粤教版 (2019)必修 第三册第三节 能量的转化与守恒习题

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2．C [石油、天然气属于常规能源，不是新能源，故A错误；新能源是指新近才开始使用的能源，故B错误；一次能源是直接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，不可再生，故D错误。]
3．C [能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减少，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非常有限，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等，故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响，故C正确，故B、D错误。]
4．BCD [排放废气浪费能源，引起能量的耗散，但不违反能量守恒定律，故A错误，B正确；当前存在着环境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废气排放等污染治理，故C正确；能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化，故D正确。]
5．ABC [水能和风能是“可再生能源”，A正确；太阳能是清洁能源，B正确；沼气是人们开发的新能源，C正确；核能对环境的污染比常规能源较小，D错误。]
6．AD [这四个现象中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、降落伞受空气阻力，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、降落伞、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，B、C错误。]
7．B [永动机违背了能量守恒定律，是不可能制造成功的，故A错误；根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一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；能量是不可能凭空产生的，故D错误。]
8．A [冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，故A项正确。]
9．解析：(1)由能量转化和守恒定律可知
12mv02＝P总t ①
而m＝πr2v0tρ ②
把②代入①解得P总＝12πr2ρv03。
(2)η＝PP总＝2Pπr2ρv03。
答案：(1)P总＝12 πr2ρv03 (2)η＝2Pπr2ρv03
10．ABC [运动员到达最低点前，因高度一直在减小，故重力势能始终减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，蹦极绳的弹力向上，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，因为只有重力与弹力做功，故运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，D错误。]
11．A [由题意知能量E∝l3，设E＝kl3，k是常数，跳蚤上升过程中，根据能量守恒定律有E＝kl3＝mgh＝ρgl3h，可得k＝ρgh，由于ρ、g不变，k是常数，所以高度h不变，仍为0.3 m，选项A正确。]
12．解析：每天(6 h)太阳能电池板吸收的太阳能
W总＝0.3×3×106×6 J＝5.4×106 J
路灯正常工作，P＝P额＝30 W
正常工作8 h消耗的电能
W＝Pt＝30 W×8×3 600 s＝8.64×105 J
利用太阳能的效率η＝WW总＝8.64×1055.4×106×100%＝16%。
答案：16%
13．解析：(1)飞船着地前瞬间的机械能为
Ek0＝12mv02①
式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。由①式和题给数据得Ek0＝4.0×108J②
飞船进入大气层时的机械能为
Eh＝12mvh2＋mgh③
式中，vh是飞船在高度1.6×105m处的速度大小。由③式和题给数据得Eh≈2.4×1012J。④
(2)方法一(利用功能关系求解)
飞船在高度h′＝600 m处的机械能为
Eh′＝12m(2.0100vh)2＋mgh′⑤
由功能关系得W＝Eh′－Ek0⑥
式中，W是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功。
由②⑤⑥式和题给数据得W≈9.7×108J。
方法二(利用能量守恒定律求解)
飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中，飞船的一部分机械能通过摩擦生热转化为内能，设产生的内能为Q，根据能量守恒定律，可知飞船减少的机械能等于产生的内能，即Q＝Eh'-Ek0
飞船克服阻力做的功W阻等于产生的内能Q，则
W阻＝Q＝Eh′－Ek0≈9.7×108J。
答案：(1)4.0×108J 2.4×1012J (2)9.7×108J
1
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3
4
5
6
7
8
10
11
C
C
C
BCD
ABC
AD
B
A
ABC
A