溫度不變,因吸收熱量,分子勢(shì)能一定是增大的,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)、熱力學(xué)第二定律、晶體、濕度等基本概念的理解。要注意布朗運(yùn)動(dòng)既不是顆粒分子的運(yùn)動(dòng),也不是液體分子的運(yùn)動(dòng),而是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。
10.(杭州期末)隨著“共享單車”的持續(xù)火熱,“共享汽車”也悄然出現(xiàn)。下表是某種共享汽車的主要參數(shù)根據(jù)上述信息,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.工作時(shí),電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能
B.電池容量44kW?h指的是汽車電池充滿電時(shí)的電量
C.標(biāo)準(zhǔn)承載下,電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛10min的耗電量為3kW?h
D.若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車速度能達(dá)120km/h,則汽車電動(dòng)機(jī)最大輸出功率不小于30kW
【分析】工作時(shí),電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,kW?h是電能單位;根據(jù)P=Fv求出勻速行駛式的功率,由W=pt求出消耗的電能。
【解答】解:A、工作時(shí),電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;
B、電池容量44kW?h指的是汽車電池充滿電時(shí)的電能,故B錯(cuò)誤;
C、標(biāo)準(zhǔn)承載下,電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛時(shí),F(xiàn)=0.09mg,功率P=Fv=0.09mgv=18kW,如果電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí),根據(jù)W=Pt=3kW?h,但實(shí)際過(guò)程中電能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以耗電量大于3kW?h,故C錯(cuò)誤;
D、若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車速度能達(dá)120km/h,功率P=Fv=0.09mgv2=30000W=30kW,則汽車電動(dòng)機(jī)最大輸出功率不小于30kW,故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查汽車的功率問(wèn)題,關(guān)鍵在于明確汽車勻速行駛時(shí)牽引力等于摩擦力,根據(jù)P=Fv求出最大功率;注意計(jì)算時(shí)還要聯(lián)系實(shí)際。
11.(越城區(qū)校級(jí)月考)電動(dòng)車以電力為能源,一般使用鉛酸電池或鋰離子電池進(jìn)行供電;太陽(yáng)能電動(dòng)車在此基礎(chǔ)上,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能對(duì)車供電,很大程度上降低了電動(dòng)車的使用成本,而且非常環(huán)保。太陽(yáng)能電動(dòng)車能量管理系統(tǒng)軟件程序不僅要能夠監(jiān)測(cè)和記錄傳感器的輸入,而且還應(yīng)包括有電動(dòng)源組在內(nèi)的電動(dòng)汽車功能模塊,這個(gè)模塊系統(tǒng)以電動(dòng)源組、控制系統(tǒng)和負(fù)載為主要對(duì)象,通過(guò)優(yōu)化計(jì)算,可以使電動(dòng)車在任何速度和負(fù)載下都達(dá)到最佳的運(yùn)行效率。現(xiàn)假設(shè)太陽(yáng)能電動(dòng)車的電能可以全部輸出且輸出功率恒定,已知太陽(yáng)光垂直照射到地面上時(shí),單位面積的輻射功率為P0,太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為n,電池板面積為S,太陽(yáng)能電動(dòng)車質(zhì)量為m,在水平公路上行駛時(shí)所受的阻力恒定,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,太陽(yáng)能電動(dòng)車達(dá)到了最大行駛速度vm.在時(shí)間t內(nèi)太陽(yáng)能電動(dòng)車行駛的距離為( )
A.
B.
C.
D.
