教科版高中物理必修第三册第四章能源与可持续发展课时作业含答案

这是一份教科版高中物理必修第三册第四章能源与可持续发展课时作业含答案，共9页。
1　能量　能量守恒定律2　能源3　环境保护与可持续发展课时作业1.低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式,日常生活注意节电、节油、节气、节水,从点滴做起,保护环境,保护地球。下列关于能源与能量理解正确的是(　D　)A.能量是守恒,没有必要提倡节约能源B.能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失C.自然界中石油、煤炭等能源取之不尽,用之不竭,只需不断开发D.人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等可再生的新能源解析: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;能量耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小,但总量不会减小,故B错误;自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故C错误;太阳能、风能、潮汐能是可再生能源,人类应多开发与利用,故D正确。2.滚摆上下摆动,而高度越来越低,说明(　D　)A.滚摆的机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,总能量守恒解析:滚摆上下摆动过程中,由于空气的摩擦,所以整个过程中,一部分机械能会转化为内能,故机械能是减小的,但总能量是守恒的,故D正确。3.关于能源的开发和节约,下列观点错误的是(　B　)A.常规能源是有限的,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,担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C.能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径解析:能量虽然守恒,但能量的耗散导致能量的品质降低不可再利用,也往往对环境产生破坏,从而应开发新型的清洁能源,故B选项错误。4.“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源,其主要成分是甲烷。某市的公交车使用甲烷燃烧提供所需的能量,关于其能量的转化,下列说法中正确的是(　D　)A.把电能转化为机械能B.把风能转化为机械能C.把光能转化为机械能D.把化学能转化为机械能解析:公交车使用甲烷燃烧提供所需的能量,把化学能转化为机械能,故D正确,A,B,C错误。5.(多选)下面有关能量转化和守恒的说法中正确的是(　AC　)A.我们使用能量的过程,就是能量的转化和转移的过程B.只有在忽略摩擦和空气阻力时才成立C.热传递的实质是能量的转移D.热机在做功冲程将机械能转化成了内能解析:使用能量的过程,就是能量的转化和转移的过程,A正确;一切物理过程都遵循能量守恒定律,B错误;热传递的实质是温度高的物体将热量传递给温度低的物体,是能量的转移,故C正确;热机做功的过程是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的过程,D错误。6.(多选)溜溜球类似“滚摆”,对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成),轴上套一个可以自由转动的圆筒,圆筒上系一条长约 1 m 的棉线,玩时手掌向下,用力向正下方掷出溜溜球,当滚到最低处时,轻抖手腕,向上拉一下棉线,溜溜球将返回到手上,如图所示。溜溜球在运动过程中(　ACD　)A.一边转动一边向下运动,由于重力做功,溜溜球越转越快,动能不断增大,溜溜球的势能转化为动能B.在溜溜球上下运动中,由于发生动能和势能的相互转化,因此机械能守恒C.在溜溜球上下运动中,由于空气阻力和棉线与固定轴之间摩擦力的作用,会损失一部分能量D.在溜溜球转到最低点棉线将要开始向上缠绕时,轻抖手腕,向上拉一下棉线,给溜溜球提供能量解析:溜溜球向下运动时由于重力做正功,动能一定增大,势能转化为动能,选项A正确;溜溜球在上下运动的过程中由于有阻力做功,所以会损失一部分机械能,机械能不守恒,若不及时补充能量则上升的高度会越来越低,因此可在溜溜球运动到最低点时轻抖手腕,向上拉一下棉线,给其补充能量,故选项C,D正确,B错误。7.如图所示,若某发电站蓄水池平均每天蓄水的有效总库容量为786 m3,发电过程中上下水库平均水位差为64 m,g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　C　)A.