魯科版（2019）高中物理必修第三冊(cè)課時(shí)分層作業(yè)20　能量的多種形式　能量的轉(zhuǎn)化與守恒　珍惜大自然練習(xí)題（含答案）

課時(shí)分層作業(yè)(二十)能量的多種形式能量的轉(zhuǎn)化與守恒珍惜大自然(建議用時(shí)：25分鐘)◎考點(diǎn)一對(duì)能量守恒定律的理解1．能源可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源。自然界以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源，需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級(jí)能源，它可以由自然界中大量存在的水來制?。?H2O→2H2＋O2－517.6J，下列敘述正確的是()A．電能是二級(jí)能源 B．水力是二級(jí)能源C．天然氣是二級(jí)能源 D．焦?fàn)t氣是一級(jí)能源A[電能是通過物質(zhì)燃燒放熱或者是由風(fēng)能、水能、核能等轉(zhuǎn)化來的，為二級(jí)能源，故選項(xiàng)A正確；水力是自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源，為一級(jí)能源，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；天然氣可以從自然界直接獲得，為一級(jí)能源，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；焦?fàn)t氣不能從自然界直接獲得，屬于二級(jí)能源，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]2．(多選)關(guān)于能源的開發(fā)與利用，下列觀點(diǎn)不正確的是()A．能源是有限的，無節(jié)制地利用能源是一種盲目的短期行為B．對(duì)能源進(jìn)行開發(fā)和利用的同時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)C．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的主要途徑D．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的CD[能源是有限的，常規(guī)能源都是短期內(nèi)不可再生的，故無節(jié)制地利用常規(guī)能源是一種盲目的短期行為，故A正確，D錯(cuò)誤；能源的開發(fā)和利用，必須同時(shí)考慮其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，不計(jì)后果地開發(fā)能源是不可取的，故B正確；開發(fā)新能源是緩解能源危機(jī)的主要途徑，不是加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的主要途徑，故C錯(cuò)誤，C、D符合題意。]3．(多選)行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量AD[這四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過程中都受到阻力作用，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場(chǎng)阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確；四個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過程中，汽車是動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確，B、C錯(cuò)誤。]4．(多選)下列屬于一次能源的是()A．太陽能 B．焦炭C．核能 D．汽油AC[一次能源是自然形成，未經(jīng)加工的，因此B、D錯(cuò)誤，A、C正確。]5．(多選)下列說法中正確的是()A．水能和風(fēng)能是“可再生能源”B．太陽能是一種清潔能源C．沼氣是一種新能源D．核能對(duì)環(huán)境的污染比常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的污染更大ABC[水能和風(fēng)能是“可再生能源”，A正確；太陽能是清潔能源，B正確；沼氣是人們開發(fā)的新能源，C正確；核能對(duì)環(huán)境的污染比常規(guī)能源較小，D錯(cuò)誤。]◎考點(diǎn)二自然過程的方向性6．關(guān)于“節(jié)約能源”下列說法正確的是()A．由于自然界的能量的總和是守恒的，所以節(jié)約能源是毫無意義的B．浪費(fèi)能源只是浪費(fèi)個(gè)人金錢，對(duì)整個(gè)社會(huì)和自然界是無關(guān)緊要的，因?yàn)槟芰渴鞘睾愕腃．從能量轉(zhuǎn)化的角度看，自然界中宏觀過程是有方向性的，能量的利用受這種方向性的制約，所以“節(jié)約能源”對(duì)人類社會(huì)發(fā)展有很大影響D．上述說法都是錯(cuò)誤的C[能量雖然守恒，但能量耗散現(xiàn)象表明能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，在利用能量的過程中能量的品質(zhì)降低了，故需要節(jié)約能源，C選項(xiàng)正確。]7．(多選)關(guān)于“能量耗散”，下列說法正確的是()A．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低B．能量耗散使能的總量減少且違背了能量守恒定律C．能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能無法再被人類利用D．各種形式的能量向內(nèi)能轉(zhuǎn)化時(shí)是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的ACD[能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化過程中有一部分以內(nèi)能的方式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；耗散的內(nèi)能無法被人類再利用，選項(xiàng)C正確；其他形式的能可以自動(dòng)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項(xiàng)D正確。]◎考點(diǎn)三對(duì)熵的理解8．