必修二 7.10 能量守恒定律与能源 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 必修二 7.10 能量守恒定律与能源 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 144.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 12:14:20 | ||
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文档简介
必修二 7.10 能量守恒定律与能源 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于能量和能源，下列说法正确的是
A. 化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C. 在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D. 能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了
2. 下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是
A. 高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能
B. 酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C. 发电机发电时，将机械能转化为电能
D. 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
3. 下列关于能源的说法中，正确的是
A. 二次能源是指可重复利用的能源
B. 新能源是指新开采的能源
C. 一次能源是直接来自自然界的能源
D. 石油是二次能源
4. 目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为一种时尚。甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了 模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机 踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图 所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板 有光照时，产生电能，如图 所示。这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是
A. 都是把机械能转化为电能
B. 都是把光能转化为电能
C. 甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
D. 甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能
5. 下列哪些现象属于能量耗散
A. 利用水流能发电，将水能转化为电能
B. 电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C. 电池的化学能转化为电能
D. 火炉把房子烤暖
6. 关于能量和能源，下列表述正确的是
A. 能量可以从一种形式转化为另一种形式
B. 能量不能从一个物体转移到另一个物体
C. 自然界的能量是守恒的，所以人类可以利用的能源永不枯竭
D. 能源在利用过程中存在能量耗散现象，这表明自然界的能量不守恒
7. 奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，这个过程中能量关系描述正确的是
A. 加速助跑过程中，运动员的动能和重力势能不断增加
B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减小
C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能和动能之和保持不变
D. 运动员到达横杆正上方时，动能为零
8. 关于能源的开发和利用，下列说法正确的是
A. 能源是无限的，煤、石油、天然气是足够人们开采的
B. 根据能量守恒定律，担心能源枯竭就是杞人忧天
C. 能源的开发和利用不必考虑对环境的影响
D. 画过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种途径
9. 某探究性科学小组让质量为 的木块以初速度 沿倾角可在 之间任意调整的足够长的木板底端向上滑行，木板与物块间摩擦因数不变。测出木块沿木板向上所能达到的最大位移 ，画出木块向上所能达到的最大位移 与对应木板倾角 的图象如图所示，由该图象可求木块与木板间的动摩擦因数是
A. B. C. D.
10. 如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为 ，物块 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块 相连， 的质量为 ，开始时 、 及传送带均静止，且 不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，在 上升 高度（ 未离开传输带、 未与滑轮相碰）过程中，下列说法不正确的是
A. 物块 重力势能减少
B. 摩擦力对 做的功小于 机械能的变化量
C. 摩擦力对 做的功等于 、 动能增加之和
D. 任意时刻，重力对 、 做功的瞬时功率大小相等
二、填空题（共4小题；共14分）
11. 月球和太阳对地球的引力形成了一种能源，叫做 能。该能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
12. 煤、煤气、石油、天然气、水能和生物能等多年来大量使用的能源，称为 能源。而核能、地热、海洋能、沼气、电能、太阳能、风能等都被称为 能源。
13. 假设在 蒸气中存在由钠离子 和氯离子 靠静电相互作用构成的单个氯化钠 分子。若取 与 相距无限远时其电势能为零，一个 分子的电势能为 。已知使一个中性钠原子 最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子 所需的能量（电离能）为 ，使一个中性氯原子 结合一个电子形成氯离子 所放出的能量（亲和能）为 。由此可算出，在将一个 分子分解成彼此远离的中性钠原子 和中性氯原子 的过程中，外界供给的总能量等于 。
14. 某地强风的风速为 ，设空气密度为 ，如果把通过横截面积为 的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式为 ，大小约为 。（保留 位有效数字）
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 的圆面。某时间内该地区的风速 ，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度 ，若该风力发电机能将此圆内 的空气动能转化为电能。求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积 ；
