高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展同步测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 能源与可持续发展同步测试题，共13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。
2021-2022学年度高二物理第十二章电能能量守恒定律第四节能源与可持续发展（四）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．如图甲所示，若在某星球上用一轻质杆固定着一质量为的小球，在竖直平面内绕光滑轴做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时速度大小为，杆对小球的作用力为，其图像如图乙所示，则下列选项正确的是（　　）A．当时，球对轻质杆的作用力大小B．当时，球对轻质杆的作用力大小C．当时，在最低点小球对杆的拉力为D．当时，在最低点小球对杆的拉力为2．大约在东汉时期，我国就发明了用来灌溉农田的水车，它体现了中华民族辉煌的创造力。如图，水车外形酷似古式车轮，轮幅直径大的20m左右，小的也在10m左右，周边装有盛水的容器（一般用竹简做成），在流水的冲力作用下，水车匀速转动将装满水的竹筒送到最高处，并将水全部倒入水槽中。现有一架水车，周边装有60个均匀分布的竹筒，每个竹筒能装m=1kg水，河水的流速为v=0.5m/s，假设水车能获得60%的流水速度匀速转动，则可知水车的功率约为（　　）A．10W B．30W C．60W D．100W3．海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源，具有广阔的应用前景．下列能源不属于海洋能的是(　　)A．潮汐能    B．波浪能C．太阳能    D．海流能4．篮球赛非常精彩，吸引了众多观众．经常有这样的场面：在临终场前0.1s，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利．如果运动员投篮的过程中对篮球做的功为W，出手高度（相对地面）为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，空气阻力不计．下列说法中正确的是（　　）
 A．篮球出手时的动能为W+mgh1B．篮球进框时的动能为W+mgh1-mgh2C．篮球从出手到进框的过程中，其重力势能增加了mgh1-mgh2D．篮球从出手到进框的过程中，重力对它做的功为mgh2-mgh15．下列说法正确的是（　　）A．卡文迪许测出了万有引力常量B．能量守恒，所以节约能量毫无意义C．做离心运动的物体一定沿原圆周轨道的切线方向飞出D．重力势能的大小是绝对的6．如图所示，质量为的小球从距离地面高的点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为的点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为．关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（    ）A．小球的机械能减少了B．小球克服阻力做的功为C．小球动量的改变量等于小球重力的冲量D．若小球所受重力与所受阻力的冲量大小相等7．“跳跳鼠”是一种小朋友非常喜欢的玩具，如图所示，弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆，人在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧向上弹起，将人和跳杆带离地面。下列说法正确的是（　　）A．弹簧弹性势能最大时，人和跳杆的加速度大于gB．小朋友在玩“跳跳鼠”的过程中，小朋友与“跳跳鼠”组成的系统机械能守恒C．从小朋友被弹簧弹起到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能全部转化为小朋友的动能D．不论下压弹簧程度如何，弹簧都能将人和跳杆带离地面8．关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是（　　）A．根据能量守恒定律可知能量是守恒的，所以不会存在能源危机B．人类可以直接利用太阳能，但不能将太阳能直接转化为电能C．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源D．核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站9．关于能源的开发和节约，你认为以下观点错误的是（ ）A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现C．能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响D．和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径10．2012年12月26日，世界上最长的高铁京广线全线开通．