人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律4 能源与可持续发展课堂检测

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 能源与可持续发展课堂检测，共15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．直接用作燃料的煤和天然气属于（ ）
A．可再生能源B．二次能源C．新能源D．常规能源
2．如图所示，一个小球在竖直环内至少能做（n+1）次完整的圆周运动，当它第（n-1）次经过环的最低点时的速度大小为7m/s，第n次经过环的最低点时速度大小为5m/s，则小球第（n+1）次经过环的最低点时的速度v的大小一定满足：( )
A．等于3m/s
B．小于1m/s
C．等于1m/s
D．大于1m/s
3．某手机电池的容量为，充电完毕后其储存的电能约为．这个能量相当于将一定质量的物体举高的过程中重力势能的变化量，取重力加速度，这个物体的质量约为（ ）
A．B．
C．D．
4．下列有关能量转化的说法正确的是（ ）
A．制冷系统能将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化
B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
C．外界对物体做功，物体的内能必然增加
D．电炉工作时将电能转化为内能，这些内能最终流散到周围的环境中
5．物理中有不少物理量，有的描述过程，有的描述状态，下列物理量中表示状态的是（ ）
A．动能B．功C．位移D．热量
6．蹦极是非常刺激的运动，如图所示，跳跃者站在很高的平台上，一端固定的长长的橡皮绳绑在人的踝关节处，人双腿并拢，由静止开始下落，约5s时，人在橡皮绳的作用下开始往上反弹，反复上下运动多次后，安全悬挂于半空中静止不动，以人、橡皮绳、地球为系统，下列说法正确的是（ ）
A．在5s时，系统的弹性势能最大
B．0到5s内，人下落的高度接近125m
C．0到5s内，系统重力势能的减小量等于弹性势能的增大量
D．人从静止下落到最终静止悬挂的过程中，系统机械能的减小量等于重力势能的减小量
7．平板式集热器的箱面是玻璃，内表面涂黑，这是因为（ ）
A．黑色物体容易反射太阳光的能量B．黑色物体容易吸收太阳光的能量
C．黑色物体的比热容大D．黑色物体的密度大
8．一物体质量为m，自A点由静止开始沿曲面槽滑到B点后，离开支持面飞出，如图所示，若在A→B的过程中，物体损失的机械能为E，不计空气阻力，物体从B点飞出时的水平分速度为v，则物体到达最高点与A点的高度差为（ ）
A．B．C．D．
9．下列说法正确的是（ ）
A．能量是守恒的，不会消失，因此我们不用节约能源
B．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力是同一种性质的力
C．经典力学仍然适用于接近光速运动的物体
D．牛顿发现了万有引力定律并首次在实验室测出了引力常量
10．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC＝h．圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g．则圆环（ ）
A．下滑过程中，加速度一直减小
B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为
C．在C处，弹簧的弹性势能为
D．上滑经过B的速度小于下滑经过B的速度
11．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力．若不计空气阻力, 则在整个上升过程中,下列关于物体的速度大小v、机械能E、重力势能Ep、动能 Ek随时间变化的关系中,大致正确的是(取地面为零势面）（ ）
A．B．
C．D．
12．如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是( )
A．木块动能的增加量等于f(s＋d)
B．子弹损失的动能等于fs
C．子弹与木块总机械能的损失等于fs
D．子弹与木块总机械能的损失等于fd
二、多选题
13．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象所包含的相同物理过程是( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
14．下列能源中，哪些属于不污染环境，且比较经济的新能源( )
A．太阳能B．核能C．风能D．地热能
15．如图所示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为，木箱质量为M，货物质量m=2M，木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时，自动装货装置将货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下后返回。下列选项正确的是（ ）
A．卸下货物后木箱恰好被弹回到轨道顶端
B．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
