人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展一课一练

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展一课一练，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．某同学在一根绳两端各栓一个可视为质点的小球，然后拿住绳的一端让绳竖直在3楼阳台上由静止释放，两小球落地的时间差为T，如果该同学手拿同样的装置用同样的方法从4楼阳台上静止释放小球，则两小球落地的时间差将（空气阻力不计）（ ）
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
2．如图所示，电动小车沿斜面从A点匀速运动到B点，在运动过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增加，总机械能不变
B．动能增加，重力势能减少，总机械能不变
C．动能不变，重力势能增加，总机械能不变
D．动能不变，重力势能增加，总机械能增加
3．某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则（ ）
A．水瓶落回地面时动能大小为mgH
B．上升过程中水瓶的机械能减少了
C．上升过程中水瓶的动能改变量为
D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率等于下落过程重力的平均功率
4．某校高三男子400m决赛成绩如表所示，下列说法正确的是（ ）
A．各道运动员的位移都是相等的B．1道运动员的平均速度为0
C．6道运动员过终点线的速度一定最大D．6道运动员起跑时的加速度一定最大
5．如右图是郴州市许多地方使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇， “肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（ ）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
6．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
B．能量耗散说明能量在转化的过程中，其总量会不断减少
C．能量耗散现象说明，在能量转化的过程中，可利用的品质降低了
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
7．浙江最大抽水蓄能电站2016年在缙云开建，抽水蓄能电站结构如图所示。抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时（如深夜），电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库；另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，再将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用。一抽一放起到了均衡电网负荷的作用。关于抽水蓄能电站下列说法正确的是（ ）
A．抽水蓄能的过程中，能量守恒
B．放水发电的过程中，机械能守恒
C．抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多
D．抽水蓄能电站建成之后，就不会再有能源危机问题了
8．某物体在恒力F作用下作直线运动，在时间内物体的速度由零增大到v，F对物体做功，给物体冲量为；若在时间内物体的速度由v增大到2v，F对物体做功，给物体冲量为，下列结论正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如小球所受空气阻力大小恒定，该过程的位移一时间图像如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出时的速度为12m/s
B．小球上升和下落的时间之比为
C．小球落回到抛出点时所受合力的功率为
D．小球上升过程的机械能损失大于下降过程的机械能损失
10．下列说法正确的一项是（ ）
A．只要物体受到力的作用，就一定有力对它做功
B．只要物体发生了一段位移，就一定有力对它做功
C．只有在物体受力的同时并且发生了一段位移，才一定有力对它做功
D．只要物体的动能发生了变化，合力就一定对该物体做了功
11．利用物体的动能做功，为人类服务的实例是（ ）．
A．自然界中海浪冲击海滩B．流动的水推动水轮机
C．龙卷风把耕牛卷到天空D．行驶中的公交车撞坏了隔离栏
12．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（ ）
A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害
C．电能的转换效率明显低于其他能源
D．核能发电的优点是低成本、零污染
二、多选题
13．下列关于“能量”的说法中，正确的是（ ）
A．运动员在激烈运动后，我们说运动员消耗了体内储存的能量
B．燃烧煤可以取暖，我们说煤燃烧时放出了能量
C．电灯发光、电炉发热电扇吹风，我们说都消耗了能量
D．B、C说法均错误
14．关于能源和能量，下列说法正确的有（ ）
A．自然界的能量是守恒的，所以地球上的能源永不枯竭
B．能源的利用过程中有能量耗散，所以自然界的能是不守恒的
C．电磁波的传播过程也是能量传播的过程
D．电动机是将电能转化为机械能的装置
15．一块长木板abc长为2L，沿与水平面成θ角倾斜放置，它的ab部分表面光滑，bc部分表面粗糙，两部分长度相等．木板下端口处有一与木板垂直的挡板，挡板上固定一段劲度系数为k的轻弹簧，弹簧长度为0.5L．将一质量为m的物块在木板的顶端c由静止释放，物块将沿木板下滑，已知重力加速度大小为g，下列表述正确的是
A．物块最终会在ab之间某一段范围内做往复运动
B．物块运动过程中克服摩擦力做的功最多为mgLsinθ
C．物块每一次下滑过程达到最大速度的位置是不一样的
D．物块每一次下滑过程中弹簧具有的弹性势能的最大值都等于
三、解答题
16．如图所示,静止在光滑水平面上的长木板,质量,长,与等高的固定平台长，平台右侧有一竖直放置且半径的光滑半圆轨道.质量的小滑块以初速度从的左端水平滑上,随后向右运动,长木板与平台碰撞前的瞬间,小滑块的速度大小为,此时还未达到共同速度.设长木板与平台碰撞后立即被锁定,小滑块可视为质点,小滑块A与平台之间的动摩擦因数小滑块与平台之间的动摩擦因数，，，求：
(1)长木板与平台碰撞前的瞬间, 的速度大小；
(2)小滑块最终停在离木板左端多远处?