如图所示，京广高铁从北京出发，经石家庄、郑州、武汉、长沙、衡阳，到达广州，途经北京、河北、河南、湖北、湖南、广东等6省市，全程2230公里，全程运行时间8小时．同学们根据上述材料，可以求出A．北京到广州的路程 B．北京到广州的平均速度C．北京到广州的加速度 D．北京到广州的位移11．（单）质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上，先将小球拉至同一水平位置(如图所示)从静止释放，当两绳竖直时，则(　　)A．两球的速率一样大    B．两球的动能一样大C．两球的机械能一样大    D．两球所受的拉力不一样大12．如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点处，细线下端系有一金属小球b，并且有ma>mb，把金属小球b向某一侧拉开3cm到处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是A．a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞；B．b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞；C．a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞；D．因不知道ma、mb的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况． 二、多选题13．关于“能量耗散”，下列说法正确的是（　　）A．能量耗散导致能量品质的降低B．能量耗散使能的总量减少且违背了能量守恒定律C．能量耗散是指耗散在环境中的内能无法再被人类利用D．各种形式的能量向内能转化时是能够自动全额发生的14．关于能量守恒定律与能源，下面说法正确的是（　　）A．人骑自行车是将生物质能转化为机械能B．电动自行车和燃油汽车将汽油的化学能转化为机械能C．只要有能量转移和转化，就一定遵从能量守恒定律D．生物质能属于可再生能源，风能属于不可再生能源15．在汽车中悬线上挂一小球，当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物块，则关于汽车的运动情况和物块的受力情况正确的是(      )
 A．汽车一定向右做匀加速直线运动B．汽车的加速度大小为C．物块除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D．物块除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用  三、解答题16．滑梯是幼儿园必备的一种玩具，它可以培养孩子坚定的意志和信心，可以培养孩子的勇敢精神，现有一滑梯，高处水平台面距地面高h=1.5m，倾斜槽倾角为37°，下端为水平槽，长L=0.5m，厚度不计．倾斜部分和水平部分用一忽略大小的圆弧连接，示意图如图所示，一质量为20kg的小孩由静止从高处水平台面沿倾斜槽下滑，当滑到水平槽末端时速度大小为v=2m/s．（结果保留两位小数，重力加速度），求：(1)若滑梯的倾斜槽和水平槽摩擦因数相同，求出摩擦因数的值．(2)若小孩滑到水平槽末端速度大于1m/s时危险性较大，为了小孩能滑到水平槽且保证安全，将滑梯水平槽粗糙处理．[倾斜槽的摩擦因数与(1)问中相同]，请你求出水平槽处理后的摩擦因数取值范围．17．物体做匀加速直线运动，已知第1s末的速度v1=6m/s，第2s末的速度是v2=12m/s，求：(1)物体的加速度a多大？(2)物体初速度v0多大？(3)物体第4秒位移s为多大？
参考答案1．D【详解】AB．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得解得由图象知，图象的斜率则得当时，，带入上式得解得当时故AB错误；CD．当时，当小球从最高点运动到最低点过程中，由动能定理得在最低点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得联立解得5a故C错，D对。故选D。2．C【详解】水车能获得60%的流水速度匀速转动，即水车转动的线速度为设轮幅半径为R，水车转动一圈对水做功增加水的重力势能，有转一圈的时间为则水车的功率约为故选C。3．C【解析】海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源，具有广阔的应用前景，潮汐能、波浪能、海流能等都属于海洋能，而太阳能则不属于，故选项C符号题意。4．B【详解】A．根据动能定理可知篮球出手时的动能为W，故A错误；B．篮球离开手时所具有的机械能为 ，篮球在运动过程中机械能守恒，按照机械能守恒可知篮球进框时的动能为W+mgh1-mgh2，故B正确；C．篮球从出手到进框的过程中，其重力势能增加了mgh2-mgh1，故C错误；D．篮球从出手到进框的过程中，重力做负功，重力对它做的功为 ，故D错误故选B。【点睛】分析在投篮过程中外力对球所做的功,则可求得篮球进筐时的动能.5．A【详解】A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，A正确；B．