高中物理教科版 (2019)必修 第三册1 能量 能量守恒定律优秀课时练习

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第三册1 能量 能量守恒定律优秀课时练习，共5页。试卷主要包含了2×104W B．1，6×105W D．5等内容，欢迎下载使用。
课时把关练第1节 能量  能量守恒定律
1. 物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下，物体机械能的变化情况是（　　）A.匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C.由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况D.三种情况中，物体的机械能均增加2．下列关于能量守恒定律的认识不正确的是（　　）A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，不可能制成D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明能量消失了3．太阳能光伏发电是一种新型清洁能源。如图所示，是装在农家屋顶上的10块多晶硅太阳能电池板，每块尺寸：长1.6m、宽1.0m。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳辐射能约，电池板的光电转化效率约，平均每天等效日照时间，则1年可发电约（　　）A．   B． C．   D．4．某地区的风速是10m/s，空气的密度为1.3kg/m3，若使风力发电机的转动的风通过截面积为400m2，且风能的20%可转化为电能，则发电功率是（　　）A．5.2×104W   B．1.04×105W C．2.6×105W   D．5.2×105W5．风能是一种新能源，国内外都很重视利用风力来发电。某风力发电机的发电效率，其风轮机旋转过程中接收风能的有效面积S=400m2，某高山顶部年平均风速为v=10m/s，一年内有效的发电时间约为5500小时（合），已知空气密度，该风力发电机一年的发电量约为（　　）A．   B． C．   D．6．如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为（　　）A．2.7kW    B．16.3kW C．27kW     D．163kW7. 据外媒报道，瑞士的一家采石场正在运营着一辆自重45吨的自卸式电动卡车，令人惊讶的是，该卡车从来不需要充电。关于此报道，下列说法正确的是（　　）A.这辆卡车的工作应该是满载下山，卸货后空载上山B.这辆卡车的工作应该是空载下山，装货后满载上山C.这违反了能量守恒定律，一定是假新闻D.这辆卡车一定有燃油发动机提供额外动力8. 某成年男子正在进行减肥训练，反复地将总质量为50kg的杠铃从地板举过头顶，他每分钟能够完成三个这样的动作。已知燃烧1g脂肪能提供39kJ的能量，其中有10%用于举杠铃的能量，忽略将杠铃放下时消耗的脂肪，那么减掉0.5kg脂肪所需时间约为（　　）A．1.2h B．5.2h C．11h D．33h9．有一额定电流为2A的直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，在正常工作时对外做功的功率为6W，则在正常工作时，电动机（　　）A．两端的电压为1V B．两端的电压为3VC．发热的功率为4W D．消耗的电功率为8W10. 某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费。于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能。设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10m，且保持不变，当水龙头放出一吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为（取g＝9.8m/s2）（　　）A．4000J       B．98000JC．588000J   D．39200J11.如图所示，将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，使两端分别固定在罐盖和罐底上。将该装置从不太陡的斜面上释放，会观察到什么现象？请你做一做，并从能量转化与守恒的角度加以解释。               12.几位同学一起讨论过山车的设计。甲同学说，每一个坡的顶点必须低于它前面那一个坡的顶点；乙同学说，只要第一个坡顶最高就可以了，其他坡顶高度无所谓。你是怎么认为的？              13.水能是可再生能源，可为人类提供清洁的能源。如果一水力发电站水的平均流量为Q（m3/s），落差为h，发电效率为η，则全年发电量是多少千瓦时？                          14.某辆以蓄电池为驱动能源的电动汽车的总质量m=3×103 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50 A，电压U=300 V。在此行驶状态下：（1）求驱动电机的输入功率P电。（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重之比（g取10 m/s2）。（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W，太阳到地球的距离r=1.5×1011 m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述对设想的思考。                                15.风能是一种能被大规模开发的可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机叶片、齿轮箱、发电机等，如图5-7所示。（1）利用总电阻R=10 Ω的线路输送风力发电机产生的电能，输送功率P总=300 kW，输电电压U=10 kV，求导线上损失的功率与输送功率之比。（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接收风能的面积，设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的风能P风。在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接收的风能，可采取哪些措施？（3）已知风力发电机输出的电功率P与P风成正比，某风力发电机在风速v1=9 m/s时，能够输出电功率P1=540 kW。我国某地区风速不低于v2=6 m/s的时间每年约5 000 h，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。    
课时把关练第1节               能量  能量守恒定律参考答案1.D   2. D  3.B  4.A   5.C   6.B   7.C  8.C  9.D   10.D   11.解：铁罐从不太陡的斜面上滚下的过程中，铁罐（包含小铁块）先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增大；下面一段的滚动主要是重力势能和铁罐动能减小，橡皮筋的弹性势能增大。滚到最低处时，橡皮筋的形变量最大，在橡皮筋恢复原状的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，铁罐先慢后快，再由快到慢滚到最高点，伴随着能量的转化：首先是橡皮筋弹性势能的减小，铁罐的动能和重力势能增大，然后是橡皮筋的弹性势能、铁罐动能减小，铁罐的重力势能增大。12. 解：甲同学的设计理念正确。过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置给它提供动力。在过山车沿轨道上下运行过程中，由于空气阻力、摩擦力做功而不断消耗机械能，所以过山车依次通过的最大高度会一次比一次低。13. 解：全年水流量V=Q×3 600×24×365 m3≈3.15Q×107 m3，这些水的势能Ep=mgh=ρVgh=1×103×3.15Q×107×9.8×h≈3.09Qh×1011 J。全年发电量E=ηEp=3.09Qhη×1011 J≈8.58Qhη×104 kW·h。此题是水力发电的原理及能量转化的问题14. 解：（1）驱动电机的输入功率P电=UI=300×50 W=1.5×104 W。（2）设F为牵引力，Ff为阻力，由功率计算式，得P机=Fv，汽车匀速运动，由平衡条件，得F=Ff。由题意，有P机=0.9P电。联立解得Ff=，又v=36 km/h=10 m/s。则汽车所受阻力与车重的比值====0.045。（3）当阳光垂直电池板射入时，所需电池板面积最小，设其为S。由题意知·S·15%=P电。故所需的太阳能电池板的最小面积S== m2≈101 m2。电机的输出功率即汽车的牵引力功率，P=F·v，P一定时F最小，则v最大。15. 解：（1）导线上损失的功率P=I 2R=×10 W=9 kW。导线上损失的功率与输送功率的比值==0.03。（2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向风轮机叶片旋转面积的气体质量为ρvS=πρvr2，风能的最大功率P风==，从该表达式可知，为增大P风，可采取措施：增加风轮机叶片长度；安装调向装置，保持风轮机正面迎风；等等。（3）根据题意，风力发电机的输出功率P2=·P1=×540 kW=160 kW，最小年发电量W=P2t=160×5 000 kW·h =8×105 kW·h。本题联系实际考查电能输送过程中在输电线上的热损耗；如何提高风能的利用率及输出功率的运算问题；能量的转化和守恒问题。