- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
（1）汽车行驶路是多少？
（2）汽车行驶过程中牵引力的做功是多少？
（3）汽车发动机的效率是多少？
正确答案
解析
解：（1）汽车行驶路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km；
（2）由图知，当v=50km/h时，汽车受到的阻力f=2000N，
因为汽车匀速行驶，所以有：F=f=2000N；
汽车行驶过程的牵引力做功为：W=Fs=2000N×25000m=5×107J；
（3）汽油的质量为：m=ρV=0.8×103kg/m3×5.6×10-3m3=4.48kg；
完全燃烧释放的热量为：Q放=qm=4.0×107J/kg×4.48kg=1.792×108J；
汽车发动机的效率为：η=
答：（1）汽车行驶路程是25km；
（2）汽车行驶过程的牵引力做功是5×107J；
（3）汽车发动机的效率是27.9%
“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠人大海．此过程中，空间站原来的机械能E中，除一部分能量Q用于销毁和一部分能量被残片带走外，还有一部分能量通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）．已知质量为m的残片以声速v坠海，从开始坠落至入海时残片的温度升高了△T（每千克空间站材料温度升高1K平均所需能量为c）．则通过其他方式散失的能量Eˊ=______．
正确答案
解析
解：根据题意，空间站的机械能E
在坠落过程中，用于销毁所需的能量为Q
用于残片升温所需的能量为Q残=cm△T
残片入海时的动能为E残=
以E‘表示其他方式散失的能量，则由能量守恒得E=Q汽+E残+Q残+E'
E′=E-Q-E残-Q残
各式整理
答案：
（1）假设风机被拖轮匀速拖动，拖轮的输出功率为4×104w，则 风机组被拖运时受到的阻力约多大？
（2）如果风能转换为电能的效率为0.5，按年发电估算风能利用的时间为2000h，则每台风机每年利用的自然界风能为多少？
（3）风力发电有效推进低碳排放，按年发电耗煤估算，每台风机每年可节约标准煤1.8×103吨，问发电煤耗（煤质量/千瓦时）为多大？
正确答案
解析
解：（1）风机的速度为：
受到的阻力为：
（2）风的功率为
每台风机每年利用的风能为
（3）每台风机发电功率为P0=3000kw
发电煤耗=1.8×106/（3000×2000 ）kg/kwh=0.3kg/kwh
答：（1）风机组被拖运时受到的阻力约为1.44×104；
（2）每台风机每年利用的自然界风能为4.32×1013J；
（3）发电煤耗（煤质量/千瓦时）为0.3kg/kwh．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、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方向性，故A错误；
B、热力学第二定律表面，能量虽然守恒，但可利用的品质降低了，故B错误；
C、永动机违背了热力学定律，故是无法制造成功的，故C错误；
D、能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，小到原子世界，大到宇宙天体，只要有能的变化，无论是什么变化，都遵循它，故D正确．
故选：D．
随着科学技术的不断进步，我们可以期待（ ）
正确答案
解析
解：A、绝对温度与分子热运动的平均动能成正比，故绝对零度不可能达到，故A错误；
B、根据热力学第二定律，在不引起其他变化的情况下，不可能实现热量从低温物体向高温物体的传递，故B错误；
C、根据焦耳定律，Q=I2rt，用新型的超导材料绕制电动机的线圈，而不用担心电动机因发热而烧毁，故C正确；
D、消除能量耗散现象是热力学第二定律的体现，不可能消除，故D错误；
故选C．
当你在单杆上做引体向上时，完成一次引体向上动作，估算你消耗的能量最接近的是（ ）
正确答案
解析
解：根据能量的转化与守恒，消耗的能量等于完成一次引体向上动作所做的功．般的人的算，质量约60kg，胳膊长约50cm，完成一次引体向上动作所做的功：
W=Fx=mg•x=60×10×0.5=300J．在四个选项中，B最为接近，其他的三个与该数据相差太大，故选项B为最佳答案，选项ACD 都不可选．
故选：B
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、改变物体内能的方式有热传递和做功，故A错误；
B、能量守恒是整个宇宙的能量守恒，某个物体的能量可以减小，故B错误；
C、根据能量守恒定律和热力学第二定律，某个系统无法依靠自身的作用回到原先的能量状态，故C正确；
D、任何可以利用的能量最后都是变化为内能而耗散，故内能的可利用的品质较低，故D错误；
故选C．
能源是现代社会生活的物质基础，下列关于能源的论述中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、人类消耗常规能源，如煤、石油、天然气等，化学能最终都转化成内能，流散到周围环境中，即能量的耗散，故A正确；
B、水电站中，水轮机将水流的机械能转化为电能，通过其他装置后，最终又都转化为内能，故B正确；
C、电冰箱消耗了电能才能使热量从低温物体传递到高温物体，如何热力学第二定律．故C正确；
D、根据热力学第二定律，燃气轮机不可能把燃料燃烧得到的内能全部都转化成机械能，故D错误；
本题选择错误的，故选D．
取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能，某天中午在太阳光照射2min后，水的温度升高了1℃．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．
（1）计算在阳光直射下，地球表面每平方米每秒钟获得的能量．
