新课标人教版高中物理必修2第七章第10节《能量守恒定律与能源》同步练习.doc

人教版物理高二必修二第七章第十节能量守恒定律和能源同步练习
一、选择题
1、下列哪种设备实现了电能转换为机械能，从而极大地促进了社会生产力发展（　　）
A．发电机
B．电动机
C．电饭锅
D．电磁炉
答案：B
知识点：功能关系
解析：
解答：A、发电机是将其它能转化为电能的设备，故A错误．
B、电动机是将电能转化为机械能的设备，故B正确．
C、电饭锅是将电能转化为内能的电器，故C错误．
D、电磁炉是将电能转化为内能的电器，故D错误．
故选：B．
分析：做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外．用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程．熟悉常见的用电器能量的转化．
2、PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源．关于能源和能量，下列说法中正确的是（　　）
A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用
B．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源
D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少
答案：B
知识点：功能关系
解析：
解答：A、煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B、太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故B正确；
C、D、能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故C错误，D错误；
故选：B．
分析：可以从自然界源源不断得到补充的能源叫可再生能源，如：风能、水能、生物质能、太阳能；
短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，如：煤、石油、天然气．据此分析判断．
能量是守恒的，会发生转变，但不会减少，也不会被消灭．
3、下列说法中不正确的是（　　）
A．电动机是把其他形式的能转化为电能的装置
B．发电机是把其他形式的能转化为电能的装置
C．电容器是储存电荷的装置
D．白炽灯是利用电流的热效应工作的
答案：A
知识点：功能关系
解析：
解答：A、电动机是把电能转化为其他形式的能的装置．故A错误．
B、发电机是把其他形式的能如机械能转化为电能的装置．故B正确．
C、电容器能容纳电荷．故C正确．
D、白炽灯通电后发热发光，是利用电流的热效应工作的．故D正确．
本题选错误的，故选A
分析：发电机是把其他形式的能转化为电能的装置．而电动机是把电能转化为其他形式的能的装置．电容器是储存电荷的元件．白炽灯是利用电流的热效应工作的
4、关于能量耗散，下列说法中正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
答案：C
知识点：功能关系
解析：
解答：A、B、C、能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，故AB错误，C正确．
D、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性，机械能可以自发地转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能而不引起其它变化，故D错误．
故选：C．
分析：解答本题的关键是充分理解热力学第二定律，正确理解能量耗散和能量的转化与守恒
5、有一种油电混合动力汽车，既可以利用车载电池使用清洁的电力能源，也可以使用更加方便的汽油，受到人们的欢迎．这类汽车有一种技术：安装一个电池充电系统，车轮转动通过传动系统带动发电机的转子转动，从而可以给电池充电，而电池充的电又可以作为汽车行驶的能量来源．关于这项技术，说法正确的是（　　）
A．在给电池充电过程中，转子所受的安培力可以作为汽车的动力
B．该充电系统应该一直开启，不论汽车是在正常行驶阶段还是刹车阶段，都可以给电池充电
C．该充电系统只应该在刹车阶段开启，部分动能转化为电池存储的化学能
D．该技术没有意义，因为从能量守恒来看，这些能量归根结底来源于汽油
答案：C
知识点：功能关系
解析：
解答：A、在给电池充电过程中，转子所受的安培力只能是阻力，否则违背能量守恒定律，故A错误；
B、该充电系统应该在减速阶段开启，加速阶段不应该开启，故B错误；
C、该充电系统只应该在刹车阶段开启，部分动能转化为电池存储的化学能，故C正确；
D、该技术有意义，电池可以用外电路充电，可以将刹车过程的动能先转化为电能储存起来，故D错误；
故选：C．
分析：混合动力汽车，在刹车阶段开启，部分动能转化为电池存储的化学能，起到节约能源的目的，效率较高．
6、下列说法中正确的有（　　）
A．自然界中的能量是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源
B．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律，因此不可能制成
C．根据能量守恒定律，经过不断的技术改造，热机的效率可以达到100%
D．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能真正出现的
答案：A
