- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
北京时间2010年4月14日7时49分，青海玉树藏族自治州玉树县发生了7.1级地震．若已知7.1级地震释放的能量相当于M（kg）三硝基甲苯（TNT）爆炸所产生的能量，三硝基甲苯的爆炸当量为n（J/kg），三峡水电站的总装机容量为P（W）．若按总装机容量计算，这次地震释放的能量相当于三峡水电站多长时间的发电量（ ）
At=
Bt=
Ct=
Dt=
正确答案
解析
解：7.1级地震释放的能量相当于M（kg）三硝基甲苯（TNT）爆炸所产生的能量，三硝基甲苯的爆炸当量为n（J/kg），故产生的能量为Mn；
三峡水电站的总装机容量为P，能量为Pt；
根据能量守恒定律，有：Mn=Pt；
解得：t=
故选：A．
假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间后再摇控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温与接通电源前相比（ ）
正确答案
解析
解：冰箱只是把冰箱内的热量移到外面，但在绝热的密封舱中，冰箱门打开，冰箱门打开，整个房间内的热量应该是不变的，由于整个过程中只有电在做功，产生焦耳热，电能转化为内能，根据能量守恒可知室内温度升高了．
故选A．
酒都高中由于地势较高，需采用二次供水措施，假如有一台抽水机每秒能把30kg水抽到10m高的水塔上，不计额外功的损失，（g=10m/s2），试求：
（1）这台抽水机输出的功率是多大？
（2）如果保持这一输出功率，一小时内能做多少功？
正确答案
解析
解：（1）抽水机1秒钟内做的功是：W=mgh=30×10×10J=3000J，
所以抽水机的功率为：P=
（2）抽水机1小时做的功是：W′=Pt=3000×60×60J=1.08×107J．
答：（1）这台抽水机输出的功率是3000W；
（2）1小时内能做功为1.08×107J．
正确答案
解析
解：A、B，受力分析可知，下滑时加速度为gsinθ-μgcosθ，上滑时加速度为gsinθ+μgcosθ，故C正确；
设下滑的距离为l，根据功能关系有：μ（m+M）glcosθ+μMglcosθ=mglsinθ，得m=2M．也可以根据除了重力、弹性力做功以外，还有其他力（非重力、弹性力）做的功之和等于系统机械能的变化量，故BC正确，A错误；
C、D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，故D错误．
故选BC．
某瀑布落差为50m，顶部流速为2/s，水流横截面积为6m2，用它发电65%的机械能转化为电能，其功率多大？
正确答案
解析
解：单位时间内流过横截面S的水的总动能为Ek=
故水流功率的计算公式为P水=Ek=
则电功率为P电=μP水=η（
=65%×（
答：机械能转化为电能的功率为3.38×105W．
关于能量转化有下列说法：
①太阳能热水器把太阳能转化为水的内能；
②燃气热水器把电能转化为水的内能；
③电热水器把电能转化为水的内能；
④空调把空气的内能转化为电能．
其中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：①、太阳能热水器利用太阳的热辐射将水加热，即把太阳能转化为水的内能．故①正确．
②燃气热水器是利用天然气燃烧释放的能量加热水，故是将化学能转化为水的内能，故②错误．
③电热水器是利用电流做功将电能转化为水的内能，故③正确．
④空调是利用电流做功将电能转化为空气的内能，故④错误．
故①③正确，故选B．
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B．分子间的距离r增大，分子间的作用力一定做负功，分子势能增大
C．晶体不一定都表现为各向异性
D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
（2）如图所示，将一个汽缸竖直放置在水平桌面上，在汽缸内用一个活塞封闭了一定质量的气体．在活塞上面放置一个物体，活塞和物体的总质量为10kg，活塞的横截面积为：S=100cm2．已知外界的大气压强为P0=1×105Pa，不计活塞和汽缸之间的摩擦力．在汽缸内部有一个电阻丝，接通电源后活塞缓慢升高h=10cm，则
①在这一过程中气体膨胀对外界做功多少焦耳？（g=10m/s2）
②在第①问中，若缸内气体的初始温度为27℃，体积为3×10-3m3，试求接通电源后缸内气体的温度是多少℃？
正确答案
解析
解：（1）A、由于液体表面存在张力，雨水在表面张力作用下没有透过布雨伞，故A正确；
B、如果分子间距离r大于分子间的平衡距离，分子间距离增大时分子做负功，分子势能增加，如果分子间距离r小于分子间的平衡距离，分子间距离变大时，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；
C、晶体分单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，各向异性，而多晶体没有规则形状，各向同性，故C正确；
D、悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数虽然越多，但是碰撞的不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，故D错误；
故选AC．
（2）①气体膨胀过程中对外界做功为：
W=Fh=PSh=（P0+
②气体等压膨胀，根据盖吕萨克定律，有：