虽说能量守恒，但可利用的、方便利用的能源一直减小，转变为难以利用的能量，所以节约能量具有重大意义，B错误；C．做匀速圆周运动的物体，当合外力突然消失，物体沿圆周轨道的切线方向飞出，当合外力减小不足以作为向心力时，物体运动的轨道半径逐渐增大，并不会从圆周轨道的切线方向飞出，C错误；D．重力势能的大小与参考平面的选择有关，D错误。故选A。6．D【详解】小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小，则小球的机械能减小了，故A错误；对全过程运用动能定理得，，则小球克服阻力做功，故B错误；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故C错误；对整个过程，根据动量定理：得：，故D正确．点睛：本题考查了动量定理、动能定理的综合运用，对于机械能的变化，也可以根据除重力以外其它力做功得出．注意合力的冲量等于动量的变化量，不是某一个力的冲量．7．A【详解】A．弹性势能最大时，人和跳杆的合力大于重力，所以加速度大于重力加速度，故A正确；B．小朋友用力下压弹簧的过程，小朋友消耗的化学能转换成机械能，故小朋友与“跳跳鼠”组成的系统机械能不守恒，故B错误；C．从小朋友被弹簧弹起到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能转化为小朋友和跳杆的动能、小朋友和跳杆的重力势能，故C错误；D．下压弹簧程度比较小时，弹簧弹性势能比较小，，弹簧不能将人和跳杆带离地面，故D错误。故选A。8．C【详解】A．能量的转化是有方向性的，虽然能量符合守恒定律，但在可利用的品质上降低了，故A错误；B．太阳能电池就是将太阳能直接转化为电能的装置，所以人类能将太阳能直接转化为电能，故B错误；C．现在人类社会使用的主要能源仍然是化石能源，故C正确；D．合理利用核能不会造成核污染，故D错误。故选C。9．B【解析】试题分析：能源的利用应该有节制，因为能源是有限的，故选项A正确；即使能力守恒，但有些能源需要经过几万年才能转化，所有在一定时期内能源是有限的，故选项B错误；环境是人类赖以生存的，所有要珍惜，故选项C正确；通过聚变反应可以获取很强大的能源，故选项D正确．考点：本题考查能源的开发和利用．10．A【解析】试题分析：北京到广州全程2230公里，指的是的路程，选项A正确；北京到广州的直线距离未知，即位移未知，不能求北京到广州的平均速度，选项B、C、D错误；考点：路程和位移11．C【解析】【详解】A球和B球在下落过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设释放时的水平面为零势能点，所以两球的机械能在运动过程中总为零，故两球的机械能相等，C正确。下落过程中对A有: ，在最低点有，解得；同理对B可解得，，故当绳子竖直时，两球的速率大小不同，动能也不同，绳子拉力大小相同，故ABD错误.【点睛】本题主要考查圆周运动和机械能 ,关键在于根据公式计算出结果,不要带有主观臆想去判断.12．A【详解】小球A到达最低点的时间为；B球到达最低点的时间为；所以a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞．选项A正确．13．ACD【详解】AB．能量耗散是能量在转化过程中有一部分以内能的方式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低，B错误A正确；C．耗散的内能无法被人类再利用，选项C正确；D．其他形式的能可以自动全部转化为内能，选项D正确。故选ACD。14．AC【详解】A．人骑自行车是将生物质能转化为机械能，故A正确；B．电动自行车是将蓄电池中储存的电能转化为机械能，燃油汽车是将汽油的化学能转化为机械能，故B错误；C．能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律，只要有能量转移和转化，就一定遵从能量守恒定律，故C正确；D．生物质能和风能都属于可再生能源，故D错误。故选AC。15．BC【详解】A．以小球为研究对象，受到重力mg和细线的拉力F，合力一定沿水平方向，故水平向右，即小球的加速度水平向右，汽车可能向右加速，也可能向左减速，A错误；B．小球受力分析如图所示
 据牛顿第二定律可得解得故汽车的加速度大小为，B正确；CD．物块与汽车具有相同的加速度，由于合力方向与加速度方向相同，故物块除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用，C正确，D错误。故选BC。16．(1)  (2)【分析】（1）全过程根据动能定理即可求解摩擦因数（2）分过程根据动能定理列式求解.【详解】（1）研究小孩的整个运动过程，利用动能定理：可得： （2）为使小孩能安全到达水平槽的末端，则在水平槽的末端速度v应小于等于1m/s，利用动能定理，可以求出小孩到达斜槽末端的速度，设处理后水平槽摩擦因数为在斜面上有：在水平面上有：联立得：所以17．(1) 6m/s2；(2)0；(3)21m【详解】(1)根据加速度定义：=6m/s2(2)根据速度公式解得=0(3)根据位移公式解得s=21m