知识点：功能关系
解析：
解答：AD、自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源，A正确，D错误；
B、第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，B错误；
C、不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响．热机的效率不可以达到100%．故C错误
故选：A．
分析：自然界中的能量是守恒的，但有些能量消耗后品质降低，不可能被重新利用，所以要节约资源；
第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律；
7、关于热核反应是一种理想能源的原因的说法中错误的是（　　）
A．就平均每一个核子来说，热核反应比重核裂变时释放的能量多
B．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理
C．热核反应的原料在地球上储量丰富
D．热核反应的速度容易控制
答案：D
知识点：功能关系
解析：
解答：A、平均每一个核子，轻核的聚变产生的能量比重核裂变释放的能量要多；故A正确；
B、轻核裂变没有放射性，生成物容易处理；故B正确；
C、热核反应用到的原料为氢的同位素，在海水中大量存在；故C正确；
D、热核反应由高温高压引发，目前其速度无法控制；故D错误；
故选：D．
分析：热核反应是由较轻的 和 反应形成的，其放出的能量多，生气物对环境没有污染，且在海水中原料非富，维一的缺点在于比重核裂变更难控制．
9、使用家电时，以下做法中，有利于节约用电的是（　　）
A．停用空调时，只通过遥控器关机
B．使用空调时总将其自动温度控制器设定在16℃
C．看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关
D．使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档
答案：C
知识点：功能关系
解析：
解答：A、停用空调时，可以通过遥控器关机，但对节约用电无作用，可以拔除电源，因为待机电路要耗少部分电，故A错误；
B、使用空调时总将其自动温度控制器设定在会耗电多，当内外温差较小时较省电，故B错误；
C、看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关，可以给待机电路断电，省电，故C正确；
D、使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速档，耗电较多，故D错误；
故选C．
分析：不需要用电时 就把灯、电视、音响、电脑…等等 都关上，使它们处于休息状态． 这样做对于家庭和单位能减少电费，对于电力部门能减少使用煤、水等发电的能源．对于用电器能延缓它的老化变旧，长时间使用电器可以使它的零件和线路过热，容易发生火灾．
10、据报道，2011年5月13日，世界上最大的太阳能飞机首次实现跨国飞行，它长达63.4m的机翼上覆盖着太阳能电池板．下列说法正确的是（　　）
A．太阳能可以转化为电能
B．太阳能不可以转化为电能
C．太阳能的利用，说明能量可以消灭
D．太阳能的利用，说明能量可以创生
答案：A
知识点：功能关系
解析：
解答：太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，为电动机提供能量的，能量可以相互转化，但不能创生和消灭，故BCD错误．
故选：A．
分析：太阳能飞机工作时，首先利用太阳能电池将太阳能转化为电能，然后再有电能转化为电动机的机械能．
但在能量的转移和转化过程中，能量是守恒的，满足能量守恒定律．
11、在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心．如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯，其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来，供夜晚照明使用．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达20%，可产生24V电压，产生2.5A的电流，则每分钟该路灯可转化的太阳能为（　　）
A．120 J
B．1200 J
C．7200 J
D．12000J
答案：C
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：路灯正常工作消耗电功率：
p=UI=24×2.5=60w
若设电池组吸收太阳能的功率为：，则有：
，即：；
即：每秒该路灯可转化的太阳能为7200J
故选：C
分析：根据电流做功公式计算路灯正常工作消耗的电功率，然后结合太阳能电池的光电转换效率为20%计算电池板吸收太阳能的功率，即每分钟内该路灯可转化的太阳能．
12、能源在“两型”社会的建设中有着重要的意义，节约用电应成为现代公民的行为准则．下列用电方式中属于科学、合理地节约用电的是（　　）
A．家电尽量长时间待机
B．用节能灯替换白炽灯
C．楼道、走廊照明灯尽量不采用声、光控制
D．不要清除冰箱内的冰、霜
答案：B
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：A、家电尽量不要长时间待机，待机浪费电，才属于科学、合理地节约用电，故A错误
B、用节能灯替换白炽灯，可节约电，故B正确
C、楼道、走廊照明灯采用声、光控制，才属于科学、合理地节约用电，故C错误