（2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能 ；
（3）此风力发电机发电的功率 。
16. 试说明下列现象中能量转化的情况，其中有的现象，你可能对过程的具体情况不太清楚，但是你至少应能说出：起初是什么形式的能量，最后又转化成什么形式的能量。并看一看能否说出过程中力做功的情况
（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。
（2）摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。
（3）你用力蹬自行车上一个斜坡。
（4）植物的光合作用。
（5）用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰。
（6）用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。
（7）核电站发电。
（8）核动力潜艇在深海中加速航行。
17. 如图所示，质量 的小球，从距地面高 处自由下落，到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆槽半径 。小球第一次到达槽最低点时的速率为 ，并继续沿槽壁运动直至从槽左端边缘飞出（记为第 次），竖直上升，落下后恰好又沿槽壁运动直到从槽右端边缘飞出（记为第 次），如此反复。设小球与槽壁相碰时不损失能量，小球沿槽壁运动时所受摩擦力大小不变，不计空气阻力。重力加速度 取 。求：
（1）小球第 次离槽上升的高度 ；
（2）小球最多能飞出槽外几次
答案
第一部分
1. D
【解析】化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项B错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质降低，所以还需要节约能源，选项C错误；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D正确。
2. D
【解析】高山上滚下的石块运动得越来越快，说明动能越来越大，是重力势能转化为动能的结果，选项A说法正确；酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能，选项B说法正确；发电机发电时，把机械能转化为电能，选项C说法正确；太阳能是太阳内部发生轻核聚变而向外辐射的能量，太阳能并不是凭空产生的，选项D说法错误。
3. C
4. C
【解析】甲车靠小型发电机 踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，故是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板 有光照时，产生电能，故是将光能转化为电能。故A、B、D错误，C正确。
5. D
【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终分散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，若转化为的是能够重新收集并加以利用的能量，则不能称为能量耗散。本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，故A、B、C中现象不能算能量耗散。火炉把房子烤暖是使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，内能无法重新收集并加以利用，是能量耗散。
6. A
【解析】根据能量守恒定律可知，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，选项A正确，B错误；自然界的能量是守恒的，但在利用能源的过程中存在能量耗散现象，所以人类可以利用的能源不可能永不枯竭，选项C、D错误。
7. B
8. D
【解析】能源是有限的，如果无节制地开采，能源终有一日会枯竭，故A、B项均错误；
在能源开发、利用过程中必须考虑对环境的影响，故C项错误；
通过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种途径，D项正确。
9. A
【解析】当倾角为 时，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知 ，当倾角为 时，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知 ，联立解得 。
10. B
【解析】A.开始时， 、 及传送带均静止且 不受传送带摩擦力作用，有 ，则 ， 上升 ，则 下降 ，则 重力势能的减小量为 ，故A正确；
B.C根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对 做的功等于 、 机械能的增量，所以摩擦力做功大于 的机械能增加。因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加，故B不正确，C正确；
D.任意时刻 、 的速率相等，对 克服重力的瞬时功率 ，对 有：，所以重力对 、 做功的瞬时功率大小相等，故D正确。
第二部分
11. 潮汐；可再生
12. 常规；新
13.
【解析】题中说明，单个氯化钠分子 是由钠离子 和氯离子 靠静电相互作用构成的。若取 和 相距无限远时，其静电势能为零，则一个 分子的电势能为 。这说明，若将一个中性的 分子分解成彼此远离的 和 ，外界需供给 。题中又分别说明，使一个中性钠原子 最外层的电子脱离钠原子而形成 所需的能量（即电离能）为 ；使一个中性氯原子（）和一个电子结合而形成 所放出的能量（亲和能）为 。这就说明将 中所结合的电子分解出来而变成为中性氯原子（）外界需供给 能量，而将该电子与 结合而变成中性钠原子时，将向外界放出 能量，因此根据能量守恒定律就得到，在将一个中性 分子分解成彼此远离的中性钠原子 和中性氯原子 的过程中，外界供给的总能量等于 。
14. ；
第三部分
15. （1）
【解析】每秒冲击风车车叶的气体体积为
。
（2）
【解析】这此气流的质量
气流的动能
。
（3）
【解析】每秒风的动能转化为的电能
则此风力发电机发电的功率为
。
16. （1） 汽车的动能转化成内能（克服摩擦、空气阻力等做功）
（2） 秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气的内能（过程中重力和空气阻力做功）
（3） 人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能
（4） 太阳能转化为植物体内的化学能
（5） 太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能
（6） 柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能
（7） 核能转化为电能
（8） 核能转化为核潜艇的动能，以及通过克服水的阻力转化为内能