【分析】先求出電動(dòng)車的最大功率為P=nP0S,當(dāng)牽引力和阻力相等時(shí),有最大速度vm,利用vm=,可以求出f,再根據(jù)動(dòng)能定理可以求出在時(shí)間t內(nèi)太陽(yáng)能電動(dòng)車行駛的距離。
【解答】解:電動(dòng)車的最大功率為P=nP0S,當(dāng)牽引力和阻力相等時(shí),有最大速度vm,vm=,得f=,由動(dòng)能定理得:nP0St﹣=,解得:x=.故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了功率、動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn):這道題機(jī)動(dòng)車以恒定功率啟動(dòng)問(wèn)題,當(dāng)牽引力和阻力相等時(shí),有最大速度vm,vm=。
12.(廣西學(xué)業(yè)考試)電動(dòng)機(jī)工作的目的是為了將電能轉(zhuǎn)化為( )
A.內(nèi)能B.化學(xué)能C.光能D.機(jī)械能
【分析】掌握電動(dòng)機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化的方向;
電動(dòng)機(jī)是根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用制成的,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【解答】解:電動(dòng)機(jī)是利用了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)工作的,電動(dòng)機(jī)有電源,在工作中消耗了電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電動(dòng)機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化的方向,在生活中要注意分析積累各機(jī)械所用到的物理知識(shí)。
13.(諸暨市期末)一臺(tái)大型電磁鐵在工作時(shí)電壓為400V,電流為200A,有20%的電能轉(zhuǎn)化為熱能。如果產(chǎn)生的熱量用水冷卻,水的進(jìn)口溫度為20℃,要使水的出口溫度不超過(guò)80℃,則水的最小流量約為(已知水的比熱容為4.2×103J/kg?℃)( )
A.0.6L/minB.3.8L/minC.19L/minD.228L/min
【分析】求出每秒鐘電能轉(zhuǎn)化的熱能,設(shè)水的最小流量為V,根據(jù)Q=cm△t進(jìn)行求解。
【解答】解:每秒鐘電能轉(zhuǎn)化的熱能為:
Q=UIt=400×200×1J=80000J;
水的最小流量為V,則有:
m=ρV
則有:Q=cm△t
解得:V==m3/s=19L/min,故C正確、ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查能量的計(jì)算,知道流量是單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的體積,根據(jù)能量關(guān)系進(jìn)行解答。
14.(寧夏學(xué)業(yè)考試)下述做法能改善空氣質(zhì)量的是( )
A.以煤等燃料作為主要生活燃料
B.利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能等干凈能源替代化石能源
C.鼓勵(lì)私人購(gòu)買和使用汽車代替公交車
D.限制使用電動(dòng)車
【分析】改善空氣質(zhì)量最根本的是減少污染氣體排放,例如減少?gòu)U氣、廢水、廢渣,減少C02的排放等,多使用清潔能源,少使用化石能源。
【解答】解:A、以煤作為主要生活燃料會(huì)產(chǎn)生大量污染物,如:C0、C02、S02等有害氣體,污染大氣,溫室效應(yīng)、導(dǎo)致酸雨等環(huán)境問(wèn)題,故A錯(cuò)誤;
B、利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等替代化石能源可以減少有害氣體的排放,解決能源問(wèn)題的最佳方法是開發(fā)新能源(如風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能、水能、核能、生物質(zhì)能等),故B正確;
C、汽車尾氣中含有氮氧化物和硫氧化物,會(huì)嚴(yán)重污染大氣,汽車越多,則污染越嚴(yán)重,故C錯(cuò)誤;
C、D、使用電動(dòng)車不會(huì)產(chǎn)生污染,故限制使用電動(dòng)車不能改善空氣質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查環(huán)境污染問(wèn)題,到目前為止已經(jīng)威脅人類生存并已被人類認(rèn)識(shí)到的環(huán)境問(wèn)題主要有:全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、淡水資源危機(jī)、能源短缺、森林資源銳減、土地荒漠化、物種加速滅絕、垃圾成災(zāi)、有毒化學(xué)品污染等眾多方面。
二.多選題(共10小題)
15.(紹興期末)關(guān)于能源的開發(fā)和利用,下列觀點(diǎn)正確的是( )
A.能源是有限的,無(wú)節(jié)制地使用常規(guī)能源,是一種盲目的短期行為
B.根據(jù)能量守恒定律,能源是取之不盡、用之不竭的
C.能源的開發(fā)和利用,必須同時(shí)考慮其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
D.不斷開發(fā)新能源,是緩解能源危機(jī)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要途徑
【分析】可再生能源是指風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能源?br>化石能源是指煤、石油、天然氣等資源。
同時(shí)我們要注意節(jié)約能源,充分利用可再生能源。
【解答】解:A、能源是有限的,比如常規(guī)能源,所以無(wú)節(jié)制地利用常規(guī)能源是一種盲目的短期行為,故A正確。
B、能量都轉(zhuǎn)化為不能利用或不易利用的能源,所以這樣會(huì)減少可利用資源的數(shù)量,因此應(yīng)該節(jié)約能源,故B錯(cuò)誤。
C、能源的開發(fā)和利用,必須同時(shí)考慮其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,故C正確。
D、不斷開發(fā)新能源是緩解能源危機(jī)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要途徑也是根本途徑,故D正確。
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查可再生能源和不可再生能源特點(diǎn)的了解,重點(diǎn)在于讓我們認(rèn)識(shí)能源,正確使用能源。
16.(朝陽(yáng)區(qū)模擬)下列關(guān)于能量守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是( )
A.某種形式的能減少,一定不存在其他形式的能增加
B.某個(gè)物體的能量減少,必然有其他物體的能量增加
C.不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)械﹣﹣永動(dòng)機(jī)不可能制成
D.石子從空中落下,最后停止在地面上,說(shuō)明機(jī)械能消失了
【分析】根據(jù)能量守恒定律的內(nèi)容進(jìn)行分析,明確能量之間的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律.
