功和能综合应用（练习）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】（原卷版+解析版）

高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 功和能综合应用 一、选择题 1. 水力发电过程中，水的能量转化顺序正确的是（　　） 电能→水的重力势能→水流动能 水的重力势能→水流动能→水轮机机械能→电能 水的动能→电能→重力势能 水轮机机械能→水的重力势能→电能 2. 关于水电站工程数据，下列说法正确的是（　　） 装机容量的单位表示能量 年发电量的单位·表示功率 装机容量反映发电功率，年发电量反映一段时间内输出的能量 装机容量和年发电量都是同一种物理量，可以直接相加 3. 抽水蓄能电站在用电低谷抽水时，主要发生的能量转化是（　　） 水的重力势能转化为电能 电能转化为水的重力势能 电能转化为水的动能后全部消失 电能和重力势能都转化为内能 4. 在水量相同的情况下，水电站提高拦河坝上下游的高度差，主要可以（　　） 减小水所具有的重力势能 增大单位质量水能够释放的重力势能 使装机容量的单位由变为· 使水轮机不再需要发电机 二、填空题 5. 质量为的水从高处下落，取。水的重力势能减少____。 6. 水电站的装机容量通常用____作单位，某年输出的电能通常用____作单位。 7. 抽水蓄能电站在用电高峰放水发电时，水的____能转化为水轮机的机械能，最后转化为____能。 8. 水力发电能否获得较大发电量，通常与水的____、河流的____以及水流持续工作的时间有关。 一、选择题 9. 某水电站把水的机械能转化为电能，若忽略水流损失，关于提高发电量的做法正确的是（　　） 只增大河道水平长度 在水量和设备不变时适当增大有效落差 把年发电量的单位改写成后数值一定不变 减少水轮机转动时间 10. 抽水蓄能电站能够缓解电网负荷波动，主要是因为它（　　） 只能在用电高峰消耗电能 只能把水的动能转化为内能 能够在低谷储存电能、在高峰释放电能 能够使所有输送电能都没有损失 11. 一小球从光滑轨道高处由静止下滑，经过最低点后进入光滑水平面并压缩弹簧。忽略空气阻力，则（　　） 小球下滑时机械能逐渐增加 小球压缩弹簧时机械能逐渐减小 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 小球到达最低点时重力势能和动能都最大 二、填空题 12. 质量为的水从高处下落，水电站能量转化效率为%，取，则理论上可转化为的电能为____。 13. 小石块以的水平速度从高处抛出，忽略空气阻力，取。小石块落地时的速度大小为____。 14. 一列车以的速度关闭动力后驶上高的斜坡，忽略阻力，取。若列车恰好到达坡顶，列车初始动能应为重力势能增加量的____倍。 三、解答题 15. 某抽水蓄能电站在用电低谷把质量为的水提升到高的上水库，抽水过程的综合效率为%，取。求：（）水增加的重力势能；（）抽水所需的电能；（）在用电高峰放水发电时，说明能量转化的主要过程。 　 　 　 学科网（北京）股份有限公司 $ 高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 功和能综合应用 一、选择题 1. 水力发电过程中，水的能量转化顺序正确的是（　　） 电能→水的重力势能→水流动能 水的重力势能→水流动能→水轮机机械能→电能 水的动能→电能→重力势能 水轮机机械能→水的重力势能→电能 【答案】 【解析】水库蓄水使水具有重力势能，水下泄形成动能并推动水轮机，水轮机带动发电机把机械能转化为电能。 2. 关于水电站工程数据，下列说法正确的是（　　） 装机容量的单位表示能量 年发电量的单位·表示功率 装机容量反映发电功率，年发电量反映一段时间内输出的能量 装机容量和年发电量都是同一种物理量，可以直接相加 【答案】 【解析】是功率单位，·是能量单位。装机容量描述功率上限，年发电量描述一段时间内输出的能量，二者不能混淆。 3. 