17．如图所示，长l=5m，倾角为37°的倾斜传送带两端各通过一小段光滑圆弧与AB、CD两个光滑的水平轨道平滑连接，现有一质量m=lkg的小物体(可视为质点)以v=m/s的初速度从传送带C点沿CB方向运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到B点，g取10m/s2，sin37°=0.6，c0s37°=0.8，求：
(1)小物体跟传送带间的动摩擦因数μ；
(2)要使物体到达传送带底端B点的时间最短，则传送带逆时针匀速转动的速度至少多大；
(3)如果小物体在AB轨道上B点以某一初速度沿BC向上运动，此时传送带以1.3m/s2的加速度由静止开始逆时针匀加速转动，且物体能滑上CD轨道，求物体与传送带间由于摩擦产生热量的最大值．
某校高三男子400m决赛成绩
道次
成绩
1
65.4″
2
63.3″
3
60.5″
4
61.8″
5
62.7″
6
58.2″
7
59.8″
8
61.1″
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：设任一层阳台的高度为h，绳长为L，下面和上面的小球相继落地的时间为t1和t2．则得：h-L=gt12，h=gt22；两球落地的时间差为：T=t2-t1，联立解得： ；当h增大时，T变小，故C正确．故选C。
考点：自由落体运动
【名师点睛】解题时要知道自由落体运动遵循初速度为0的，加速度为g的匀加速直线运动的所有规律。
2．D
【解析】
【分析】
电动小车没有发生弹性形变，不考虑弹性势能，只从动能大小、重力势能大小的影响因素来考虑；
【详解】
电动小车沿斜面从A匀速运动到B时，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，由于动能不变，重力势能增大，则机械能增大，故选项D正确，选项ABC错误．
【点睛】
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，从而能判断机械能的变化．
3．C
【详解】
C．上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用，故有
解得
上升过程中，根据动能定理可得
解得上升过程中水瓶的动能改变量
选项C正确；
A．水瓶落回地面过程由于要克服阻力做功，机械能不守恒，所以落回地面时动能大小要小于mgH，选项A错误；
B．上升过程中克服阻力做功，等于机械能减小量，则
选项B错误；
D．水瓶上升过程克服重力做功和下落过程重力做功相同，但时间不同，所以上升过程克服重力做功的平均功率不等于下落过程重力的平均功率，选项D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．各道运动员的起点的不同，终点在一条直线上也不同，所以位移不同，A错误；
B．1道运动员的起点和终点相同，位移为零，平均速度为0，B正确；
C．6道运动员在运动过程中运动情况不清楚，过终点线的速度不一定最大，C错误；
D．6道运动员跑完全程用时最少，只能说明他运动的快，但不能说明起跑时的加速度一定最大，D错误。
故选B。
5．C
【详解】
这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，选项A错误；照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，选项B错误；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，磁场C正确；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，选项D错误；可得C选项正确．故选C．
6．C
【解析】
试题分析：能量既不会创生也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但由于能量耗散，故能量的可利用率越来越小．
