6.2能量的转化与守恒综合训练 （word版含答案）

6.2能量的转化与守恒
一、选择题（共15题）
1．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
C．能量的转化和转移没有方向性
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式，力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
2．我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（　　）
A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能
3．随着能源危机的不断加剧，我们不但要合理节约常规能源，还要大力开发新能源，下列能源中属于新能源的是（　　）
A．石油 B．天然气 C．太阳能 D．煤炭
4．崔牛先生向客户推介他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、制冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源．事实上，这是不可能实现的，因为他的设计违反了(　　)
A．质量守恒定律
B．电荷守恒定律
C．机械能守恒定律
D．能量守恒定律
5．以下属于一次能源的是（　　）
A．太阳能 B．电能 C．煤气 D．焦炭
6．如图所示是滑沙场地的一段可视为倾角为30°的斜面，设人和滑车总质量为m，人从距底端高为h处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中（　　）
A．人和滑车获得的动能为0.4mgh
B．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
C．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
D．人和滑车减少的机械能为0.2mgh
7．下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是（ ）
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﹣﹣永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了
8．针对下图中工厂烟囱向空中排放大量废气的现象，下列说法中，错误的是（　　）
A．排放废气不仅浪费能源，而且严重违反能量守恒定律
B．排放废气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律
C．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
D．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
9．一木块静止在光滑的水平面上，被水平飞来的子弹击中后移动了L时子弹与木块具有共同速度，子弹进入木块的深度为d、设木块对子弹的阻力恒定为F， 则：
A．子弹原有的动能全部转化为子弹和木块的内能；
B．木块和子弹所组成的系统产生的热能为；
C．子弹击中木块后，木块一直做匀加速运动 ；
D．子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功，即；
10．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（　　）
A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害
C．电能的转换效率明显低于其他能源
D．核能发电的优点是低成本、零污染
11．如图所示，水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物，不计绳重及滑轮的摩擦，在汽车向右以匀速前进的过程中，以下说法中正确的是（ ）
A．当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为
B．当绳与水平方向成角时，重物上升的速度为
C．汽车的输出功率将保持恒定
D．被提起重物的动能不断增大
12．如图所示，质量为m的长木板静止在光滑水平面上，轻弹簧放在长木板上，一端与长木板右端的固定挡板相连，长木板与挡板的总质量为m，一个质量为的物块从长木板的左端以大小为v0的速度滑上长木板，当物块再次滑到长木板的左端时，物块与长木板相对静止。则（　　）
A．物块与长木板相对静止时，弹簧的弹性势能一定为零
B．弹簧被压缩时具有的最大弹性势能为
C．物块与木板间因摩擦产生的热量为
D．物块先向右做减速运动，后向左做加速运动
13．如图甲所示，一小木块以某一初速度冲上倾角为且足够长的固定斜面．若以斜面底端为位移初始点，乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移x变化关系图像．忽略空气阻力的影响，选底面处为重力零势能面，重力加速度，，，则下列判断正确的是（　　）
A．小木块重力势能最大为
B．小木块的质量为
C．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
D．小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为
14．如右图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，在这个过程中，以下结论正确的是（　　）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．小物块克服摩擦力所做的功为
D．小物块和小车增加的机械能为
15．为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有（ ）
A．禁止使用煤，石油和天然气
B．开发使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
二、填空题
16．能源的开发与环境的关系∶
（1）人类的生存与发展需要____，能源的开发与使用又会对环境造成_____。
（2）一方面要大力提倡____，另一方面要发展_______能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的____能源。
17．风能是由于太阳辐射能造成地球各部分受热不均匀，而引起空气流动所产生的能量.例如，某地强风的风速为，设该地的空气密度，若把通过截面积为的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量求出该风力发电装置的发电功率P的表达式为_______，其大小约为______W.