C．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，木箱和货物的减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
D．木箱上升的过程中，弹簧减少的弹性势能全部转化为木箱的机械能和系统的内能
三、解答题
16．单板滑雪起源于20世纪60年代美国，由于其速度快而深受滑雪爱好者喜爱。滑雪者通过控制滑雪板挤压雪内的空气，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由=0.25变为=0.125.一滑雪者从倾角为=37°的坡顶A由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段足够长水平雪地直至停止（全程无动力自由滑行），如图所示。不计空气阻力，坡长l=26m，滑雪者和滑板总质量m=50kg。求：
(1)滑雪者在斜坡AB上不同加速度的位移比值：
(2)滑雪者在水平面BC上不同加速度所用时间的比值；
(3)滑雪者从A滑到C的过程克服摩擦力所做的功。
17．如图所示，质量0.5kg，长1.2m的金属盒AB，放在水平桌面上，它与桌面间动摩擦因数，在盒内右端B放着质量也为0.5kg，半径为0.1m的弹性球，球与盒接触面光滑。若在A端给盒以水平向右的冲量1.5N·s，设盒在运动中与球碰撞时间极短，且无能量损失，求：
(1)盒从开始运动到完全停止所通过的路程是多少；
(2)盒从开始运动到完全停止所经过的时间是多少。
参考答案
1．D
【详解】
直接用作燃料的煤和天然气属于常规能源。
故选D。
2．D
【详解】
小球从第N﹣2次通过最低点到N﹣1次通过最低点的过程中，消耗的机械能为
mv2N﹣1﹣mv2N﹣2=m（49﹣25）=12m
它从第N﹣1次通过最低点到N次通过最低点的过程中，因为速度减小，需要的向心力减小，所以与圆环间的压力减小，因此消耗的机械能将小于12m，因此第N次通过最低点时的动能
E＞×25m﹣12m=m
所以
v＞1m/s
故D正确，ABC错误。
3．D
【详解】
电池储存的电能等于一定质量的物体举高1m的重力势能变化量，有：
则
故D正确ABC错误。
4．D
【详解】
A．冰箱里的热量是经由压缩机传给外界的，一定会引起其他变化，A错误；
B．能量在转移或转化过程中均满足能量守恒定律，但一切与热现象有关的过程都是有方向的，如内能不可能自发地转化为机械能，B错误；
C．外界对物体做功，物体的内能不一定增加，如在光滑的桌面上推动小球，小球的动能增加，内能并没有增加，C错误；
D．根据电炉的工作原理可知，电炉工作时将电能转化为内能，这些内能最终流散到周围环境中，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．动能表示物体的状态，物体在某一状态下具有多少动能，故A正确；
B．功是能量转化的量度，故功是过程量，故B错误；
C．位移是物体运动初末位置的变化量，故是过程量，故C错误；
D．热量是热传递过程中的量，故是过程量，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A．在5s时，人在橡皮绳的作用下开始往上反弹，说明橡皮绳的伸长已经到最大，此时弹性势能最大，A正确；
B．当人做自由落体运动下落5s时，下落高度为125m，人蹦极时，由于有橡皮绳和空气阻力作用，下落的高度要小于125m，B错误；
C．由于有空气阻力，机械能不守恒，一部分重力势能转化为内能，0到5s内，系统重力势能的减小量大于弹性势能的增加量，C错误；
D．人从静止下落到最终静止悬挂的过程中，系统机械能的减小量等于克服空气阻力做功转化的内能，D错误。
故选A。
7．B
【详解】
AB．黑色物体容易吸收太阳的热，所以玻璃内表面涂成黑色，A选项错误，B选项正确；
CD．物质的比热和密度都跟物质的颜色没有关系，CD选项都错误；
故选B。
8．C
【详解】
物体到达最高点时竖直方向分速度为0，水平方向分速度仍为v，则在最高点的动能为，对于物体从A到最后的最高点全过程，根据能量守恒，物体减少的重力势能一部分损失，一部分转化为动能，可得
解得：
故选C。
9．B
【详解】
A．能量是守恒的，不会消失；随着能源的消耗，人类可利用的能源越来越少，故我们要节约能源，故A错误；
B．“月—地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力，故B正确；
C．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不能适用于接近光速运动的物体，故C错误；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】
A.圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，又经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小后增大，选项A错误；
B.研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，运用动能定理有：
同理在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，运用动能定理有：
联立解得：，选项B正确；
C.由得，所以在C处弹簧的弹性势能为，选项C错误；
D.圆环从A处由静止开始下滑到B过程，运用动能定理有：
圆环从B处上滑到A的过程，运用动能定理有：