17. （1）
【解析】小球从距地面 处下落到达槽最低点的过程中，
由动能定理得
解得 。
小球继续沿槽壁运动并从槽左端边缘飞出的高度为 ，
由动能定理得
解得 。
（2）
【解析】小球每沿槽壁飞出 次，损失的机械能为 。
由能量转化与守恒定律得 ，
解得：。
即：小球最多能飞出槽外 次。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于能量和能源，下列说法正确的是
A. 化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C. 在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D. 能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了
2. 下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是
A. 高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能
B. 酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C. 发电机发电时，将机械能转化为电能
D. 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
3. 下列关于能源的说法中，正确的是
A. 二次能源是指可重复利用的能源
B. 新能源是指新开采的能源
C. 一次能源是直接来自自然界的能源
D. 石油是二次能源
4. 目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为一种时尚。甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了 模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机 踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图 所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板 有光照时，产生电能，如图 所示。这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是
A. 都是把机械能转化为电能
B. 都是把光能转化为电能
C. 甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
D. 甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能
5. 下列哪些现象属于能量耗散
A. 利用水流能发电，将水能转化为电能
B. 电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C. 电池的化学能转化为电能
D. 火炉把房子烤暖
6. 关于能量和能源，下列表述正确的是
A. 能量可以从一种形式转化为另一种形式
B. 能量不能从一个物体转移到另一个物体
C. 自然界的能量是守恒的，所以人类可以利用的能源永不枯竭
D. 能源在利用过程中存在能量耗散现象，这表明自然界的能量不守恒
7. 奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，这个过程中能量关系描述正确的是
A. 加速助跑过程中，运动员的动能和重力势能不断增加
B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减小
C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能和动能之和保持不变
D. 运动员到达横杆正上方时，动能为零
8. 关于能源的开发和利用，下列说法正确的是
A. 能源是无限的，煤、石油、天然气是足够人们开采的
B. 根据能量守恒定律，担心能源枯竭就是杞人忧天
C. 能源的开发和利用不必考虑对环境的影响
D. 画过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种途径
9. 某探究性科学小组让质量为 的木块以初速度 沿倾角可在 之间任意调整的足够长的木板底端向上滑行，木板与物块间摩擦因数不变。测出木块沿木板向上所能达到的最大位移 ，画出木块向上所能达到的最大位移 与对应木板倾角 的图象如图所示，由该图象可求木块与木板间的动摩擦因数是
A. B. C. D.
10. 如图所示，足够长传送带与水平方向的倾角为 ，物块 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块 相连， 的质量为 ，开始时 、 及传送带均静止，且 不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，在 上升 高度（ 未离开传输带、 未与滑轮相碰）过程中，下列说法不正确的是
A. 物块 重力势能减少
B. 摩擦力对 做的功小于 机械能的变化量
C. 摩擦力对 做的功等于 、 动能增加之和
D. 任意时刻，重力对 、 做功的瞬时功率大小相等
二、填空题（共4小题；共14分）
11. 月球和太阳对地球的引力形成了一种能源，叫做 能。该能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
12. 煤、煤气、石油、天然气、水能和生物能等多年来大量使用的能源，称为 能源。而核能、地热、海洋能、沼气、电能、太阳能、风能等都被称为 能源。
13. 假设在 蒸气中存在由钠离子 和氯离子 靠静电相互作用构成的单个氯化钠 分子。若取 与 相距无限远时其电势能为零，一个 分子的电势能为 。已知使一个中性钠原子 最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子 所需的能量（电离能）为 ，使一个中性氯原子 结合一个电子形成氯离子 所放出的能量（亲和能）为 。由此可算出，在将一个 分子分解成彼此远离的中性钠原子 和中性氯原子 的过程中，外界供给的总能量等于 。
14. 某地强风的风速为 ，设空气密度为 ，如果把通过横截面积为 的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式为 ，大小约为 。（保留 位有效数字）
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 的圆面。某时间内该地区的风速 ，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度 ，若该风力发电机能将此圆内 的空气动能转化为电能。求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积 ；
（2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能 ；
（3）此风力发电机发电的功率 。