【解答】解:A、由能量守恒定律可知,某種形式的能量減少,必然有其他形式的能增加;故A錯(cuò)誤;
B、由能量守恒定律可知,某個(gè)物體能量減少,必然有其他物體能量增加;故B正確;
C、永動(dòng)機(jī)不可能制成,因?yàn)樗`背了能量守恒定律;故C正確;
D、石子從空中下落時(shí),停止在地面上,機(jī)械能減少,但沒(méi)有消失;故D錯(cuò)誤;
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律,要注意明確能量可以以不同的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,也可以在不同物體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移.
17.(馬關(guān)縣校級(jí)月考)關(guān)于能量守恒定律,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
B.能量的形式多種多樣,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化
C.一個(gè)物體能量增加,必然伴隨著別的物體能量減少
D.能量守恒定律證明了能量既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消失
【分析】能量即不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能的總量是保持不變的。
【解答】解:A、能量守恒定律既適用能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,又適用于能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程,故A錯(cuò)誤;
B、能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化,故B正確;
C、一個(gè)物體能量增加,必然伴隨著別的物體能量減少,在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能的總量是保持不變的,故C正確;
D、能量守恒定律證明了能量既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消失,故D正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了能量守恒定律知識(shí),知道并理解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是解決該題的關(guān)鍵。
18.(南崗區(qū)校級(jí)期中)下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中正確的是( )
A.不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量并把它全部用來(lái)做功,而不引起其他的變化
B.只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn),就可以使內(nèi)燃機(jī)的效率達(dá)到100%
C.滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)的進(jìn)行
D.熱量可能從低溫物體傳給高溫物體
【分析】熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,在外界的影響下熱量也可能從低溫物體傳遞到高溫物體。功可以全部轉(zhuǎn)化為熱,但熱不能全部轉(zhuǎn)化為功。結(jié)合熱力學(xué)第二定律分析。
【解答】解:A、根據(jù)熱力學(xué)第二定律知,不可能從單一熱庫(kù)源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功,而不引起其他變化,故A正確。
B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律,知功可以全部轉(zhuǎn)化為熱,但熱不能全部轉(zhuǎn)化為功,所以內(nèi)燃機(jī)的效率不可能達(dá)到100%.故B錯(cuò)誤。
C、滿足能量守恒定律的過(guò)程,若違反熱力學(xué)第二定律,也一定不能實(shí)現(xiàn),如第二類永動(dòng)機(jī)。故C錯(cuò)誤。
D、在外界的影響下,熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體,如電冰箱。故D正確;
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查熱力學(xué)第二定律,其中關(guān)于熱力學(xué)第二定律的幾種不同的說(shuō)法,一定要理解并牢記。同時(shí)要搞清兩類永動(dòng)機(jī)失敗的原因。