解：A、在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但可利用率越来越小，故仍需节约能源．故A错误．
B、能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，但总量不会减少．故B错误．
C、能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，故C正确．
D、能量既不会创生也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体．故D错误．
故选C．
点评：能量转化和守恒定律是说能量总量保持不变，但能量耗散是说能量的可利用率逐渐降低．
7．A
【详解】
A．抽水蓄能的过程中，总的能量是守恒的，A正确；
B．放水发电的过程中，有部分重力势能转化为内能，机械能不守恒，B错误；
C．抽水蓄能，并不能使能量增多，总的能量保持不变，C错误；
D．抽水蓄能电站，能够合理调节用电高峰期和低峰期的调峰问题，但是能量总量并没有增加，我们仍面临着能源危机，还需节约能源，D错误。
故选A。
8．C
【解析】
根据动能定理得：W1=mv2，W2=m(2v)2−mv2=mv2，则W1＜W2．由动量定理得：I1=mv，I2=2mv-mv=mv，则I1=I2．故选C．
点睛：根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用．
9．C
【详解】
由图知，小球上升的位移 x=24m，用时 t1=2s，平均速度．由得初速度 v0=24m/s．故A错误．上升时加速度大小为；由牛顿第二定律得：mg+f=ma1；解得空气阻力的大小 f=2N；对于下落过程，由牛顿第二定律得 mg-f=ma2；解得 a2=8m/s2；则 a1：a2=3：2；根据位移公式x=at2，及上升和下落的位移大小相等，可知上升和下落的时间之比为．故B错误．由上可得下落时间，小球落回到抛出点时速度为所受合力 F合=mg-f=8N，此时合力的功率为．故C正确．小球上升和下落两个过程克服空气阻力做功相等，由功能原理知，球上升过程的机械能损失等于下降过程的机械能损失．故D错误．故选C．
10．D
【详解】
A．物体受到力的作用，如果在力的方向上没有位移，则力对物体不做功，选项A错误；
B．物体发生了一段位移，若力与位移垂直，则力对物体不做功，选项B错误；
C．只有在物体受力的同时并且在力的方向上发生了一段位移，才一定有力对它做功，选项C错误；
D．根据动能定理可知，只要物体的动能发生了变化，合力就一定对该物体做了功，选项D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A.海浪的动能没有被人类利用，A错误；
B.水的动能推动水轮机转动，被人类利用了，B正确；
C.龙卷风的动能产生了破坏作用，也不属于被人类利用，C错误；
D.公交车撞击护栏，动能也没有被利用，D错误；
故选B。
12．B
【详解】
A．火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误；
B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害，故B正确；
C．目前人类主要利用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，故C错误；
D．核能发电会产生高低阶放射性核废料，若处理不当，会造成重大的核污染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。
故选B。
13．ABC
【详解】
A．运动员在激烈运动时消耗了体内储存的能量转化为机械能，故A正确；
B．燃烧煤是将化学能转化为内能供我们取暖，故B正确；
CD．电灯发光消耗电能转化为光能，电炉发热消耗电能转化为内能，电扇吹风消耗电能转化为机械能，所以都消耗了能量，故C正确，D错误。