抽水蓄能电站在用电低谷抽水时，主要发生的能量转化是（　　） 水的重力势能转化为电能 电能转化为水的重力势能 电能转化为水的动能后全部消失 电能和重力势能都转化为内能 【答案】 【解析】用电低谷时利用富余电能把水提升到上水库，电能转化为水的重力势能，为用电高峰发电储备能量。 4. 在水量相同的情况下，水电站提高拦河坝上下游的高度差，主要可以（　　） 减小水所具有的重力势能 增大单位质量水能够释放的重力势能 使装机容量的单位由变为· 使水轮机不再需要发电机 【答案】 【解析】重力势能变化与质量和高度差有关。水量相同而落差增大时，单位质量水能够释放的重力势能增多，有利于获得更多水能。 二、填空题 5. 质量为的水从高处下落，取。水的重力势能减少____。 【答案】 【解析】重力势能减少量为 。 6. 水电站的装机容量通常用____作单位，某年输出的电能通常用____作单位。 【答案】；· 【解析】装机容量描述发电功率，常用；一段时间内输出的电能常用·表示。 7. 抽水蓄能电站在用电高峰放水发电时，水的____能转化为水轮机的机械能，最后转化为____能。 【答案】重力势；电 【解析】上水库的水下泄时，重力势能先转化为水流动能并推动水轮机，再由发电机转化为电能。 8. 水力发电能否获得较大发电量，通常与水的____、河流的____以及水流持续工作的时间有关。 【答案】质量（或水量）；落差（或高度差） 【解析】水的重力势能与质量和高度差有关，实际发电量还与水流持续工作的时间及装置效率有关。 一、选择题 9. 某水电站把水的机械能转化为电能，若忽略水流损失，关于提高发电量的做法正确的是（　　） 只增大河道水平长度 在水量和设备不变时适当增大有效落差 把年发电量的单位改写成后数值一定不变 减少水轮机转动时间 【答案】 【解析】在水量和设备条件不变时，增大有效落差可使水释放更多重力势能，有利于提高可利用水能。水平长度不是直接决定重力势能变化的因素。 10. 抽水蓄能电站能够缓解电网负荷波动，主要是因为它（　　） 只能在用电高峰消耗电能 只能把水的动能转化为内能 能够在低谷储存电能、在高峰释放电能 能够使所有输送电能都没有损失 【答案】 【解析】抽水蓄能在低谷用电时把电能转化为水的重力势能，在高峰放水发电，把储存的机械能转化为电能，因此可以调节负荷。 11. 一小球从光滑轨道高处由静止下滑，经过最低点后进入光滑水平面并压缩弹簧。忽略空气阻力，则（　　） 小球下滑时机械能逐渐增加 小球压缩弹簧时机械能逐渐减小 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 小球到达最低点时重力势能和动能都最大 【答案】 【解析】轨道支持力不做功，系统中只有重力和弹力做功，故小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。压缩过程中动能转化为弹性势能。 二、填空题 12. 质量为的水从高处下落，水电站能量转化效率为%，取，则理论上可转化为的电能为____。 【答案】 【解析】水释放的重力势能为 ，按%的效率计算，电能为 。 13. 小石块以的水平速度从高处抛出，忽略空气阻力，取。小石块落地时的速度大小为____。 【答案】 【解析】小石块运动过程中只有重力做功，机械能守恒。由始、末状态关系得，所以。 14. 一列车以的速度关闭动力后驶上高的斜坡，忽略阻力，取。若列车恰好到达坡顶，列车初始动能应为重力势能增加量的____倍。 【答案】 【解析】列车恰好到达坡顶时速度为。初始动能为，重力势能增加量为，因此二者之比为。 三、解答题 15. 某抽水蓄能电站在用电低谷把质量为的水提升到高的上水库，抽水过程的综合效率为%，取。求：（）水增加的重力势能；（）抽水所需的电能；（）在用电高峰放水发电时，说明能量转化的主要过程。 【答案】（） ；（） ；（）水的重力势能转化为水流动能，经水轮机机械能转化为电能。 【解析】（）水增加的重力势能 。（）综合效率η，所以抽水所需电能电 。（）高峰放水时，上水库水的重力势能先转化为水流动能，再推动水轮机和发电机转化为电能。 学科网（北京）股份有限公司 $