若每天发电40 kW·h,则能源利用效率约为35%B.发电时下水库出水口的水流速度可达到36 m/sC.蓄水池中水的重力势能全部转化为电能,则每天能发电约139 kW·hD.平均每天所发电能可供10户居民同时用电(每户电功率为1.4 kW)不小于10 h解析:蓄水池中能用于发电的水的重力势能为Ep=mgh=ρVgh=1.0×103×786×10×64 J≈5.0×108 J,则能源利用效率η===28.8%,A错误;若没有任何阻力,由机械能守恒得mgh=mv2,得 v== m/s≈36 m/s,由题知,水流下的过程中受到阻力,所以发电时流入下水库的水流速度小于36 m/s,故B错误;蓄水池中能用于发电的水的重力势能为Ep≈5.0×108 J,全部转化为电能,则每天能发电约 kW·h≈139 kW·h,故C正确;若重力势能全部转化为电能,平均每天所发电能可供10户居民同时用电时间t=≈9.9 h,由于效率不可能达到100%,则平均每天所发电能可供10户居民同时用电时间小于 10 h,D错误。8.下列对能量转化的描述正确的是(　D　)A.电暖器工作时,电能转化为动能B.雨滴下落过程中,动能转化为重力势能C.汽油发动机运转时,电能转化为化学能D.水力发电机工作时,水的机械能转化为电能解析:电暖器工作时,电能转化为内能,故A错误;雨滴下落过程中,重力势能减少,动能增加,重力势能转化为动能,故B错误;汽油发动机运转时,化学能转化为机械能,故C错误;水力发电机工作时,水的机械能转化为电能,故D正确。9.如图,木块m放在光滑的水平面上,一颗子弹水平射入木块中,子弹受到的平均作用力为f,射入深度为d,此过程中木块移动了s,则(　D　)A.子弹损失的动能为fsB.木块增加的动能为f(s+d)C.子弹动能的减少量等于木块动能的增加量D.子弹、木块系统总机械能的损失为fd解析:子弹克服阻力做功为Wf=f(s+d),子弹损失的动能为f(s+d),A错误;f对木块做的功为Wf′=fs,木块增加的动能为fs,B错误;由功能关系知,子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和,C错误;子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量等于fd,D正确。10.(多选)下列对能量守恒定律的认识,正确的是(　ABC　)A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了解析:A选项是指不同形式的能量在转化过程中能量是守恒的,B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的,这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移,选项A,B正确;任何永动机都是不可能制成的,选项C正确;石子从空中落下,到落到地面上静止的过程中,机械能没有消失,只是转化为内能,能量守恒定律表明能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,选项D错误。11.(多选)如图所示,高h=2 m的曲面固定不动。一个质量为1 kg的物体,由静止开始从曲面的顶点滑下,滑到底端时的速度大小为4 m/s。g取 10 m/s2。在此过程中,下列说法正确的是(　BCD　)A.物体克服摩擦力做功20 JB.物体的动能增加了8 JC.物体的重力势能减少了20 JD.曲面对物体的支持力对物体不做功解析:根据动能定理得mgh+Wf=mv2=×1×42 J=8 J,选项B正确;其中重力做功WG=mgh=1×10×2 J=20 J,故重力势能减少20 J,所以摩擦力做功 Wf=8 J-20 J=-12 J,选项C正确,A错误;支持力始终与物体的速度垂直,故支持力不做功,选项D正确。12.某机场运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,传送带的总质量为M,其俯视图如图所示。现开启电动机,传送带达到稳定运行的速度v后,将行李依次轻轻放到传送带上。若有n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客。假设在转弯处行李与传送带无相对滑动,忽略皮带轮、电动机损失的能量。求从电动机开启到运送完行李需要消耗的电能为多少?解析:设行李与传送带间的动摩擦因数为μ,则传送带与行李间由于摩擦产生的总热量Q=nμmgΔx,由运动学公式得Δx=x传-x行=vt-=,又a=μg,所以v=μgt,联立解得Q=nmv2。由能量守恒得E=Q+Mv2+n·mv2,所以电动机开启到运送完行李需消耗的电能为E=Mv2+nmv2。答案:Mv2+nmv2