19.(沭陽(yáng)縣期中)2020年5月,我國(guó)首次海域“可燃冰”試采成功。可燃冰是一種藏在深海海底的新型能源,1m3可燃冰可轉(zhuǎn)化為164m3的天然氣和0.8m3的水,下列關(guān)于可燃冰說(shuō)法正確的是( )
A.“可燃冰”是不可再生能源
B.“可燃冰”屬于可再生能源
C.1m3可燃冰比0.8m3的水質(zhì)量小
D.相同體積的可燃冰和天然氣完全燃燒后,可燃冰釋放的熱量多
【分析】明確能源的分類標(biāo)志,知道可燃冰為不可再生能源;同時(shí)明確可燃冰的密度和熱值的基本性質(zhì)即可正確求解。
【解答】解:AB、可燃冰一次能源,還屬于不可再生能源,故A正確,B錯(cuò)誤;
C、可燃冰的密度大于水的密度,且1m3可燃冰的體積大于0.8m3水的體積,由m=ρV可知,可燃冰的質(zhì)量較大;故C錯(cuò)誤;
D、“可燃冰”的熱值大于天然氣的熱值,相同相同體積的條件下,由Q=qV可知,完全燃燒時(shí)可燃冰放出的熱量多;故D正確。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】本題通過(guò)能源﹣可燃冰考查了對(duì)能源、密度、熱值等知識(shí)的理解和應(yīng)用,要充分理解可燃冰的性質(zhì)方面的知識(shí),只有這樣才能對(duì)相關(guān)方面的問(wèn)題做出正確的判斷。
20.(花山區(qū)校級(jí)模擬)下列說(shuō)法正確的是( )
A.凡是不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)構(gòu)想,都是能夠?qū)崿F(xiàn)的
B.做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是等效的,這表明要使物體的內(nèi)能發(fā)生變化,既可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)
C.保持氣體的質(zhì)量和體積不變,當(dāng)溫度升高時(shí),每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多
D.溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大,但并非所有分子的速率都增大
E.在水池中,一個(gè)氣泡從池底浮起,此過(guò)程可認(rèn)為氣泡的溫度不變,氣泡內(nèi)氣體為理想氣體,則外界對(duì)氣泡做正功,同時(shí)氣泡吸熱
【分析】與熱學(xué)有關(guān)的過(guò)程都有一定的方向性;做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能;根據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義分析壓強(qiáng)的變化;溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志;根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判斷氣泡做功的情況.
【解答】解:A、第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律,但違反熱力學(xué)第二定律,不能夠?qū)崿F(xiàn),故A錯(cuò)誤;
B、做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的效果上是等效的,表明要使物體的內(nèi)能發(fā)生變化,既可以通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn),故B正確;
C、保持氣體的質(zhì)量和體積不變,當(dāng)溫度升高時(shí),分子平均速率增大,每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多,故C正確;
D、溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大,分子的平均速率越大,這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,具體到個(gè)別分子,其速率的變化不確定,因此仍可能有分子的運(yùn)動(dòng)速率非常小,故D正確;
E、隨著氣泡的上升,壓強(qiáng)減小,因?yàn)闇囟炔蛔?,根?jù)=C可知,體積增大,氣泡對(duì)外界做正功,根據(jù)△U=W+Q可知,溫度不變時(shí),△U不變,又W<0,所以Q>0,即氣泡吸熱,故E錯(cuò)誤。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查熱力學(xué)第二定律、改變內(nèi)能的方式、壓強(qiáng)的微觀意義、熱力學(xué)第一定律等3﹣3的知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容,這一部分的內(nèi)容都是一些記憶性的知識(shí)點(diǎn),在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要注意多加積累.