D、清除冰箱内的冰、霜，能够提高冰箱的工作效率，才属于科学、合理地节约用电，故D正确
故选：B
分析：科学、合理地节约用电是现代公民的行为准则，属于科学、合理地节约用电的是：家电尽量不要长时间待机，用节能灯替换白炽灯，楼道、走廊照明灯采用声、光控制等．
13、下列能源中，属于可再生能源的是（　　）
A．电能
B．核能、太阳能
C．煤炭、石油
D．水流能、风能
答案：D
知识点：功能关系
解析：
解答：A、电能是由一次性能源直接或间接转换而来的能源，故A错误．
B、核能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源．太阳能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源．故B错误．
C、煤、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源．故C错误．
D、水流能，风能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源．
故选D．
分析：从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源．人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源，属于不可再生能源；指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，属于可再生能源．
14、下述做法能改善空气质量的是（　　）
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
答案：B
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：A、以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：C0、、等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；
B、利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），故B正确；
C、汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，故C错误；
C、D、使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误．
故选：B．
分析：改善空气质量最根本的是减少污染气体排放，例如减少废气、废水、废渣，减少的排放等，多使用清洁能源，少使用化石能源．
15、风能是一种环保型能源．风力发电是风吹过风轮机叶片，使发电机工作，将风的动能转化为电能．设空气的密度为，水平风速为v，风力发电机每个叶片长为L，叶片旋转形成圆面，设通过该圆面的风的动能转化为电能的效率恒为．某风力发电机的风速为6m/s时，发电机的电功率为8kW，若风速为9m/s，则发电机的电功率为（　　）
A．12kW
B．18kW
C．27kW
D．36kW
答案：C
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：：（1）叶片旋转所形成的圆面积为
t秒内流过该圆面积的风柱体积为
风柱体的质量为
风柱体的动能为
发出的电功率为
故发电机的电功率与风速成三次方关系，所以，代入数据得
故选：C．
分析：在时间t内，通过风力发电机叶片的空气的动能转化为电能，根据能量守恒定律列式求解风能，再由功率 可求解
二、填空题
16、能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有： 煤炭； 石油；天然气．清洁能源有 水力发电； 太阳能；风能等．
答案：煤炭；石油；水力发电；太阳能．
知识点：功能关系
解析：
解答：能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：煤炭、石油、天然气、水力等，是促进社会进步和文明的主要能源；
清洁能源是不排放污染物的能源，有：水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等；
故答案为：煤炭；石油；水力发电；太阳能．
分析：常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源．清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”．可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源．可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家．
17、按基本形态分类，能源通常可分为一次能源和二次能源．太阳能属于 一次能源．按再生性分类，能源分为再生能源和非再生能源．天然气属于 非再生能源．
答案：一次能源；非再生能源．
知识点：功能关系
解析：
解答：必须通过一次能源的消耗才可以得到的能源叫二次能源，四种能源中只有电能需要消耗其他形式的能才能转化为电能，故太阳能属于一次能源．
可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，随其本身的转化或被人类利用而减少的能源，天然气属于非再生能源；
故答案为：一次能源；非再生能源．
分析：（1）一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源，例如化石燃料、太阳能、水能、生物燃料；
