- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、γ粒子的贯穿本领很强，电离作用很弱，故A错误；
B、核反应中的质量亏损现象遵循能量守恒定律，故B错误；
C、某个平面镜反射光的能量为入射光能量的80%，设光子的频率为v，则每个光子的能量为hv，光的能量与光子个数成正比，则表示反射光光子的数量是入射光光子数量的80%，故C正确．
D、机械波和电磁波，都属于波，都具有发生干涉和衍射现象．故D正确．
故选：CD．
19世纪40年代前后，科学界已形成了一轴思想氛围，即用联系的观点去观察自然，这种思想促进了能量转化与守恒定律的建立．在能量转化与守恒定律建立的过程中，下列说法不符合史实的是（ ）
正确答案
解析
解：
A、焦耳测出热功当量的数值，建立了力和热的联系，符合科学事实，故A正确．
B、焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系，也符合科学事实，故B正确．
C、奥斯特发现电流的磁效应，首次建立了电和磁的联系，故C不符合科学事实，故C错误．
D、法拉第发现电磁感应现象，进一步揭示磁和电的联系，故符合科学事实，故D正确．
本题选不符合科学事实的，故选：C
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（ ）
正确答案
解析
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．
（2016•南京模拟）下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其它形式的能一定增大．故A正确．
B、某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其它物体的能量增加．故B正确．
C、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器--永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的．故C正确．
D、石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，能量并没有消失；故D错误；
本题选错误的，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，气垫导轨的倾角θ为______；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．（计算时取g=10m/s2）
正确答案
0.6J
53°
0.85
4.0
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
根据重力势能的定义Ep=mgh
所以h=0.12m
所以sinθ=
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mgsinθ=4.0N．
故答案为：0.6，53°，0.85，4.0．
一个截面积为S的圆形绝热容器装有质量为m的水．已知水的比热容为c，水的温度为t1，在阳光下照射时间为T后，温度升高到t2．若照射时阳光与水平方向的夹角为α，试算出阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率．
正确答案
解析
解：水的温度从t1升高到t2，吸收的热量为：
Q=cm（t2-t1）
设阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率为P，则得：
Q=PTSsinα
联立，P=
答：阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率为
一木块放在光滑的水平地面上，一子弹以某一初速度水平射入木块，并和木块-起以共同速度沿水平地面运动．已知木块的质量是子弹质量的k倍，且子弹射入木块过程中产生的热量有2/5被子弹吸收，子弹的温度因此升高了T℃．设子弹的比热为C，求子弹射入木块前的速度．
正确答案
解析
解：设子弹质量为m，则木块质量为km，子弹射入木块前的速度为v0，射入后共同速度为V
弹射击木块的过程，根据动量守恒定律得：mv0=（m+km）V
故有：V=
由能量转化得：△E=
解得：v0=
答：子弹射入木块前的速度为
正确答案
解析
解：冰箱工作一天的能耗只相当于一个25瓦的灯泡，从图象工作时间为20min-30min，50min-60min，即有三分之一的时间是工作的，根据能量守恒定律，有：
25W×1h=P×
解得：P=75W；故C正确．
故选：C
（1）据北京市气象台监测显示，2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风，其短时风力达到近十级．在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中，如图甲所示．已知该信息亭形状为长方体，其高度为h，底面是边长为l的正方形，信息亭所受的重力为G，重心位于其几何中心．
①求大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做多少功；
②若已知空气密度为ρ，大风的风速大小恒为v，方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面，大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零．求信息亭正常直立时，大风给它的对时间的平均作用力为多大．
（2）风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能（气流的动能）转化为电能，其主要部件如图乙所示．已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变．当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P．求在同样的风向条件下，风速为
利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定．请你提出一条合理性建议，解决这一问题．
正确答案
解析
解：（1）①信息亭被大风吹倒的过程中，其重心上升的最大高度为
△h=
当信息亭重心最高时速度为零，风对信息亭所做的功最少．设风吹倒信息亭至少做的功为W，由动能定理，有 W-G△h=0
解得 W=
②在△t时间内垂直于信息亭表面吹来的风的空气质量为△m=ρhlv△t
设信息亭对空气的作用力为F，由动量定理，有-F△t=0-ρhlv2△t
解得 F=ρhlv2
根据牛顿第三定律可知，大风（空气）对信息亭的作用力
F′=F=ρhlv2
（2）单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为m=ρSv
这些空气所具有的动能为 Ek=
设风力发电机将风能转化为电能的效率为k，则风力发电机输出的电功率为
P=kEk=
当风速为
若风向改变，可以调整风车的叶面朝向，使叶面与风速垂直，风力发电机更多地接受风能；风大时可以让风力发电机将多余的电能给蓄电池充电，把电能储存起来，发电机输出功率变小时用蓄电池辅助供电等．
答；（1）①大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做功
②信息亭正常直立时，大风给它的平均作用力为ρhlv2．
（2）发电机输出的电功率为
从10m高空由静止开始下落的水滴，在下落过程中，水滴重力势能的42%转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高______℃．（已知水的比热容c=4.2×103J/kg•℃，g=10m/s2）
正确答案
0.0095
解析
解：设一滴水的质量为m，故一滴水所受的重力为：
G=mg；
下落10m后，重力做的功为：
W=Gh=mgh；
转化成的内能为：
W1=W×40%=0.4mgh；
由公式Q=cm△t得：
△t=
故答案为：0.0095℃．
有一小电珠，功率为P，均匀地向周围空间辐射平均波长为λ的光波，则在以小电珠为圆心，r为半径的球面上，每秒通过单位面积的光能为______，每秒通过面积S的光子数为______．（普朗克常量为h，光在真空中的速度为c）
正确答案
解析
解：每秒发出的光能量为E=Pt=P；
光均匀辐射到半径是r的球面上，则单位面积上的光能为：
E0=
S面积上的光能为：ES
则由E0S=nh
解得：n=
故答案为：
一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为电子偶素的新粒子．电子偶素中的正电子与负电子都以速率 v 绕它们连线的中点做圆周运动．假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量 m、速率 v 和正、负电子间的距离 r 的乘积也满足量子化条件，即mrv=n
正确答案
解析
解：正负电子绕半径为
设正负电子的动能为Ek+、Ek-则有：Ek+=Ek-=
势能为：Ep=-k
则总能量为：E=Ek++Ek-+Ep=
根据量子化条件为：mrv=n
知得：rn=
所以与量子数对应的能量为：E=
n=1时，电子偶素的能量最小，处于基态，有：E1=
n=2时，是第一激发态，与基态的能量差为：△E=
答：电子偶素处在各定态时的r为rn=
能量为
第一激发态与基态能量之差为
以下说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、热量能自发的由高温物体传到低温物体，茶能自动变得更冷，故A错误
B、不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．故B错误
C、不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．故C错误
D、不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．故D正确
故选D．
公园里有一个喷泉，喷水高度为5m，水泵功率为8KW，估算任一时刻有______m3的水喷在空中．
正确答案
0.32
解析
解：水喷出后做竖直上抛运动，由速度位移公式得：v2=2gh，
由能量守恒定律得：Pt=
水的质量：m=ρVt，
代入数据解得，体积：V=0.32m3；
故答案为：0.32．
关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：AB、据能量守恒定律知，能量既不能凭空产生，也不可能凭空消失，只能从一种物体转移到另一种物体，另一种形式转化为另一种形式，在转化或转移过程中能量的总量保持不变，故A正确，B错误；
CD、虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，无法把消耗的内能重新收集利用，所以必须节约能源，故C错误，D正确，
故选：AD．
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