21.(淮安期末)關(guān)于能量和能源,下列說(shuō)法正確的是( )
A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中,其總量會(huì)不斷減少,所以要節(jié)約能源
B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中,其總量會(huì)不斷增加,所以沒(méi)有必要節(jié)約能源
C.能量在轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)移過(guò)程中,其總量保持不變
D.在能源的利用過(guò)程中,能源在可利用的品質(zhì)上降低了
【分析】能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量既不會(huì)增加,也不會(huì)減少,品質(zhì)越來(lái)越差,且現(xiàn)有可利用的能源有限能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中,其總量有可能增加,而高品質(zhì)的能源會(huì)減少。
【解答】解:ABC、根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量既不會(huì)增加,也不會(huì)減少。故AB錯(cuò)誤,C正確;
D、能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中,其總量保持不變,但品質(zhì)越來(lái)越差,即可利用率越來(lái)越低,故必需節(jié)約能源。故D正確。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查能量守恒定律以及能源的開發(fā)和利用,只要理解了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,并且明白能量的轉(zhuǎn)化具有方向性即可解決此類題目
22.(東莞市校級(jí)期末)我國(guó)水能資源的特點(diǎn)不正確的是( )
A.資源量大,居世界第一位
B.分布不均勻,大部分集中在西南地區(qū)
C.大型水電站比重大
D.東部沿海地區(qū)水能資源豐富
【分析】明確水能資源的定義,知道我國(guó)水能資源的主要特點(diǎn),明確我國(guó)水電站所占整個(gè)國(guó)家電能的比重較?。?br>【解答】解:A、我國(guó)水能資源只能居于世界第6倍,故A不正確;
B、我國(guó)水次源分布不均勻,大部分集中在西南地區(qū),故B正確;
C、我國(guó)大型水電站所占比重較小,目前以火電為主,故C不正確;
D、東部沿海地區(qū)由于落差較小,故水能資源貧乏,故D不正確。
本題選不正確的,故選:ACD
【點(diǎn)評(píng)】本題考查我國(guó)有關(guān)水能資源的了解,要注意明確水能資源的特點(diǎn),明確我國(guó)水能資源應(yīng)用的發(fā)展方向.
23.(珠暉區(qū)校級(jí)期末)下列關(guān)于能量說(shuō)法正確的是( )
A.化學(xué)能是由于化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的能量
B.核能是由于核反應(yīng),物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量
C.可再生能源就是可以長(zhǎng)期提供或可以再生的能源
D.能量是守恒的,因此我們不需要節(jié)約能源
【分析】化學(xué)能是分子結(jié)構(gòu)被破壞而釋放的能量.
核反應(yīng)是原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化產(chǎn)生的能量.
可再生能源是指自然界中可以不斷利用、循環(huán)再生的一種能源;短時(shí)間能不能再生的是不可再生能源.
能量石守恒的,但并不是都可以循環(huán)利用的.
【解答】解:A、化學(xué)能是由于化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)被破壞,變?yōu)榱硪环N物質(zhì)而產(chǎn)生而釋放的能量,故A正確。
B、核能是由于核反應(yīng)中物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而釋放出能量,如重核裂變,輕核聚變等,故B正確。
C、可再生能源是指自然界中可以不斷利用、循環(huán)再生的一種能源。人類近代社會(huì)大規(guī)模開發(fā)利用的煤炭、石油、天然氣等化石能源,其能量來(lái)源實(shí)際上也是源自太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化,但它們是地球在遠(yuǎn)古時(shí)期的演化化過(guò)程中形成和儲(chǔ)存下來(lái)的,對(duì)于我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)一旦用完短時(shí)間就無(wú)法恢復(fù)和再生,因此屬于不可再生的能源資源。故C錯(cuò)誤。
D、能量雖然守恒,但使用之后并不是都可以循環(huán)利用,故要節(jié)約能源,故D錯(cuò)誤。
故選:AB。
【點(diǎn)評(píng)】關(guān)鍵是弄清楚可再生能源與不可再生能源的區(qū)別,不能以為只要是可以再生的就叫可再生能源,如煤炭、石油、天然氣等化石能源.
24.(順義區(qū)期末)下列能源屬于清潔能源的是( )
A.石油B.風(fēng)能C.煤炭D.太陽(yáng)能
【分析】明確清潔能源的性質(zhì),再根據(jù)風(fēng)能、煤、石油、太陽(yáng)能在使用時(shí)的產(chǎn)物和對(duì)環(huán)境的影響,進(jìn)行分析判斷.
