第3章 能量的转化与守恒 综合练习（含解析 3.7-3.8）.docx

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1、3. 7-3.8综合练习一、选择题1 .人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是（）A.核电站能控制裂变的反应速度B.原子弹对聚变的链式反应不加控制C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变2.下列家用电器在工作中，将电能转化为机械能的是（）3.电影厉害了，我的国自今年3月2日在全国上映来燃爆各大影院，特别是作为大国工程和“一带一路”国家名片的“华龙一号”核电机组（如图），代表创新成果的人造太阳，在影片中亮相，再次彰显了大国实力，很是抢镜！以下关于核电站说法正确的是（）.利用核聚变原理C.核能直接转

2、化为电能B,利用核裂变原理D.核能是原子内部的化学反应释放出来的能量4.归纳法是学习科学的重要方法，下列图示正确的是（）A乱林 A应夷型化合反应器:基本反应类型R物质的分类D,与忙出史上金属的化学性质5.下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（）A.燃料燃烧时发热，化学能转化为内能B.水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能C.植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能D.在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体6.能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（）A.核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路

3、所需的电能B.发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水C.汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同D.手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功力如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率等于（）A.计。气4.X100%B.X100%C. X100%D.X100%西8.关于核能的应用，下列说法中不正确的是（）A.人类利用核能的途径是核裂变和核聚变B.太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成的C.原子弹是在可控的链式反应下进行的核裂变D. a、B、三种放射线中，射线可以治疗癌症9.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人整体上

4、升,如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是（）A.向上起跳过程中小金的动能持续增大B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒C.小金跳一次克服重力做功约3焦D.小金跳绳的功率约为50瓦10.如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于0点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（）A.运动至最高点时，受平衡力作用B.运动至O点时，动能最大C.运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能D.从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能二、填空题IL在

5、我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应。工作流程如图所示，经过地下井一汽轮机一发电机，其能量转化过程是将内能转化为能再转化为能。域F并12 .如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率为；一盏工作时的效率为30%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为Wo节能灯产生的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化具有13 .如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A.B（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为

6、o（2）C点距离水平面的高度为o14 .如图甲所示，小球从某高度静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧至弹簧被压缩到最短的过程中，得到小球速度V和弹簧压缩量Al之间的关系图像，如图乙。（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）（1） b为曲线最高点，此时小球受到的重力弹力（选填“”、V”或“=”）。（2）请写出bc时发生的能量转化过程。15 .如图所示，高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能（选填“守恒”或“不守恒”）;图乙所示的图象表示该物块的（选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。三

7、、实验题16 .小明利用如图所示的实验装置，探究动能大小的影响因素。实验时小明让不同质量的铁球从斜面的某一高度静止释放，并测量长图钉被撞击后插入泡沫块的深度。实验数据如表所示。实验次数12345铁球质量/克510101520铁球释放高度/厘米5040605020图钉插入深度/厘米2.03.24.86.0X（1）实验中采用了转化法，即长图钉插入泡沫块的深度越深，则表明小球的动能越大。请结合功与能关系对其原理进行解释:（2）根据实验获得的数据，推测表格中X的大小为厘米。（3）实验过程中，小明发现长图钉插入的深度比较接近，导致无法准确得出实验结论，针对以上问题可采取的改进措施为：。四、解答题17 .

8、2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氮一3（He-3）被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氮一3”就能满足我国一年所需的能源需求。(1)使用“氮一3”作为能源，需通过(选填“轻核聚变”或“重核裂变”)释放其内部的核能。(2)采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？(已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6)(3)在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升

9、器发动机的功率至少多大18 .为了方便高速公路通行，高速公路收费站有专门的ETC通道，即电子不停车收费系统，车辆在通过ETC车道时，在车上装有的电子标签和电子不停车收费通行卡，与车道天线进行微波通讯，无需停车就能自动完成进出高速公路信息读取和缴费。(1)ETC电子标签电路可简化成如图所示，太阳能电池是将太阳能直接转化为能供信号收发器和通行卡读卡器使用。佑“收发器通行卜读卡可IAal能电池卜(2)小明家的汽车油箱总容积为50升，则油箱中加满密度为0.7千克/分米3的汽油时，比不装油时质量增加多少？(3)2015年起，浙江省将在各高速收费站安装车道天线，记录汽车行车轨迹，便于按汽车实际经过路线收费

10、。某天小明爸爸开车去杭州，嘉兴南湖收费站10时20分测到小明爸爸的汽车进入高速公路信号，11时10分杭州北收费站测到此汽车到达信号。若该汽车平均速度为100千米/时，则嘉兴南湖入口到杭州北出口的实际距离为多少？(4)小明爸爸开车经过杭州北收费站时，屏幕显示“1.5吨，40元”。说明小明家汽车总质量为L5吨。若汽车四个轮子与地接触面积共0.1平方米，则汽车对地面的压强为多少帕？3.7- 3.8综合练习答案解析一、选择题1 .原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的速度不加控制，而核电站是控制裂变的速度让能量得以缓慢释放。【解答】解：原子弹及核电站都是利用了重核的裂变，

