- 能量守恒定律与能源
- 共1856题
如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为0.06kg，两端由两根长都是1m的轻铜线悬挂起来，铜棒ab保持水平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，现给铜棒ab中通入恒定电流，铜棒发生摆动。已知最大偏转角为37°，则铜棒从最低点运动到最高点的过程中，安培力做的功是______________J，恒定电流的大小为______________A（不计感应电流影响）。
正确答案
0.12，4
物体在水平面上运动，速度由9m/s减小到7m/s的过程中，减少的动能全部转化为物体的内能，如果物体继续运动，又有一些动能全部转化为与上述等量的内能，这时物体的速度是____m/s。
正确答案
随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务．下图是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度．请你从提高能量利用效率的角度，分析这种设计的优点．
正确答案
解：列车进站时，利用上坡使部分动能转化为重力势能，减少因为刹车而损耗的机械能；列车出站时，利用下坡把储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用．
如图甲所示，物体A、B的质量分别是6kg和10kg，用轻弹簧相连放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙壁接触，另有一物体C从t=0时刻起水平向左运动，在t=3 s时与物体A相碰，并立即与A有相同的速度一起向左运动，物块C的速度一时间图象如图乙所示。求：弹簧压缩过程中系统具有的最大弹性势能。
正确答案
解：由图象知，vt=6 m/s，vAC=2m/s
根据动量守恒定律；mCvC=(mA+mC)vAC
∴mC=3 kg
A、C压缩弹簧的过程中，动能转化为弹性势能，则
（1）1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一。请由此估算地球的半径R。（答案保留二位有效数字）
（2）太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳光以平行光束入射到地面.地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%能量重新辐射出去。太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。
（a）估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR2）。
（b）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明二个理由。
正确答案
解：（1）2πR×1/4=1.00×107，R=6.37×106m ①
（2）（a）设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W，W=1.87×1024J
凝结成雨滴年降落到地面水的总质量为m，m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×1017kg ②
使地球表面覆盖一层水的厚度为h，h=m/ρs地球，h=1.01×103mm ③
整个地球表面年平均降雨量约为1.0×103mm
（b）大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等
太阳与地球之间的平均距离为1.5×1011m，太阳光以平行光入射到地面上。地球表面的面积被水覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面的总能量E约为1.87×1024J，太阳辐射可将水面上的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面。
（1）估算整个地球表面的年平均降雨量。（以毫米表示，地球的半径为6.37×106m）
（2）太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，E只是其中的一部分。太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说出理由。
正确答案
解：（1）一年中降落到地球表面的雨水的质量为：
故整个地球表面的年平均降雨量为：
（2）太阳辐射到地球的能量要经过大气层才能到达地面，而大气层对太阳光有吸收、散射、反射、云层遮挡等，所以太阳辐射到地球的能量没有全部到达地面。
某风景区有一处约50m高的瀑布，甚为壮观，请估计瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？［水的比热容 
正确答案
解：设水的的质量为m，上、下水潭的水温差为Δt，由能量守恒定律有
代入数据解得
将一个小球以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，在由抛出点到返回抛出点的过程中，试用能量转化和守恒的观点，分析这一过程中能量的转化情况．
正确答案
答：因为不计空气阻力，小球只受重力的作用，小球被抛出后，在上升的过程中运动速度越来越小，动能越来越小，势能越来越大，动能逐渐转化为势能．在下落的过程中，运动速度越来越大，动能越来越大，势能越来越小，势能逐渐转化为动能．在整个转化的过程中，动能与势能之和保持不变．
自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接。骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时，发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现使车以500J的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行，第一次关闭自充电装置，其动能随位移变化关系如图线①所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是___________J。
正确答案
200
已知无烟煤的热值约为3.2×107 J/kg，一块蜂窝煤约含煤250g，水的比热容是4.2×103J/( kg·℃)。若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10℃加热到100℃？（保留三位有效数字）
正确答案
解：煤完全燃烧放出的能量为：Q1=3.2×107×250×10-3 J=8×106J
由题意Q1×60%=cm△t
且△t=(100-10)℃=90℃
解得m=12.7kg
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