已知一個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)宏觀態(tài)甲、乙，其對(duì)應(yīng)微觀態(tài)的個(gè)數(shù)分別為較少、較多，則下列關(guān)于對(duì)兩個(gè)宏觀態(tài)的描述及過程自發(fā)的可能方向的說法中正確的是()A．甲比較有序，乙比較無序，甲→乙B．甲比較無序，乙比較有序，甲→乙C．甲比較有序，乙比較無序，乙→甲D．甲比較無序，乙比較有序，乙→甲A[一個(gè)宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)微觀態(tài)的多少標(biāo)志了宏觀態(tài)的無序程度，從中還可以推知系統(tǒng)自發(fā)的方向，微觀態(tài)數(shù)目越多，表示越無序，一切自然過程總沿著無序性增大的方向進(jìn)行，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]9．如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點(diǎn)。已知在OM段，小物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度為g。求：(1)小物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度；(2)輕彈簧在最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能(設(shè)輕彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)。[解析](1)由機(jī)械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(2gh)。(2)在水平滑道上小物塊A克服摩擦力所做的功為W＝μmgd由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Ep＋μmgd以上各式聯(lián)立得Ep＝mgh－μmgd。[答案](1)eq\r(2gh)(2)mgh－μmgd(建議用時(shí)：15分鐘)10．在寒冷的天氣中將一盆水放在戶外，經(jīng)過一段時(shí)間后這盆水就會(huì)結(jié)冰，液態(tài)水的分子無序程度比冰的無序程度要大，那么下列說法正確的是()A．結(jié)冰的過程違反熵增加原理B．結(jié)冰的過程不違反熵增加原理C．無法判斷結(jié)冰的過程中是否違反熵增加原理D．結(jié)冰的過程是否違反熵增加原理，要看研究對(duì)象的選取B[液態(tài)的水比冰的無序程度大，但熵增加原理適用于孤立系統(tǒng)，而不是個(gè)別不孤立的系統(tǒng)。一盆水在寒冷的天氣中并不是孤立系統(tǒng)，因?yàn)樗c外界大氣有能量交換，所以結(jié)冰的過程并不違反熵增加原理，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]11．一質(zhì)量均勻不可伸長(zhǎng)的繩索，固定在A、B兩端，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示。今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力，將繩索緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索AB的重心位置將()A．升高 B．降低C．先降低后升高 D．始終不變A[物體的重心不一定在物體上，對(duì)于一些不規(guī)則的物體要確定重心是比較困難的，本題繩索的重心是不容易標(biāo)出的。因此，要確定重心的變化，只有通過其他途徑確定。當(dāng)用力將繩索緩慢地從C點(diǎn)拉到D點(diǎn)，外力在不斷地做功，而繩索的動(dòng)能不增加，因此外力做功必定使繩索的重力勢(shì)能增加，故繩索的重心將升高，A正確。]12．(多選)一根輕彈簧，上端固定，下端拴一個(gè)重物P，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示?，F(xiàn)有外力把它緩慢向下拉一段距離，則以下說法正確的是()A．向下拉的某段過程中，重力勢(shì)能的減少量可能大于彈性勢(shì)能的增加量B．向下拉的任一段過程中，重力勢(shì)能的減少量一定小于彈性勢(shì)能的增加量C．撤去拉力，P在任一段運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能的增加量一定等于彈性勢(shì)能的減少量D．撤去拉力，P在某段運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能的增加量可能等于彈性勢(shì)能的減少量BD[向下拉的某段過程中，彈簧的拉力等于重力和外力的和，重力勢(shì)能的減少量一定小于彈性勢(shì)能的增加量，故A錯(cuò)誤，B正確；撤去拉力，P在運(yùn)動(dòng)過程中，重力和彈簧的彈力做功，彈性勢(shì)能的減小量等于重力勢(shì)能的增加量和重物動(dòng)能的增加量的和，故C錯(cuò)誤；重力和彈簧的彈力做功，彈性勢(shì)能的減小量等于重力勢(shì)能的增加量和重物動(dòng)能的增加量的和，只有在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)的時(shí)候，重力勢(shì)能的增加量等于彈性勢(shì)能的減小量，故D正確。]13．風(fēng)能是一種環(huán)保型能源，目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)2640MW(MW表示兆瓦)。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)空氣的密度為ρ，水平風(fēng)速為v，風(fēng)力發(fā)電機(jī)每個(gè)葉片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η。(1)求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P的表達(dá)式。(2)若某地平均水平風(fēng)速為v＝10m/s，空氣密度ρ＝1.3kg/m3，所用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度L＝4m，效率η＝25%，平均每天發(fā)電20小時(shí)，則平均每天能獲得多少電能？[解析](1)葉片旋轉(zhuǎn)所形成的圓面積為S＝πL2時(shí)間t內(nèi)流過該圓面積的空氣柱體積為V＝Svt＝πL2vt空氣柱的質(zhì)量為m＝ρV＝ρπL2vt空氣柱的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)ρπL2v3t轉(zhuǎn)化