1、4.3能量的转化与守恒*4.4能源与可持续发展1.下列说法正确的是()A.随着科技的发展,永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生解析:永动机违背了能量守恒定律,不可能制成,选项A错误;太阳辐射大量的能量,但辐射到星际空间的能量并没有消失,而是转化成了其他形式的能量,选项B错误;马和其他动物,包括人要运动,必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物质能,选项C正确;当人戴着手
2、表活动时,使摆锤不停摆动,给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的走动,选项D错误。答案:C2.关于能的转化与守恒定律,下列说法中错误的是()A.能量能从一种形式转化为另一种形式,但不能从一个物体转移到另一个物体B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化C.一个物体能量增加,必然伴随着别的物体能量减少D.能的转化与守恒定律证明了能量既不会创生,也不会消失解析:能量可以在不同物体之间转移,也可以转化,但能的总量保持不变。答案:A3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是()A.太阳能电能机械能B.太阳能机械能
3、电能C.电能太阳能机械能D.机械能太阳能电能解析:太阳能电池板将太阳的能量转化为电能储存在电池板中,太阳能电池板对小电动机供电,小电动机将电能转化为小电扇快速转动的动能,故A正确,B、C、D错误。答案:A4.2013年8月,在莫斯科世界田径锦标赛上,俄罗斯著名撑竿跳运动员伊辛巴耶娃3次冲击5米07失败,未能完成第29次打破世界纪录的壮举,但依然获得了自己的第三个世锦赛冠军。如图所示为她在比赛中的几个画面,下列说法中正确的是()A.运动员助跑阶段,运动员的动能增加B.撑竿恢复形变时,其弹性势能全部转化为运动员的动能C.在上升过程中运动员先对竿做负功后对竿做正功D.运动员在上升过程中机械能守恒解析
4、:助跑阶段,运动员的速度越来越快,故动能增加,选项A正确;撑竿恢复形变时,其弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,选项B错误;上升过程中,运动员对竿的作用力向下,竿向下弯曲时,运动员对竿做正功,竿在恢复形变时,运动员对竿做负功,选项C错误;上升中,竿的弹性势能转化为运动员的机械能,故选项D错误。答案:A5.如图所示,A、B两球的质量相同,A球系在不可伸长的绳上,B球固定在轻质弹簧上,把两球都拉到水平位置(绳和弹簧均拉直且为原长),然后释放。当A、B两球通过悬点O正下方的C点时,弹簧和绳等长,则此时()A.A、B两球的动能相等B.A球重力势能的减少量大于B球重力势能的减少量C.A球系统的机械能大
5、于B球系统的机械能D.A球的速度大于B球的速度解析:取C点所在水平面为零势能面,则A、B两球初状态机械能相等,B、C项错误;A球的重力势能全部转化为C点时的动能,B球的重力势能转化为B球的动能和弹簧的弹性势能,故在C点有EkAEkB,A项错误,D项正确。答案:D6.如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸,水由通道进入海湾水库蓄水,待水面升至最高点时关闭闸门(如图甲),当落潮时,开闸放水发电(如图乙)。设海湾水库面积为5.0108m2,平均潮差为3.0m,一天涨落潮两次,发电的平均能量转化率为10%,则一天内发电的平均功率约为(p海水取1.0103kg/m3,g取10m/s2)()A.2.61
6、04kWB.5.2104kWC.2.6105kWD.5.2105kW解析:海水的重力势能减少,其中10%转化为电能,一天内提供的重力势能为Ep=2mgh=2Vgh=21.01035.01083.0101.5J=4.51013J。则一天内发电的平均功率为P=Ep10%360024s5.2104 kW。答案:B7.(多选)构建和谐、节约型社会的思想深得民心,也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很好的一例:电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接,当电动车滑行时,就可以向蓄电池充电,其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭充电装置,让
7、车自由滑行,其动能随位移的变化关系如图线所示;第二次启动充电装置,其动能随位移的变化关系如图线所示,则()A.电动车受到的摩擦阻力为50 NB.电动车受到的摩擦阻力为83 NC.第二次启动充电装置,向蓄电池所充的电能是200 JD.第二次启动充电装置,向蓄电池所充的电能是300 J解析:当关闭充电装置,让车自由滑行时,自行车的动能全部用来克服摩擦力做功,转化为内能,有Ek=fs1,解得f=50N;当启动充电装置滑行时,自行车的动能一部分克服摩擦力做功,另一部分转化为蓄电池的电能,根据能量守恒有Ek=fs2+E电,故E电=Ek-fs2=200 J。答案:AC8.如图所示,水平传送带由电动机带动,
8、并始终保持以速度v匀速运动,现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端,过一会儿物块能保持与传送带相对静止,设物块与传送带间的动摩擦因数为,则这一过程中:(1)系统产生的热量为多少?(2)电动机多做的功为多少?解析:(1)物块加速时的加速度a=g,设经过时间t物块和传送带速度相等,则v=at=gt此过程中物块的位移s1=v2t=v22g传送带的位移s2=vt=v2g则系统产生的热量Q=mg(s2-s1)=12mv2。(2)由能的转化和守恒定律可知,电动机多做的功应等于物块增加的动能与系统产生的热量之和,即W=Q+12mv2=mv2。答案:(1)12mv2(2)mv29.(2014北京理综改
9、编)如图所示,竖直平面内的14圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,速率减小为碰前A的速率的一半,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A和B的质量相等;A和B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。重力加速度g取10m/s2。求:(1)碰撞前瞬间A的速率v;(2)A和B整体在桌面上滑动的距离l。解析:(1)滑块从圆弧最高点滑到最低点的过程中,根据机械能守恒定律,有mAgR=12mAvA2vA=2gR=2m/s(2)滑块A与B粘在一起滑行,由题意得v=12v=1m/s根据动能定理,有fl=12(mA+mB)v2其中f=N=(mA+mB)g所以l=0.25m。答案:(1)2m/s(2)0.25m