11、但原子弹是让核能瞬间释放，不加以控制，而核电站通过吸收中子而控制反应速度，从而使能量缓慢释放。A.核电站通过对中子的控制来控制裂变的链式发应速度，故A正确；B、原子弹应用的是核裂变不是核聚变，故B错误；C、核电站也是利用的核裂变，故C错误；D、原子弹是利用的核裂变，在反应过程中不加控制让能量瞬间释放，故D错误；故选：A.2 .电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。【解答】解：A.电饭煲工作时只要把电能转化为内能，故A错误；8 .电风扇工作时只要把电能转化为机械能，故B正确；C.电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，少

12、部分电能转化为内能，故C错误；D.电热水壶工作时主要把电能转化为内能，故D错误。:Bo3. B根据核电站的知识分析判断。核电站利用的可控核裂变原理，故A错误，B正确；在核电站中，先通过核反应堆，将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能，故C错误；核能是有原子的变化（裂变或聚变）时释放出来的能量，由于变化在原子层面，没有新分子生成，所以不属于化学变化，故D错误。故选B。4. D【解析】（1）根据四种基本反应类型判断；（2）根据物质分类的知识判断；（3）根据核裂变的定义判断；（4）根据金属的性质判断。A.基本反应类型为：分解反应，化合反应、复分解反应和置换

13、反应，故A错误；B.纯净物分为单质和化合物，而化合物为氧化物和非氧化物，故B错误；C.核裂变为重核变成轻核，而图片为轻核变成重核，故C错误；D.金属和氧气反应，生成金属氧化物，金属氧化物和酸反应生成盐，反应了金属的化学性质，故D正确。故选D。5. 自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，同种能量也可在不同物体间进行转移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。【解答】解：A.燃料燃烧时发热，化学能转化为内能，故A正确；B、水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故B错误；C、植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能，故C错误；D、在热传递中，热量总是从温度高的物体传到温

14、度低的物体，故D错误。故选：A.6. D根据核能发电的相关知识分析判断。【解答】A.核反应堆进行的核裂变释放核能，核能再对水加热，转化为水蒸气的内能，然后水蒸气再推动汽轮机旋转，并带动发电机旋转发出电能，即将内能转化为机械能，再将机械能转化为电能，故A错误；B.发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；C.汽轮机工作是利用做功的方式改变水的内能，而电热壶内水温升高是利用热传递改变内能，故C错误；D.手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功，故D正确。故选D。7. C【解析】根据热机效率的定义分析解答。热机所做的机械功与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫做热机的效率。

15、根据图片可知，燃料释放的内能为E,有用的机械能为E2,那么热机的效率为：100%,故C正确，而A.B、D错误。故选Co8. C【解析】根据核能的知识分析判断。A.人类利用核能的途径是核裂变和核聚变，故A正确不合题意；B.太阳发光发热和氢弹爆炸都是轻核聚变释放能量造成，故B正确不合题意：C.原子弹是在不可控的链式反应下进行的核裂变，故C错误符合题意；D.a、B、三种放射线中，射线可以治疗癌症，故D正确不合题意。故选Co9. D【解析】（D动能与质量和速度有关；（2）注意克服摩擦做功，将机械能转化为内能；（3）根据W=Gh计算；（4）根据公式P=广计算跳绳的功率。A.向上起跳过程中小金的动能转化为

16、重力势能和内能，速度减小，即动能减小，故A错误；B.在整个跳绳过程中小金的机械能会部分转化为内能，即机械能减小，故B错误；C.小金跳一次克服重力做功约：W=Gh=50kg1ONrkg0.06m=30J,故C错误；D.小金跳绳的功率约为：P=：=3000=50w,故D正确。故选Do10. C【解析】（1）如果物体受到的合力为0,那么它受到平衡力的作用；（2）当合力的方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为0时，加速停止，此时物体的运动速度最大；（3）根据能量转化和守恒定律分析；（4）弹簧的弹性势能不能直接转化为小球的重力势能，只能先转化为小球的动能，再转化为小球的重力势能。A.当小球运动到

17、最高点时，只受重力作用，此时受到的不是平衡力，故A错误：B.开始的一段时间内，弹力大于小球的重力，做加速运动；当弹簧的弹力和小球的重力相等时，加速停止，此时小球的速度达到最大，动能最大。由于此时仍然有向上的弹力，所以该点肯定在。点下面,第9页（共13页）故B错误；C.根据机械能守恒可知，弹簧减小的弹性势能等于小球增加的机械能；当小球运动到最高点时，它只具有重力势能，故C正确；D.从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，故D错误。故选C二、填空题11. 机械能；电【解析】地热发电站的工作过程是将大地的内能经过汽轮机、发电机转化成我们普遍使用的电能。地热发电站发电时，先利用