（2）二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、沼气；
（3）可再生能源：不随其本身的转化或被人类利用而减少的能源：太阳能、生物能、水能；
（4）不可再生能源：随其本身的转化或被人类利用而减少的能源：化石燃料、煤气、汽油．
18、太阳能光电池是一种新型清洁电源，它在工作时把 太阳能转化为 能．
答案：太阳，电
知识点：功能关系
解析：
解答：太阳能电池板工作时消耗太阳能，得到了电能，故它在工作时把太阳能转化为电能．
故答案为：太阳，电
分析：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，太阳能电动车靠由太阳能转化来的电能驱动，驱动时电能转化为电动车的机械能，太阳能是一种清洁能源，在生活中的使用已经越来越广泛．
19、一方面能源在人类日益增加的需求下，逐渐枯竭，另一方面能源的大量开发利用既为人类带来了文明与繁荣，也给人类的生存环境带来了如酸雨、臭氧层被破坏、温室效应等巨大的灾难．因此，今后我们利用能源的技术发展方向是 、 ．
答案：太阳能，风能等开发利用．
知识点：功能关系
解析：
解答：今后我们利用能源的技术发展方向是太阳能、风能等新能源的开发和利用作为利用能源的技术发展方向．
故答案为：太阳能，风能等开发利用．
分析：在能源逐渐枯竭，能源的大量开发利用给人类的生存环境带来了如酸雨、臭氧层被破坏、温室效应等巨大的灾难，今后我们应加强新能源的开发和利用．
20、某地强风速为14m/s，设空气密度为，通过横截面积为的风全部使风力发电机转动，其动能有20%转化为电能，则发电的功率为 1.43×106W？（t秒内到风叶处的空气包含在以S为底面积，长为L=vt的柱体中）
答案：
知识点：功能关系
解析：
解答：在t时间内通过横截面积为的风能全部使风力发电机转动，根据能量守恒定律，有：
其中：m=ρV=ρvtS，其动能有20%转化为电能，故产生电能功率为：
故答案为：．
分析：在t时间内通过横截面积为的风能全部转化为电能，根据能量守恒定律列式求解即可．
三、解答题
21、一水电站，水流的落差为20m，水流冲击水轮发电机后，水流能有20%转化为电能，若发电机的功率为200kw，则每分钟的水流量是多少？（g取）
答案：
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：根据题意得：
解得：
根据机械能守恒定律得：
解得：
所以
分析：根据水流的20%转化为电功率，结合发电的功率求解水流的功率，根据机械能守恒求解1min内流下的水的质量，从而求出体积．
22、有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．
答案：建风能发电站比较合理．
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件
解析：
解答：该城市经常受到大风的侵扰．说明此地具有丰富的风力资源，由于没有说明是否具有丰富的太阳能，所以适合建风力发电站．
答：建风能发电站比较合理．
分析：根据题意，该城市经常受到大风和风沙的侵扰．说明此地具有丰富的风力资源，所以适合建风力发电站．
23、风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为，假设风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，求单位时间内最多可提升的水的质量．
答案：
知识点：功能关系 机械能守恒及其条件 机械能综合应用
解析：
解答：单位时间内转化为风车的动能为：
由能量守恒定律可知：
解得：．
分析：由动能公式可求得风转化为风车的动能，再根据能量守恒定律可求得提升水的质量．
24、一辆公共汽车载着30位乘客行驶了200km，消耗汽油300L．一个人骑自行车行驶1km，平均消耗能量．公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的多少倍？（每升汽油完全燃烧放出的热量为）
答案：50倍
知识点：功能关系 机械能综合应用
解析：
解答：公共汽车放出的热量；
每人每千米消耗的能量约为
公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的
答：公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的50倍．
分析：求出30人行驶200m消耗的总能量，再求出一个一千米的平均耗能；则可求得公共汽车载客每人每千米消耗的能量的比值．
25、某海湾共占面积，涨潮时水深20m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20m不变，退潮时，坝外水位降至18m，假如利用此水坝建水力发电站，且重力势能转化为电能的效率为10%，每天有两次涨潮，问该电站一天能发出多少电能（）
答案：
知识点：功能关系 机械能综合应用
解析：
解答：设△h为退潮时水减少的深度，S为海湾的面积．
利用潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，水能转化电能的效率是10%，一次涨潮，退潮后水坝内水的势能增加：
则水的势能可转变为电能：每天2次涨潮，则该电站一天能发电
分析：要解答本题需掌握：潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，以及水的重力势能的求法：