3．节能减排有关的有：新能源的利用，能量的转化。

典型例题剖析

[例题1] “神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图1所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是：(　　 )

A、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能　

B、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能　

C、飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施　

D、飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船

[解析]本题考查的是飞船运动过程中的能量转化和附着物发生的物态变化，解题的关键是从燃烧的实质内能的增加的角度思考。A、错应该是将机械能转化为内能，C、太空中无细菌，D、中应是吸收大量的热。

[答案]B

[例题2]“地球一小时”由世界自然基金会于2007年发起，号召人们在每年三月的最后一个周六晚上自愿关灯一小时，倡导节能减排行动，以共同应对全球气候变化。假设市区有5万个家庭响应号召，若每个家庭照明灯平均功率约为60W，那么在今年3月28日晚上关灯一小时可节约_____kw·h的电能，相当于　　kg热值为3.0×10³J/kg的标准煤完全燃烧所放出的热量。

[解析]本题考查的是电能的计算和燃料完全燃烧释放的热量的计算，解题的关键是熟悉电功和燃料完全燃烧释放的热量的计算公式。计算所消耗的电能时用公式：W=Pt，功率为60W×50000，时间是一小时可求出所节约的电能为3000度即1.08×10¹⁰J，再利用Q=qm可以求

出相当于燃烧煤的质量。

[答案]3000　360

[例题3]如图2所示，2008年8月l5日北京奥运会上，身高l68 cm、体重75㎏的我国举重运动员曹磊，挺举成绩为154kg，并用时1．5 s成功抓举起128㎏的杠铃。最后以总成绩282 k9获得女子75公斤级奥运会冠军。下列选项中，对曹磊将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是(　　　 )

A．她此次挺举对杠铃做功约为3000J

B．她此次挺举对杠铃做功约为6800J

C．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为l700W

D．她此次抓举对杠铃做功的平均功率约为4800W

[解析]本题考查的是功和功率的计算，解题的关键是判断物体是否做功。注意根据做功的条件可以判断出做功与否，然后根据做功的公式进行计算。

[答案]C　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

[例题4]某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车(排量1.6升)。第二组使用B型车(排量2.0升)。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。

(1)你认为下列哪些评价方式可以作为比赛评价标准? 　　　 　　 (填序号)

①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；

②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；

③行驶相同的路程，比谁用的时间短；

④用比值大小作比较。

(2)下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是 　　　。

(3)从本次比赛数据看， 　　　 型车比较节油。

(4)近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义? 　　　

[解析]本题考查的是比值法的应用，解题的关键是消耗相同体积的汽油，比较行驶路程的长短；或是行驶相同的路程，比较消耗的汽油体积的多少。“比较汽车节油的方法”可以由 “比较物体运动快慢的方法”迁移过来：方法一是消耗相同体积的汽油，比较行驶路程的长短；方法二是行驶相同的路程，比较消耗的汽油体积的多少；既可以计算消耗单位体积的汽油所行驶的路程来比较，也可以计算行驶单位长度的路程所消耗的汽油来比较。

[答案](1)①②④　　 (2)陈超　　 (3)A　　 (4)节约能源，降低污染(合理均可)

[例题5]2007年4月18日，新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在主要铁路线上，从而拉开了全国铁路第六次大提速的大幕。如图3所示的CRH2型动车组由5节车箱组成，车组总功率为6000kW，最大牵引功率为4800kW，最大行驶速度为200km/h。

(1)当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min，通过的路程是多少？在这个过程中车组受到的阻力是多少？

(2)为保证车组正常行驶，每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W。一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量？这些热量可使多少20℃的水温度升高到70℃？[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]

(3)仔细观察车头的外形，请你谈谈这样设计的好处。

[解析]本题考查的是功的计算和比热容的计算，解题的关键是能量的全部转化。通过s=vt可以计算出车组通过的路程，通过W＝Pt可以计算出牵引力所做的功，根据F=W／s可以计算出牵引力的大小，利用二力平衡的条件可以知道阻力等于牵引力的大小。电能全部转化为热量，利用公式Q = W = Pt计算，由m = Q/(c(t－t₀) )可以求得水的质量。流线型车头可以从减小阻力和流速与压强的角度去思考。

[答案](1)车组3min内所通过的路程s=vt=200km / h×(3 h／60)10km　

牵引力3min内做的功W＝Pt＝4800×1000W×3×60s = 8.64×10⁸J

由W=Fs 得F=W／s= 8.64×10⁸J／10⁴m=8.64×10⁴N

因车组做匀速直线运动，所受阻力等于其牵引力为8.64×10⁴N

(2)若电热水器消耗的电能全部转化为热，一节车箱的电热水器5min最多可产生的热量　Q = W = Pt＝2800 W×5×60s＝8.4×10⁵J

由Q = cm(t－t₀)得m = Q/(c(t－t₀) )＝8.4×10⁵J／(4.2×10³J／(kg·℃)×(70℃－20℃)＝4 kg

(3)①车头为流线型可减小高速行驶时的空气阻力②车头上部空气流速大，下部流速小，高速行驶时可减小车头对轨道的压力(压强)，从而减小阻力，降低噪声。

2．奥运会中的有关的有：惯性，能量转化，功的计算，新能源的利用。

1．“嫦娥工程”和“神舟飞船”相关的有：动能和势能的转化，机械能和内能的转化，相对运动和惯性。

10.从210 m处自由下落的雨滴，如果下落过程中重力对它做功的40%用来增加雨滴的内能，它落到地面时，温度升高了多少？(取g＝10 N/kg)