解得：T2=
故：t2=T2-273=127°C
故答案为：（1）A C；（2）①110J；②127℃．
自然界物质运动的形式是多样的，每种运动形式都对应一种形式的能量．各种运动形式的能量在一定条件下可以______．
正确答案
相互转化
解析
解：自然界物质运动的形式是多样的，每种运动形式都对应一种形式的能量．各种运动形式的能量在一定条件下可以相互转化．
故答案为：相互转化
该组同学还查得空气比热C=1000焦/千克•℃，空气密度约为1.29千克/米3．
空气吸收热量的公式为Q=CM△t．根据本实验数据，试求：
（1）地球单位面积、单位时间获得的太阳能？
（2）当温度计温度不再升高时该组同学发现玻璃板和集热箱接触但没有压力，空气刚好没有泄露，要想通过气体的实验定律计算得到集热箱内的最高温度，还需要测出什么物理量？推导出计算公式？
（3）如果此实验中存在误差，说出产生误差的原因．（说出两点）
正确答案
解析
解：（1）单位时间内获得的太阳能等于气体内能的增加量；
Q=CM△t=5805J
（2）还要知道大气压P0和玻璃板地质量m．
当玻璃板和集热箱接触但没有压力时：气体的压强为P，
PS=P0S+mg
气体从270C开始到最高温度作等体积变化得：
（3）实验的误差包括理论误差和偶然误差，理论误差象容器与外界进行热交换；玻璃板反射了部分太阳光；偶然误差在温度计的读数上．
答：（1）地球单位面积、单位时间获得的太阳能9.675J/M2S； （2）还要知道大气压P0和玻璃板地质量m． 
（1）求小球沿轨道滑下的加速度的大小：
（2）若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度h1，至少为多大；
（3）若小球从斜轨道h2=5R处由静止到释放．假设其能通过B点．求在此过程中小球机械能的改变量．
正确答案
解析
解：（1）由牛顿第二定律有（mg-qE）sinα=ma得：
a=
（2）球恰能过B点有：
（mg-qE）=
由动能定理，从A点到B点过程，则有：
（mg-qE）（h1-2R）=
由（1）（2）解得h1=
（3）因电场力做负功，导致机械能减少，电势能增加
则增加量：△E=qE（h2-2R）=qE（5R-2R）=3qER
由能量守恒定律得机械能减少，且减少量为3qER．
绝热密闭的房间中有一台电冰箱，把这台正在工作的冰箱的门打开，工作一段时间．关于房间的平均温度，以下说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：把这台正在工作的冰箱的门打开，工作一段时间电动机消耗一定的电能，转化为内能；同时气体没有对外做功，也没有对外传递热量，使房间内气体的内能增加；气体的内能增加，所以气体的温度升高．故选项B正确；
故选：B
目前地热资源主要用来发电和供暖．若有85℃的地热水，质量为4×105kg，经过散热器放热后的水温为35℃，则这些地热水放出了多少热量？【c水=4.2×103J/（kg•℃）】
正确答案
解析
解：地热水的质量：m=4×105kg，
热水放出的热量：Q放=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×4×105kg×（85℃-35℃）=8.4×1010J．
答：这些地热水放出了8.4×1010J的热量．
正确答案
解析
解：设子弹的初速度为v0，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，
木块的质量为M，子弹的质量为m．
由动量守恒定律得：mv0=（M+m）v，解得：v=
木块获得的动能为△Ek=
系统产生的内能为Q=
故选AB．
关于能的转化和守恒，下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变．故ABC正确
D、随着能量耗散，能量可以利用的品质降低了，可利用的能源减少了，所以会有能源危机，故D错误；
因选错误的，故选：D
如图（a），磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上．A固定于导轨左端，B的质量m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动．将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲线I．若将导轨右端抬高，使其与水平桌面成一定角度θ[如图（b）所示]，则B的总势能曲线如图（c）中II所示（设B在x=0处时重力势能为零）．在图（b）的情况下，若将B放在x=15.0cm处，则B在该位置时的重力势能为______J，若将B在x=15.0cm处静止释放，则它能达到的最大速度为______ m/s，此时B受到的磁场力为______ N．
正确答案
解析
解：根据曲线I读出在x=15.0cm处的势能是0.1J，根据曲线II读出在x=15.0cm处的总势能是0.7J，运用能量守恒得：
x=15.0cm处，则B在该位置时的重力势能为0.7J-0.1J=0.6J
由图读得释放处（x=15.0cm处）势能Ep=0.70J，此即B的总能量．由于运动中总能量守恒，因此在势能最小处动能最大，由图象得最小势能为0.5J，
则最大动能为：Ekm=0.7-0.52=0.18J
最大速度为：vm=
最大速度位置B的加速度为零，所以B受到的磁场力为：F=mgsinθ=4.0N．
故答案为：0.6，0.85，4.0．
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