18、地下井获得地热，将水加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能；所以整个过程能量的转化是：内能一机械能一电能。故答案为：机械能电12. 10%；20；方向性【解析】（1）根据能量转化效率Tl=JJxIO0%计算即可；（2）根据首先根据n=2?XlOO%计算出白炽灯的有效功率，再根据同样的公式计算出节能灯的功率。（3）根据能量转化和转移的方向性分析解答。（1）白炽灯的工作效率n=器Xoo%=含1Xoo%=io%；（2） 60W白炽灯的发光功率为：60W10%=6W;那么需要节能灯的功率为：黑=20LV；（3）节能灯产生

19、的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化具有方向性。13. （1）mg11（2） 2h-H【解析】（1）根据W=Gh计算出重力做的功：（2）物体在水平面上损失的机械能等于物体在A.B两处时重力势能的差值。而物体最终达到C点时，在水平面上往复两次，用A点的机械能减去两次消耗的机械能，得到C点的机械能，最后再计算C点的高度即可。（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为：W=Gh=mgH;（2）物体在水平面上运动一次消耗的机械能：mgH-mgh=g（H-h）；物体再次回到C点时的机械能：mgH-2mg（H-h）=2mgh-mgh;则C点的高度为：hc=丝H=2h-Homa14. （

20、1）=（2）小球的机械能转化为弹簧的弹性势能【解析】（1）小球接触弹簧后开始一段时间内，它受到的弹力小于重力，小球在向下的方向上做加速运动；当弹力等于重力时，小球加速过程停止，这个时刻就是小球速度最大的时刻；接下来小球受到的弹力大于重力，小球在竖直方向上做减速运动，直到速度为0,根据这个规律判断即可；（2）b-c的过程是小球速度减小的过程，据此判断它的能量转化。（l）b点的速度最大，也就是说这点加速停止，即处于平衡状态，那么这时小球的重力等于弹力；（2）b-c的过程是小球速度减小的过程，那么它的动能减小；弹簧被压缩，它的弹性势能增大，因此发生的能量转化为：小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。故答

21、案为：（1）=；（2）小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。15.守恒；重力势能【解析】（1）光滑斜面没有摩擦力，因此物体从斜面上滑下时就没有机械能转化为内能，即机械能守恒；（2）动能的影响因素是速度和质量；重力势能的影响因素是高度和质量。（1）高为h的光滑斜面上，一个质量为m的物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，重力做功，在向下运动的过程中物块机械能守恒；（2）图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。三、实验题16.（1）小球动能越大，传递给长图钉的能量也越大，克服长图钉的摩擦力做功，根据W=fs,摩擦力相同，W越大，S越大。（2）3.2（3）增大两球质量差、或增加小球

22、的下落高度差、增加撞击次数；选用质量更大的小球【解析】（1）根据能量转化和功的计算式W=Fs分析解答；(2)根据表格数据，确定图钉插入深度与铁球质量和高度的关系，然后推算X的数值。(3)球的质量越大，高度越大，撞击的次数越多，图钉受到的撞击能量越大，则图钉插入越深，据此分析解答。(1)实验中采用了转化法，即长图钉插入泡沫块的深度越深，则表明小球的动能越大。原理为：小球动能越大，传递给长图钉的能量也越大，克服长图钉的摩擦力做功，根据归fs,摩擦力相同，W越大，s越大。(2)根据实验1和4可知，当高度相同时，铁球质量增大到原来的3倍时，深度也增大到原来的3倍，即深度与铁球质量成正比；根据实验2和3

23、可知，当铁球质量相同时，高度增大到原来的1.5倍，深度也增大到原来的1.5倍，即深度与高度成正比。那么图钉插入深度与质量和高度关系可以表示为：h=amh庙；根据实验1得到：2cm=a5g50cm;根据实验5得到：x=a20g20cm;两式作比得到：2cm=X400解得：x=3.2cmo(3)实验过程中，小明发现长图钉插入的深度比较接近，导致无法准确得出实验结论，针对以上问题可采取的改进措施为：增大两球质量差、或增加小球的下落高度差、增加撞击次数；选用质量更大的小球。四、解17. (1)轻核聚变(2)解；月壤在月球上所受重力G=&=。9孑克XI。牛/千克=1.5牛46W=Gh=L5牛Xl米=L5

24、焦答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。解;W=Fs=3000牛15000米=4.5XUf焦t=6分钟=360秒上4.5107_9rviskP360秒-L25XlUpL答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25XIO瓦才能满足要求。(1)使用“氮一3”作为能源，需通过轻核聚变释放其内部的核能。18. (1)电(2) VP=m=PV=O.7千克/分米X50分米3=35千克(3) Vv=%.S=Vt=100千米/时X0.833小时=83.3千米(4) p=1.5XIO千克X10牛/千克/0.1米2=1.5105帕【解析】该题主要考查能量转化问题，太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的一种装置；密度公式P=7；速度公式V=s;压强公式P=pvt