（2）已知射到大气顶层的太阳能只有43%到达地球表面，另外57%被大气吸收和反射而未到达地球表面，太阳表面到地球表面的距离为r=1.5×1011m，试估算出太阳辐射的功率．（此问结果保留二位有效数字）
正确答案
解析
解：（1）水吸热Q=Cm△t=4.2×103×0.6×1J=2.52×103J ①
地面每平方米每秒钟获得的能量E=
（2）每平方米每秒钟，在大气顶层得到的太阳能为E0=
太阳辐射功率P=E0•4πr2=1.6×103×4×3.14×（1.5×1011）2W=4.5×1026W ④
答：（1）在阳光直射下，地球表面每平方米每秒钟获得的能量是700J/（m2•s）．
（2）估算出太阳辐射的功率为4.5×1026W．
正确答案
解析
解：第一次关闭自充电装置，让车自由滑行过程，由图读出：位移大小为x1=10m，初动能为500J，末动能为0，根据功能关系得到，fx=Ek，则滑动摩擦力大小f=
第二次启动自充电装置，让车自由滑行过程，由图读出：位移大小为x2=6m，初动能为500J，末动能为0，根据能量守恒定律得，Ek=fx2+E，得到第二次向蓄电池所充的电能E=Ek-fx2=500J-50×6J=200J
故选A
雨滴从400m高处由静止下落，设它受到的平均阻力为重力的0.7倍，雨滴落地前所产生的热有30%为其吸收，则落地时雨滴温度升高______℃．
正确答案
0.2
解析
解：根据功能关系，雨滴下落过程，克服阻力做的功等于产生的热量，即：
fh=Q
其中：f=0.7mg
有30%为其吸收，故有：
Q吸=30%Q
再根据Q吸=cm△t，有：
故答案为：0.2．
温度为10℃的一滴水自高空落下，若落地时其重力势能的10%转化为它本身的热力学能，其温度升高1℃，求水滴最初下落的高度．[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），取g=10m/s2]．
正确答案
解析
解：温度为10℃的一滴水自高空落下，若落地时其重力势能的10%转化为它本身的热力学能，其温度升高1℃，
根据公式Q=cm△t得
水吸收的热量Q=m×1×4.2×103J=4.2×103m J，
若落地时其重力势能的10%转化为它本身的热力学能，根据重力势能的减少量等于重力所做的功得
10%×mgh=Q
h=4.2×103m．
答：水滴最初下落的高度是4.2×103m．
保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展
（1）某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要．已知该发电系统的输出功率为1.0×105W，输出电压为220V．求：
①按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
②该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100W，额定电压为220V的照明灯正常工作？
③由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？
正确答案
解析
解：（1）①P=1.0×105W
t=365×6h=365×6×3600s=7884000s
E=Pt=1.0×105W×7884000s=7.884×1011J ①
②假设能供应n盏电灯，根据能量守恒定律，有
P=n1P1+nP2
代入数据，有
1.0×105W=10×1000W+n×100W
解得
n=900盏 ②
③设P1和U1分别为照明灯正常工作的功率和电压，P2和U2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压
P1=
P2=
答：①按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出7.884×011J电能；
②该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内900盏功率为100W，额定电压为220V的照明灯正常工作；
③由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的
（1）假设风机被拖轮匀速拖动，拖轮的输出功率为 P出=4×104W，则第32、33标号的风机被拖运时受到的阻力为多大？
（2）假设风能转换为电能的效率为 η=0.5，则每台风机每年利用的自然界风能为多少？
（3）风力发电可有效推进低碳排放，假设一台风机利用风力每发 1度电，相当于节约用煤 m=0.3kg，则一台风机正常工作时每年可节约多少煤？
正确答案
解析
解：（1）风机的移动速度
受到的阻力
（2）每台风机的输入功率
每台风机每年利用的风能
（3）一台风机的发电功率
一台风机正常工作时每年可节约用煤
答：（1）风机组被拖运时受到的阻力约为1.6×104N；
（2）每台风机每年利用的自然界风能为4.32×1013J；
（3）一台风机正常工作时每年可节约1.6×106kg煤．
在一密封的啤酒瓶中，下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯CO2气体．在20℃时，溶于啤酒中的CO2的质量为mA=1.050×10-3kg，上方气体状态CO2的质量为mB=0.137×10-3kg，压强为p0=1标准大气压．当温度升高到40℃时，啤酒中溶解的CO2的质量有所减少，变为mA′=mA-△m，瓶中气体CO2的压强上升到p1．已知：
正确答案
解析
解：在40℃时，溶入啤酒的CO2的质量为
m′A=mA-△m…①
因质量守恒，在40℃时气态CO2的质量为
m′B=mB+△m…②
由题设，
由于对同种气体，体积不变时，
由以上各式解得
P1=（
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