解析：解答本题的关键是,雨滴从高处下落时重力做的功W，其中40%转化为雨滴的内能Q，列出等式Q＝40%W。根据雨滴下落过程中重力对它做的功为W＝mgh,转化为雨滴的内能为Q＝cmΔt，其中c为水的比热容，m为雨滴的质量，h为雨滴的下落的高度，Δt为雨滴升高的温度，由Q＝40%W，即得cmΔt＝40%mgh,找到了等量关系即可求解。

答案：重力做的功为W= mgh

　 　转化为雨滴的内能为Q＝cmΔt

　　 由题意得Q=40%W

　　 所以cmΔt=40%mgh

　　 即Δt=40%mgh/cm=(40%×10 N/kg×210 m)/［4.2×10³J/(kg·℃)］=0.2 ℃。

快乐时光

　　 一次，林肯替一位用锄头砍死富豪恶犬的农夫辩护。

　　 富豪：被告为什么要用锄头砍死我的爱犬？

　　 林肯：因为你的恶犬首先伸头咬他。

　　 富豪：被告为什么没有倒过头来用锄柄将它赶走？

　　 林肯：因为你的恶犬没有倒过头来用屁股咬他。

8.在下列现象中，能量是怎样转化的？

(1)用锯锯木头，过一会锯条变热了；______________________

(2)木材燃烧，发光发热；_________________________________

(3)植物进行光合作用；_________________________________

(4)电动机通电后转动起来；_________________________________

(5)核电站发电；_________________________________

(6)蓄电池放电；_________________________________

(7)对蓄电池充电。_________________________________

解析：能量的转化是非常普遍的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。正确区分转化前、后能量的存在形式，理解转化过程，即可判断能量是怎样转化的。

答案：(1)机械能转化为内能；

　　 (2)化学能转化为内能和光能；

　　 (3)光能转化为化学能；

　　 (4)电能转化为机械能；

　　 (5)核能转化为电能；

　　 (6)化学能转化为电能；

　　 (7)电能转化为化学能。

7.(2010湖北宜昌模拟，21)通讯卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把能转化为能，供卫星使用。

解析：通讯卫星的太阳能电池板是通过能量转化，为通讯卫星提供能量的装置。所以它的作用是把太阳能转化为电能。

答案：太阳 电

6.火箭在大气层里加速上升的过程中(　　 )

A.机械能减少，内能增加　　　　　　 B.机械能增加，内能减少

C.机械能与内能都增加　　　　　　　 D.机械能不变，内能增加

解析：火箭由于加速上升，速度增大，火箭的动能增大，上升过程中高度增加，重力势能也增大，因此机械能也增大；火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，内能要增加，所以选项C正确。选项A、B、D错误。本题容易错选A，错误的原因是认为火箭在大气层中上升，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，而没有考虑到火箭加速上升，动能和重力势能都要增加，解答本题的关键是明确机械能的大小跟哪些因素有关。

答案：C

5.在一个密封的小房间里，放着一台开着门的电冰箱，给电冰箱通电，过一段时间后，房间的温度将…(　　 )

A.升高　　　　 B.降低　　　　　　　 C.不变　　　　　　 D.无法确定

解析：电冰箱的作用就是将热量从电冰箱里面搬运到外面，使冰箱里面内能减小，温度降低，但同时，外面的温度将升高。由能量守恒定律可得：冰箱里面内能减少的量，与外面内能增加的量是相等的，这样，在电冰箱门口，将不断地发生热传递，而房间内总的内能不变，所以，温度将保持不变。

答案：C

4.下面关于能量的说法中，正确的是(　　 )

A.用砂轮磨刀是由内能转化为动能

B.陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能

C.壶中的水沸腾时壶盖不停地跳动，是水的势能转化为壶盖的动能

D.用打气筒给轮胎打气，打气筒发热，是机械能转化为内能

解析：本题实际上考查了做功改变物体内能的实质，即内能和其他形式的能的相互转化。砂轮磨刀时，克服摩擦力做功，是机械能转化为内能，选项A错误。陨石进入大气层，克服摩擦力做功，消耗机械能，内能增大，温度升高，发光发热，选项B错误。壶中的水沸腾时产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀推动壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，选项C错误。用打气筒给轮胎打气，压缩气体做功，机械能转化为内能，选项D正确。

答案：D