18．质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是__________m/s．若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103 N，则子弹射入木块的深度为_______m．
三、综合题
19．电动汽车（electricvehicle）指使用电能作为动力源，通过电动机驱动行驶的汽车，属于新能源汽车。由于其对环境影响相对传统汽车较小，因而发展前景被广泛看好，但技术尚不成熟。某汽车公司研发出以蓄电池为驱动能源的环保汽车，技术人员正在进行加速性能测试。试简要回答下列问题：
（1）该环保汽车以最大速度匀速行驶的过程中受到哪些外力作用？
（2）环保汽车由静止开始刚好加速到最大速度的过程中消耗的电能分别转化为哪些形式的能量？
（3）假如你是设计师，还可以通过怎样设计来提高电动汽车的加速性能？（至少写出两条）
20．如图所示，倾角为θ=30°的传送带始终以速度v=5m/s匀速运动，下端A与上端B间距为L=10m．一质量为m=2kg的物块对地无初速置于传送带下端A，物块与传送带间动摩擦因数为，重力加速度取g=10m/s2．求：
(1)物块从下端A运动到上端B增加的机械能E；
(2)物块从下端A运动到上端过程中，带动传送带的电动机的平均输出功率．
21．如图甲，倾角α＝的光滑斜面有一轻质弹簧下端固定在O点，上端可自由伸长到A点。在A点放一个物体，在力F的作用下向下缓慢压缩弹簧到B点（图中未画出），该过程中力F随压缩距离x的变化如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8，求：
（1）物体的质量m；
（2）弹簧的最大弹性势能；
（3）在B点撤去力F，物体被弹回到A点时的速度。
22．自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断的向外辐射电磁波（电磁能量），这种辐射，因与温度相关，称为热辐射．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即，其中为已知常量．在下面的问题中，把研究对象（太阳、火星）都近似看作黑体．已知太阳半径为，太阳表面温度为，火星半径为r．
（1）每秒从太阳表面辐射的总能量为多少？
（2）已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．自然界的能量守恒，但能直接应用的能源使用后品质降低，不能直接应用，所以可利用能源越来越少，故A错误；
B．人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；
C．根据热力学第二定律，能量的转化和转移具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了，所以转化具有方向性，故C错误；
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式，力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】
水能、风能、太阳能属于可再生能源，使用过程污染少，环保；而石油能源属于不可再生能源，使用过程中向空气中排碳，污染严重，所以我国应减少使用石油能源，ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【详解】
常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料，故都是常规能源故只有太阳能是新能源，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
任何机器只能转换能量存在的形式，并不能制造能量，题目中的装置是一种永动机，它违背了能量守恒定律，
故选D
5．A
【详解】
直接从自然界取得的能源称为一次能源，故太阳能时一次能源，电能、煤气、焦炭都是二次能源，故选A。
6．D
【详解】
设受到的摩擦力是f，加速度大小为0.4g，则沿斜面的方向：mgsin30°-f=ma，解得：f=0.1mg，人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为：，代入数据解得：，故A错误；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为△E=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh，故D正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，故B错误；由以上的分析可知，人下滑的过程中受到摩擦力的作用，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故C错误。所以D正确，ABC错误。
7．D
8．A
【详解】
A． 排放废气浪费能源，但不违反能量守恒定律，故A错误，符合题意；
B． 排放废气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律，故B正确，不符合题意；
C． 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，不符合题意；
D． 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，不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】
A．根据能量转化和守恒定律分析可知：子弹原有的动能转化为子弹和木块的内能与木块子弹的动能之和，故A错误。
B．木块和子弹所组成的系统产生的热能为
Q=Fd
故B错误；
C．子弹击中木块后，木块先做匀加速运动，速度与子弹相同后一起做匀速运动，故C错误；