16. 试说明下列现象中能量转化的情况，其中有的现象，你可能对过程的具体情况不太清楚，但是你至少应能说出：起初是什么形式的能量，最后又转化成什么形式的能量。并看一看能否说出过程中力做功的情况
（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。
（2）摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。
（3）你用力蹬自行车上一个斜坡。
（4）植物的光合作用。
（5）用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰。
（6）用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。
（7）核电站发电。
（8）核动力潜艇在深海中加速航行。
17. 如图所示，质量 的小球，从距地面高 处自由下落，到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆槽半径 。小球第一次到达槽最低点时的速率为 ，并继续沿槽壁运动直至从槽左端边缘飞出（记为第 次），竖直上升，落下后恰好又沿槽壁运动直到从槽右端边缘飞出（记为第 次），如此反复。设小球与槽壁相碰时不损失能量，小球沿槽壁运动时所受摩擦力大小不变，不计空气阻力。重力加速度 取 。求：
（1）小球第 次离槽上升的高度 ；
（2）小球最多能飞出槽外几次
答案
第一部分
1. D
【解析】化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项B错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质降低，所以还需要节约能源，选项C错误；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D正确。
2. D
【解析】高山上滚下的石块运动得越来越快，说明动能越来越大，是重力势能转化为动能的结果，选项A说法正确；酒精燃烧时，酒精的化学能转化为内能，选项B说法正确；发电机发电时，把机械能转化为电能，选项C说法正确；太阳能是太阳内部发生轻核聚变而向外辐射的能量，太阳能并不是凭空产生的，选项D说法错误。
3. C
4. C
【解析】甲车靠小型发电机 踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，故是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板 有光照时，产生电能，故是将光能转化为电能。故A、B、D错误，C正确。
5. D
【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终分散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，若转化为的是能够重新收集并加以利用的能量，则不能称为能量耗散。本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，故A、B、C中现象不能算能量耗散。火炉把房子烤暖是使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，内能无法重新收集并加以利用，是能量耗散。
6. A
【解析】根据能量守恒定律可知，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，选项A正确，B错误；自然界的能量是守恒的，但在利用能源的过程中存在能量耗散现象，所以人类可以利用的能源不可能永不枯竭，选项C、D错误。
7. B
8. D
【解析】能源是有限的，如果无节制地开采，能源终有一日会枯竭，故A、B项均错误；
在能源开发、利用过程中必须考虑对环境的影响，故C项错误；
通过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种途径，D项正确。
9. A
【解析】当倾角为 时，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知 ，当倾角为 时，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知 ，联立解得 。
10. B
【解析】A.开始时， 、 及传送带均静止且 不受传送带摩擦力作用，有 ，则 ， 上升 ，则 下降 ，则 重力势能的减小量为 ，故A正确；
B.C根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对 做的功等于 、 机械能的增量，所以摩擦力做功大于 的机械能增加。因为系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加，故B不正确，C正确；
D.任意时刻 、 的速率相等，对 克服重力的瞬时功率 ，对 有：，所以重力对 、 做功的瞬时功率大小相等，故D正确。
第二部分
11. 潮汐；可再生
12. 常规；新
13.
【解析】题中说明，单个氯化钠分子 是由钠离子 和氯离子 靠静电相互作用构成的。若取 和 相距无限远时，其静电势能为零，则一个 分子的电势能为 。这说明，若将一个中性的 分子分解成彼此远离的 和 ，外界需供给 。题中又分别说明，使一个中性钠原子 最外层的电子脱离钠原子而形成 所需的能量（即电离能）为 ；使一个中性氯原子（）和一个电子结合而形成 所放出的能量（亲和能）为 。这就说明将 中所结合的电子分解出来而变成为中性氯原子（）外界需供给 能量，而将该电子与 结合而变成中性钠原子时，将向外界放出 能量，因此根据能量守恒定律就得到，在将一个中性 分子分解成彼此远离的中性钠原子 和中性氯原子 的过程中，外界供给的总能量等于 。
14. ；
第三部分
15. （1）
【解析】每秒冲击风车车叶的气体体积为
。
（2）
【解析】这此气流的质量
气流的动能
。
（3）
【解析】每秒风的动能转化为的电能
则此风力发电机发电的功率为
。
16. （1） 汽车的动能转化成内能（克服摩擦、空气阻力等做功）
（2） 秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气的内能（过程中重力和空气阻力做功）
（3） 人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能
（4） 太阳能转化为植物体内的化学能
（5） 太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能
（6） 柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能
（7） 核能转化为电能
（8） 核能转化为核潜艇的动能，以及通过克服水的阻力转化为内能
17. （1）
【解析】小球从距地面 处下落到达槽最低点的过程中，
由动能定理得
解得 。
小球继续沿槽壁运动并从槽左端边缘飞出的高度为 ，
由动能定理得
解得 。
（2）
【解析】小球每沿槽壁飞出 次，损失的机械能为 。
由能量转化与守恒定律得 ，
解得：。
即：小球最多能飞出槽外 次。
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