2024_2025学年新教材高中物理第五章电能与能源的可持续发展第二三四节能源的利用方式能量的转化与.docVIP

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能源的利用方式能量的转化与守恒能源与环境

(15分钟·30分)

一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)

1.下列关于能源的说法正确的是 ()

A.石油、自然气、核能都是新能源

B.新能源是指新开采出来的能源

C.一次能源是干脆来源于自然界的能源

D.石油是可再生能源

【解析】选C。石油、自然气属于常规能源,不是新能源,故A错误;新能源是指新近才起先运用的能源,故B错误;一次能源是干脆来自自然界而未经加工转化的能源,如石油,故C正确;石油属于化石能源,不行再生,故D错误。

2.下列说法中正确的是 ()

A.随着科技的发展,永动机是可以制成的

B.某种形式的能量削减,肯定有其他形式的能量增加

C.能量耗散表明,在能量的转化过程中能的总量渐渐削减

D.不用电池,也不用上发条的“全自动”手表,说明能量可以凭空产生

【解析】选B。永动机违反了能量守恒定律,是不行能制造胜利的,故A错误;依据能量守恒定律,某种形式的能量削减,肯定有其他形式的能量增加,故B正确;能量耗散表明,能量的总量虽然守恒,但其转化和转移具有方向性,故C错误;能量是不行能凭空产生的,故D错误。

3.关于“节约能源”,下面的说法中正确的是 ()

A.奢侈能源,只是奢侈个人的金钱,所以节约能源是毫无意义的

B.奢侈能源,只是奢侈个人的金钱,对整个社会和自然界来讲,反正能量是守恒的,所以就社会而言,节约能源毫无意义

C.自然界中人类能利用的资源有限,且能源的利用过程对环境有污染,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】选C。能量是守恒的,但人类能应用的能源是有限的,若能源削减,个人钱再多也无法买到能源,故A错误;由于人类能利用的能源特别有限,节约能源不仅能使我们许久利用,并且可以减小由于常规能源在运用中带来的污染等,故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响;故C正确,B、D错误。

4.如图所示,一个粗细匀称的U形管内装有同种液体,液体质量为m。在管口右端用盖板A密闭,两边液面高度差为h,U形管内液体的总长度为4h,先拿去盖板,液体起先运动,由于管壁的阻力作用,最终管内液体停止运动,则该过程中产生的内能为 ()

A.mghB.mgh

C.mgh D.mgh

【解析】选A。

去掉右侧盖板之后,液体向左侧流淌,最终两侧液面相平,液体的重力势能削减,削减的重力势能转化为内能。如图所示,最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中,即增加的内能等于该液柱削减的重力势能,则Q=mg·h=mgh,则A正确,B、C、D错误。

二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)

5.风能是一种很好的再生能源,而且对环境的污染较小,近年来我国在西北地区,建立了很多风力发电厂。如图所示为风力发电的情景。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。已知:空气的密度为ρ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输出的电功率为P,求此过程中:

(1)单位时间内每台风力发电机获得风能的表达式;

(2)风力发电机利用风能的效率表达式。

【解析】(1)由能量转化和守恒定律可知

m=P总t ①

而m=πr2v0tρ ②

把②代入①解得P总=πr2ρ。

(2)η==。

答案:(1)P总=πr2ρ(2)η=

(10分钟·20分)

6.(6分)(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最终停下;流星在夜空中坠落并发出光明的火焰;着陆伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是 ()

A.物体克服阻力做功

B.物体的动能转化为其他形式的能量

C.物体的势能转化为其他形式的能量

D.物体的机械能转化为其他形式的能量

【解析】选A、D。这四个现象物体运动过程中都受到阻力作用,汽车主要受摩擦阻力,流星、着陆伞受空气阻力,条形磁铁下落受磁场阻力,因而物体都克服阻力做功,A正确;四个物体的运动过程中,汽车是动能转化成了内能,流星、着陆伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能,总之机械能转化成了其他形式的能,D正确。

7.(14分)如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木块以肯定的初速度向右匀速运动,将质量为m的小铁块无初速度地轻放到长木块右端,小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ,当小铁块在长木块上相对长木块滑动L时与长木块保持相对静止,此时长木块对水平面的位移为l,求这个过程中:

(1)小铁块增加的动能;

(2)长木块削减的动能;

(3)系统机械能的削减量;

(4)系统产生的热量。

【解析】

画出这一过程两物体位移示意图,如图所示。

(1)依据动能定理得

μmg(l-L)=ΔEk,即小铁块动能的增加量