即
所以，即上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度，选项D错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．撤去F前
v=at
v-t图象是过原点的直线．撤去F后
v=v0-gt
v-t图象是向下倾斜的直线；故A错误；
B．设物体在恒力作用下的加速度为a，由功能原理可知机械能增量为
知E-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变；故B错误；
C．以地面为参考平面，撤去恒力前，重力势能为
Ep-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后
Ep应先增大后减小；故C错误；
D．撤去恒力前，动能为
Ek-t图象是开口向上的抛物线（右支）．撤去拉力后
Ek-t图象是开口向上的抛物线（左支），故D正确。
故选D。
【点睛】
解决本题的关键是要明确物体的运动情况，掌握功能关系以及动能、重力势能的决定因素，根据表达式来分析图象的形状。
12．D
【详解】
A. 木块位移为s，木块动能的增加量等于fs，故A错误；
B. 木块位移为s+d，子弹损失的动能等于f(s+d)，故B错误；
CD. 子弹在木块中滑行的距鹑为d，木块系统损失的机械能转化为系统的内能，损失的机械能为fd，故C错误，D正确．
13．AD
【分析】
【详解】
行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来是由于受到摩擦力的缘故，即克服摩擦力做功，该过程中把机械能转化为了内能；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰，即其与空气摩擦生热，即把机械能转化为了光能和热能，其过程也是克服阻力做功；降落伞在空中匀速下降，该过程中，其动能不变，重力势能减小，故机械能减小，即减小的机械能转化为内能，也是克服阻力做功；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，该过程是电磁感应现象，即将机械能转化为电能，也是克服阻力做功的过程．据上面的分析不难看出，上述四个过程中均是克服阻力做功，均是消耗了机械能，即将机械能或转化为内能，或转化为光能，或转化为电能，即是把机械能转化为其他形式能的过程．
故选AD．
14．ACD
【解析】
【详解】
新能源主要指海洋能、地热能、风能、太阳能、核能等，核能会产生核辐射，污染环境，而太阳能、风能和地热能不污染环境，ACD正确．
【点睛】
新能源主要指海洋能、地热能、风能、太阳能、核能等．常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料．
15．ABD
【详解】
A．设弹簧压缩最大时的弹性势能为，由能量守恒得，下滑过程
上滑过程，到达最高点速度为v，上滑过程由能量守恒得
解得
即木箱恰好被弹回到轨道顶端，故A正确；
B．对木箱受力分析，根据牛顿第二定律得，下滑时加速度为
上滑时加速度为
故B正确；
CD．由能量守恒有，在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，木箱和货物的减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能和系统的内能，上滑过程，弹簧减少的弹性势能全部转化为木箱机械能和系统的内能，故C错误，D正确。
故选ABD。
16．(1) (2) (3)7800J
【详解】
(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度
解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间
这段时间下滑的位移为
接下来因为速度超过4m/s所以一直加速下滑至B点，因此位移为24m，所以两段位移之比
(2)动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度
到达B处的速度由
得滑雪者到达B处时的速度大小
在水平面上因为速度超过4m/s，所以加速度大小
设减速至4m/s时间为
在速度从4m/s减值零，所以加速度大小
同理可知，减速时间
所以两者时间比值
(3)全过程根据能量守恒定律可知，克服摩擦力做功产生的热量
J
17．(1)1.8m；(2)1.7s
【分析】
(1)根据动量定理求出盒的初速度，根据能量守恒定律求出运动的总路程；
(2)球与盒发生多次碰撞，根据牛顿第二定律和运动学公式及碰撞的特点，即可求每个阶段的时间，所有时间之和即为所求。
【详解】
(1)根据动量定理
则盒的初速度
盒从开始运动到完全停止过程中，盒的初动能全部转化为因摩擦所产生的内能，由能量守恒定律得
解得
s=1.8m
(2)从盒开始运动到第一次碰撞的时间内，球静止，盒减速运动，对盒，由动能定理得
解得
由牛顿第二定律得
由速度公式得
解得
球与盒碰撞后二者交换速度，球再经过时间与盒第二次碰撞，则有
二者碰撞后再次交换速度，盒再运动时间停下，则有
解得
时间内盒子的位移为
所以盒子至停止运动不再和球发生碰撞，因此盒从开始运动到停下所用的总时间为
【点睛】
分析清楚金属盒与金属球的运动过程是解题的前提与关键，应用动量定理、能量守恒定律、牛顿第二定律与运动学公式可以解题。