故选ABC。
14．CD
【分析】
根据“能源和能量”，本题考查了能量守恒定律和能源的知识，根据能量守恒定律进行判断即可．
【详解】
A、自然界的能量是守恒的，但提供能量的物质即能源是有限的，是会枯竭的．故A错误．
B、能源的利用过程中有能量耗散，是指有部分能量不能回收利用，但能量仍是守恒的．故B错误．
C、电磁波传播过程，是电场能和磁场能不断传播过程，因此C正确；
D. 电动机是通过电流在磁场中受到力的作用，通过安培力做功将电能转化为机械能的装置，故D正确．
15．AB
【详解】
试题分析：物块从c到最低点的运动中，物块的势能转化为摩擦生热和弹簧的势能，从最低点返回后弹性势能转化为摩擦生热和物块的重力势能，物块会在木板上做往返运动，每次经过bc面都有能量损失，直至最后的弹性势能只能转化为物块到达b点的重力势能，物块只在ab之间某一段范围内做往复运动，故A正确；物块最后在b与a上方某点之间做往复运动，物块到达最低点时，由mgsinθ=kx，解得：，
根据能量守恒定律，mg（2L-）sinθ=Wf+mg（L-）sinθ，解得：Wf=mgLsinθ，故B正确；
物块开始会在b点上方某点和最低点运动，最后在b点和最低点之间运动，故在b点上方某点和最低点运动，每次有能量损耗，故每一次下滑过程达到最大速度的位置是不一样的，但在b点和最低点之间运动，无能量损耗，物块每一次下滑过程达到最大速度的位置是一样的，故C错误；物块第一次到达最低点时，由mgsinθ=kx，解得：x=，根据能量守恒定律得：mgsinθ[2L−(L−)]=EP+Q，整理得：EP+Q=mgsinθ（），故物块第一次下滑过程中弹簧具有的弹性势能的最大值都小于mgsinθ（），故D错误；故选AB
考点：牛顿第二定律；能量守恒定律.
16．（1）1m/s（2）3.5m
【分析】
（1）B与平台CD碰撞前瞬间，A、B还未达到共同速度．对B，运用动能定理求B的速度大小．
（2）根据能量守恒定律求出B与平台碰撞前A相对B发生的位移，对滑块从平台C点运动到D的过程中，在到最高点的过程中运用动能定理列式，求出小物块A在半圆轨道上达到的最大高度．再对物块A过C之后在B上运动的过程使用动能定理即可求解．
【详解】
（1）B与平台CD碰撞时，A、B还未达到共同速度．设B与档板碰撞前瞬间速度大小为vB，由动能定理有：
μ1mgs=MvB2
代入数据解得：vB=1m/s
（2）B与平台碰撞前A相对B发生的位移为x，根据能量守恒定律有：
μ1mgx=mv02-mvA2-MvB2
代入数据解得：x=4.5m
即B与平台碰撞时，A恰好到达平台左端．
设A在半圆形轨道上能到达的最大高度为h，则由动能定理有：-μ2mgl2-mgh=0-mvA2
代入数据解得：h=0.5m＜R
故m到达最高点后沿半圆形轨道返回．
设A到达C点时速度为vC，由动能定理有： mgh-μ2mgl2=mvC2
代入数据解得：vC=2m/s
A过C之后在B上运动的距离为l，有：-μ1mgl=-mvC2
解得：l=1m，即A最终停在离B木板左端3.5m处．
17．（1）0.875（2）2m/s（3）38.5J
【详解】
（1）当传送带静止时：0-=-2a1l
对物块根据牛顿第二定律有：-mg=ma1
代入l=5m，v=m/s得：小物体跟传送带间的动摩擦因数μ=0.875
（2）当物块在传送带上一直加速时，运动时间最短，且运动到B点时与传送带恰好共速．
对物块有：mg+mg=ma2
-=2a2l
代入l=5m，v=m/s，μ=0.875可得：
传送带逆时针匀速转动的速度至少=2m/s
（3）当物块到达C点速度恰好为0时，物块在传送带上运动的时间最长，相对位移最大，物块与传送带间由于摩擦产生的热量最多．则
对物块逆向思维有：l=a2
x传=a传
x相对=x传+ l
物体与传送带间由于摩擦产生热量的最大值：Q=mg x相对
代入数据得：Q=38.5J
【点睛】
解(2)时，巧妙的抓住当物块在传送带上一直加速时，运动时间最短，且运动到B点时与传送带恰好共速．解（3）时要注意摩擦产生的热量Q=f滑x相对.