能源的开发与利用

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物理·必修2(粤教版)
第八节能源的开发与利用
1.下面各组能源中都属于常规能源的是()
A.煤、石油和潮汐能
B.天然气、水能及地热能
C.核能、太阳能及水能
D.煤、石油及天然气
答案:D
2.自行车、电动自行车、普通汽车消耗的能量分别是()
①生物能②核能③电能
④太阳能⑤化学能
A.①④⑤B.①③⑤
C.①②③D.①③④
解析:自行车运行是通过人消耗生物能对自行车做功,生物能转化为机械能;电动自行车是把电能转化为机械能;普通汽车是把化学能转化为机械能.
答案:B
3.如图
所示,流星在夜空中发出明亮的光焰,此时会有人在内心里许下一个美好的愿望.有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的.下列相关说法不正确的是()
A.流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能
B.引力对流星物体做正功则其动能增加,机械能守恒
C.流星物体进入大气层后,重力做正功,摩擦力做负功
D.当流星进入大气层后,动能增加、重力势能减少、机械能减少
答案:B
4.如图所示
,小孩从粗糙滑梯上加速滑下,其机械能的变化情况,下列判断正确的是()
A.重力势能减小,动能不变,机械能减小
B.重力势能减小,动能增加,机械能减小
C.重力势能减小,动能增加,机械能增加
D.重力势能减小,动能增加,机械能不变
解析:小孩加速滑下,速度变大,动能变大;高度不断减小,重力势能减小;下滑过程中与滑梯摩擦生热,一部分机械能转化成内能,导致机械能总量减小.故B项正确.
答案:B
5.某人掷铅球,出手时铅球的动能为150 J.关于人对铅球的做功情况和能量转化情况,下列说法正确的是()
A.人对铅球做的功无法计算
B.人对铅球没有做功,因此没有能量的转化
C.人对铅球做了150 J的功,将体内的化学能转化为铅球的动

D.人对铅球做了150 J的功,将铅球的重力势能转化为铅球的动能
解析:由于人对铅球的作用力是变力,且位移未知,不能用功的公式来计算,可根据功能关系,人对铅球做功,使铅球动能增加,因此,此人对铅球所做的功等于铅球动能的增加,即150 J,将体内的化学能转化为铅球的动能.
答案:C
6.(双选)
在2008北京奥运会上,俄罗斯著名“撑杆跳”运动员伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩第24次打破世界纪录.图为她在比赛中的几个画面.下列说法中正确的是()
A.运动员过最高点时的速度方向水平
B.撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能
C.运动员要成功跃过横杆,其重心必须高于横杆
D.起跳过程是先将动能转化为弹性势能,后将弹性势能转化为重力势能
答案:AD
7.如图所示
,轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止下落,在B位置接触弹簧上端,到C位置时小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列
说法中不正确的是()
A.在B位置小球动能最大
B.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
C.从A→C位置,小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量
D.从A→D位置,小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
答案:A
8.如图所示
装置中,木块通过一细线系在O点,子弹沿水平方向射入木块(子弹射入木块过程时间极短,可认为细线不发生摆动)后留在木块内,接着细线摆过一角度θ.若不考虑空气阻力,对子弹和木块组成的系统,下列说法正确的是()
A.在子弹射入木块的过程中机械能守恒
B.在子弹射入木块后,细线摆动的过程机械能守恒
C.从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒D.无论是子弹射入木块过程,还是子弹射入木块后细线摆动的过程机械能都不守恒
答案:B
9.(双选)如图所示
,传送带以速度v做匀速运动.质量为m的小物体无初速度放在传送带上A端,经一段时间被传送带运到B端,到达B端前已和传
送带保持相对静止.关于上述过程,下列说法中正确的是( )
A .传送带对物体做功为12m v 2
B .传送带克服滑动摩擦力做功12
m v 2 C .传送带与物体间因摩擦而产生的热量为12
m v 2 D .由于传送该物体,电动机多消耗的能量为12
m v 2 答案:AC
10.节能混合动力车是种可利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有质量m =1 000 kg 的混合动力轿车,在平直公路上以v 1=90 km/h 匀速行驶,发动机的输出功率为P =50 kW.当驾驶员看到前方有80 km/h 的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L =
72 m 后,速度变为v 2=72 km/h.此过程中发动机功率的15
用于轿车的牵引,45
用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能.假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.求:
(1)轿车以90 km/h 在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F 阻的大
小;
(2)轿车从90 km/h 减速到72 km/h 过程中,获得的电能E 电;
(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E 电维持72 km/h 匀
速运动的距离L ′.
解析:(1)轿车牵引力与输出功率关系P =F 牵v ,将P =50 kW ,v 1=90 km/h =25 m/s 代入得
F 牵=P v 1=2×103 N. 当轿车匀速行驶时,牵引力与阻力大小相等,有 F 阻=2×103 N
(2)在减速过程中,注意到发动机只有15
P 用于轿车的牵引. 根据动能定理有15Pt -F 阻L =12m v 22-12
m v 12; 解得:Pt =1.575×105 J.
电源获得的电能为E 电=0.5×45
Pt =6.3×104 J. (3)根据题设,轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F 阻=2×103 N.
在此过程中,由能量转化及守恒定律可知,
仅有电能用于克服阻力做功E 电=F 阻L ′
解得L ′=31.5 m.
答案:见解析。