【解答】解:A、石油燃燒時(shí)能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物,不屬于清潔能源,故A錯(cuò)誤。
B、風(fēng)能在使用時(shí),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,屬于清潔能源,故B正確。
C、煤在燃燒時(shí)能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物,不屬于清潔能源,故C錯(cuò)誤。
D、太陽(yáng)能在使用中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,故屬于清潔能源,故D正確;
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】能源與環(huán)境問(wèn)題,是社會(huì)的熱點(diǎn),也是物理所考查的熱點(diǎn),了解能源的分類、能源使用對(duì)環(huán)境的影響、新能源開發(fā)利用等是正確解答此類題的關(guān)鍵.
三.填空題(共3小題)
25.(黃浦區(qū)校級(jí)期中)目前測(cè)得的太陽(yáng)常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為n0(太陽(yáng)常數(shù)是指平均日地距離時(shí),在地球大氣層上界垂直于太陽(yáng)輻射的單位面積上、單位時(shí)間內(nèi)所接受的太陽(yáng)輻射能,其單位為(W/m2)。地球半徑為R,太陽(yáng)中心與地球之間的距離為L(zhǎng),且射到大氣頂層的太陽(yáng)能只有50%能達(dá)到地面,其余被大氣吸收和反射,無(wú)法達(dá)到地面。用上述字母表示:太陽(yáng)輻射的總功率為 4n0πL2 ,太陽(yáng)每秒輻射到地面的總能量為 0.5n0πR2 。(球體面積公式:S=4πR2)
【分析】根據(jù)太陽(yáng)常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值n0與太陽(yáng)輻射面積的乘積,來(lái)求太陽(yáng)輻射的總功率。
根據(jù)太陽(yáng)輻射到地球大圓面積上的總能量與效率的乘積來(lái)求太陽(yáng)每秒輻射到地面的總能量。
【解答】解:太陽(yáng)常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為n0,太陽(yáng)中心與地球之間的距離為L(zhǎng),則太陽(yáng)輻射的總功率為:
P=n0?4πL2=4n0πL2
太陽(yáng)光射到地球時(shí)可認(rèn)為是平行光,則太陽(yáng)每秒輻射到地面的總能量為:
E=n0?πR2?50%=0.5n0πR2
故答案為:4n0πL2,0.5n0πR2。
【點(diǎn)評(píng)】本題首先要讀題意,理解太陽(yáng)常數(shù)n0的含義,明確太陽(yáng)能分布情況,結(jié)合幾何關(guān)系研究。
26.(陸豐市校級(jí)期末)自然界有無(wú)窮無(wú)盡的能源,如石油、太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能等,其中屬于不可再生的能源的是 石油 .
【分析】按能源的基本形態(tài)分類,能源可分為一次能源和二次能源.一次能源,即天然能源,指在自然界現(xiàn)成存在的能源,如如煤炭、石油、天然氣、水能等.二次能源指由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品,如電力、煤氣、蒸汽及各種石油制品等.一次能源又可分為可再生能源(水能、風(fēng)能及生物質(zhì)能)和非再生能源(煤炭、石油、天然氣、油頁(yè)巖等).
【解答】解:凡是可以不斷得到補(bǔ)充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱之為可再生能源,風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能是可再生能源;經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年形成的、短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)的能源,稱之為非再生能源,石油,隨著大規(guī)模地開采利用,其儲(chǔ)量越來(lái)越少,總有枯竭之時(shí).
故答案為:石油.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查能源的分類,關(guān)鍵是明確可再生能源和不可再生能源的概念,基礎(chǔ)題目.
27.(陸豐市校級(jí)期末)不同形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,我們所消耗的能量,大部分是 太陽(yáng)能 輻射到地球后轉(zhuǎn)化而來(lái)的.
【分析】根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化守恒定律分析即可.
【解答】解:我們所消耗的能量,大部分是太陽(yáng)能輻射到地球后轉(zhuǎn)化而來(lái)的.
故答案為:太陽(yáng)能.
【點(diǎn)評(píng)】解決此題的關(guān)鍵是知道我們所消耗的能量,大部分是來(lái)自太陽(yáng)能.
空車質(zhì)量
800kg
電池容量
44kW?h
標(biāo)準(zhǔn)承載
200kg
最大續(xù)航(充滿電最大行駛路程)
200km
所受阻力與汽車總重比值
0.09

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