D．只有阻力对子弹做功，根据动能定理得知：子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功，大小为F（d+L），故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误；
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害，故B正确；
C．目前人类主要利用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，故C错误；
D．核能发电会产生高低阶放射性核废料，若处理不当，会造成重大的核污染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】
AB．将汽车的速度v0沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示，则有重物上升的速度
故AB错误；
C．汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐减小，cosθ增大，所以v物增大，重物加速上升，克服重力做功的功率增大，根据能量守恒定律知，汽车的输出功率增大，故C错误；
D．由可知，汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐减小，cosθ增大，所以v物增大，动能不断增大，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．根据动量守恒可知，当弹簧的压缩量最大时，物块与长木板相对静止时，此时弹性势能并不为零，故A错误；
B．物块再次滑到长木板的左端时，物块与长木板相对静止，设物块相对于长木板的路程为2L，以向右为正方向，由动量守恒定律得
设物块与长木板之间的动摩擦因数为，根据功能关系可得
由于当弹簧具有最大弹性势能时，小木块和长木板也具有共同的速度v，则根据能量守恒得，弹簧具有的最大弹性势能
联立可得
故B正确；
C．物块与木板间因摩擦产生的热量为
故C错误；
D．物块离开弹簧相对长木板向左滑动时，受到的摩擦力向右，加速度向右，故D错误。
故选B。
13．BD
【详解】
D．小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中，设摩擦力做功为，根据动能定理
结合图乙解得
则小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为，故D正确；
A．由D中分析可知，小木块上升过程产生的内能为，根据能量守恒定律
解得
故A错误；
B．由图乙可知，小木块在斜面滑行的最大距离，根据重力势能表达式，
代入数据解得
故B正确；
C．根据公式
代入数据解得
故C错误。
故选BD。
14．CD
【详解】
AB．对小物块分析，小物块到达小车最右端时物块的位移为l+s，合外力对小物块做功为
，根据动能定理得
则知物块到达小车最右端时具有的动能为，AB错误；
C．物块相对于地的位移大小为l+x，则物块克服摩擦力所做的功为，C正确；
D．根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有
，
故小物块和小车增加的机械能为，D正确。
故选CD。
15．BD
【详解】
在利用核能和太阳能过程中没有CO2产生，同时植树造林可加大对CO2的吸收，明白煤，石油和天然气过程中产生CO2，并且目前为止不能完全禁止这些能源的使用，植树造林可加大对CO2的吸收。
故选BD。
16． 能源 影响 节能 可再生 清洁
【详解】
（1）人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响。
（2）一方面要大力提倡节能，另一方面要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。
17．
【详解】
在ts内通过横截面积S的空气质量
这些气体具有的动能
这些能量用来发电的功率
代值运算后可得
所以，发电功率P的表达式
其大小约为.
18． 20 0.2
【详解】
试题分析：根据系统动量守恒求解两木块最终速度的大小；根据能量守恒定律求出子弹射入木块的深度；
根据动量守恒定律可得，解得；系统减小的动能转化为克服阻力产生的内能，故有，解得；
19．（1）重力、支持力、牵引力和阻力；（2）机械能（或动能）和内能；（3）提高发动机的功率，改善外观设计减少空气阻力，保证功率的情况下选用更轻更坚固的新型材料减轻车身重量等。
【详解】
（1）受力分析可知，环保汽车自身重力、地面支持力、发动机牵引力和阻力作用；
（2）根据能量守恒定律可知，电池的电能一部分转化为汽车的机械能（或动能），另外一部分转化为内能；
（3）提高发动机的功率，改善外观设计减少空气阻力，保证功率的情况下选用更轻更坚固的新型材料减轻车身重量等。
20．（1）125J；(2)；
【详解】
（1）设物块在传送带上加速运动时加速度大小为a，
由牛顿第二定律得：
解得：
历时t1达到与传送带相同速度
位移
随后，物块匀速运动，再历时t2达到传送带上端B

物块从下端A运动到上端B增加的机械能：
解得：
（2）物块在传送带上加速运动时，物块与传送带相对位移

物块与传送带系统克服摩擦生热
电动机做功
带动传送带的电动机平均输出功率
21．（1）2 kg（2）2.56J（3）0.8 m/s
【详解】
(1)由题图乙可知：
mgsin＝12N
解得
m＝2kg
(2)题图乙中图线与横轴所围成的面积表示力F所做的功：
WF＝
从A点B点的过程中由能量守恒可得：
(3)撤去力F，设物体返回至A点时速度大小为v0，从A出发两次返回A处的过程应用动能定理：
W＝
解得：
v0＝0.8m/s
22．（1） ；（2）
【详解】
（1）根据题意单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量为，则对于太阳来说每秒从太阳表面辐射的总能量为：
（2）设火星表面温度为T,而太阳辐射到火星表面单位时间单位面积上的能量为: ，其中
再结合 可解得：
答案第1页，共2页