高中粤教版 (2019)第二节 能源的利用方式精品课时训练

能源的利用方式

一、单选题

1．质量为的人，站立在电梯中的台秤表面，电梯向上运动的速度—时间图像如图所示，则下列分析正确的是（　　）

A．人的机械能守恒

B．人的机械能在减少

C．和台秤面对人的支持力做功相等

D．人的机械能增加量小于人的机械能增加量

2．如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中（　　）

A．动能减少，势能增加 B．动能不变，势能增加

C．动能减少，势能不变 D．动能不变，势能减少

3．一物块由O点下落，到A点时与直立于地面的轻弹簧接触，到B点时速度达到最大，到C点时速度减为零，然后被弹回。物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内，则物块（　　）

A．从A下降到C的过程中，加速度先增大后减小

B．从A下降到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒

C．从C上升到B的过程中，动能先增大后减小

D．从C上升到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和不断增加

4．2020年5月8日13时49分，新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。返回舱关闭发动机，在引力作用下从大气层外向地球运动，进入大气层后，在离地面一定高度处打开降落伞沿竖直方向做减速运动，最后平稳着陆，关于返回舱下列说法中正确的是（　　）

A．返回舱从关闭发动机到打开降落伞过程中，机械能守恒

B．打开降落伞后，返回舱受到的合力做正功

C．进入大气层前，返回舱机械能守恒

D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，因此能量不守恒

5．焦耳为了研究热功转换问题，1847年设计并完成了一个奇妙的实验：用一个保温性能良好的量热器装上水，再浸入叶轮。叶轮由圆筒带动，而圆筒本身又与下垂的重锤连接。焦耳要论证机械功与热量的转换关系，下列物理量中不需要测量的是（　　）

A．重锤下落通过细绳对圆筒做的功 B．搅拌叶片的转速

C．重锤下落前后水静止稳定时的温度 D．水和量热器的质量

6．近几年有轨电车在我国多个城市开通试运营。这种电车采用超级电容器作为电能存储设备，安全环保。给该车充电的充电桩安装在公交站点，在乘客上下车的时间里可把电容器充满。假设这种电车的质量（含乘客）为，以速度正常匀速行驶时，一次充满可持续正常行驶，电车受到的平均阻力为车重的0.02倍，充电桩电能最终转化为电车机械能的效率为，则（　　）

A．该电车正常匀速行驶时，电动机输出功率为

B．连接充电桩充电时，超级电容器将电能转化为化学能

C．连接充电桩充电时，加在超级电容器两端的电压应高于其额定电压

D．若某次进站从接近没电到充满电，电车从充电桩所获得的电能约为

7．利用起重机匀速吊起重物，若此时起重机的功率80kW，（不计空气阻力）它表示了（　　）

A．重物每秒钟机械能增加8×104J B．重物每秒钟动能增加8×104J

C．重物的合外力每秒钟所受做功为8×104J D．起重机每秒钟有8×104J 其他形式能量被损耗

二、多选题

8．下列有关功和能的叙述正确的是（　　）

A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

B．合外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒

C．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒

D．体育课上，学生由下蹲屈腿状态跳离地面，地面对学生的支持力没有做功，是肌体内力做功，体内化学能转化为机械能和内能

三、填空题

9．太阳的辐射功率及太阳能传递到地球后各种形式能之间的转化过程，根据书中提供的信息和已学的知识，完成下列问题：

（1）太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为______能，晒热后的空气因密度变小上升、流动而形成风，这样又转化为______能。

（2）太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为______。

（3）太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的______能；部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的______能；古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为__能。

（4）地球表面每年接受的太阳辐射能约为______kJ。

四、解答题

10．某人从一平台上跳下，下落后双脚触地接着他用双腿弯曲的方法缓冲，但自身重心又下降了，试分析在整个过程中，有哪些力对人做功？有哪些能发生相互转化？

11．长为L0的轻弹簧K上端固定在天花板上，在其下端挂上质量为m的物块P，让弹簧处于原长且P从静止释放，P最大下落高度为h0（未超过弹性限度）。斜面ABC固定在水平面上，，，，O点上方斜面部分粗糙，P与这部分的动摩擦因数，O点下方斜面部分光滑。现将轻弹簧K一端固定在斜面上A处，用外力使P压缩弹簧并静止于D点，P与弹簧未栓接，然后突然撤去外力（重力加速度为g，θ=30°）

（1）试通过计算说明：撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面；

（2）计算P在OB部分运动的总路程。

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

AB．该模型支持力做功等于机械能增加，支持力始终做正功，机械能增加，故AB错误；

C．根据牛顿第二定律，内

解得

内

内

解得

和支持力不等，位移相等，所以做功不同，故C错误；

D．内有

内有

故D正确。

故选D。

2．B

【解析】

【详解】

小车沿斜面从A点运动到B点，位置升高，势能增加；小车沿斜面匀速运动，速度大小不变，故小车的动能不变，故B正确，ACD错误。

故选B。

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．从A下降到B的过程中，物块的合力向下，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，从B下降到C的过程中，重力小于空气阻力和弹力之和，物块的合力向上，随着弹力增大，合力逐渐增大，加速度增大，则加速度先减小后增大，故A错误；

B．从A下降到C的过程中，空气阻力对物块做功，则机械能不守恒，故B错误；

C．从C上升到B的过程中，物块受到重力、向下的空气阻力和弹簧向上的弹力，重力与空气阻力之和与弹簧的弹力大小相等的位置在CB之间，重力与空气阻力之和先小于弹簧的弹力大小，合力向上，物块加速，后重力与空气阻力之和大于弹簧的弹力大小，合力向下，物块减速，所以动能先增大后减小，故C正确；

D．对于物块和弹簧组成的系统，由于空气阻力做功，所以系统的机械能减小，即物块的动能、重力势能与弹性势能之和减小，从C上升到B的过程中，物块的动能先增大后减小，则系统的重力势能与弹性势能之和先减小，后来，不能确定，故D错误。

故选C。

4．C

【解析】

【详解】

AC．返回舱未进入大气层时只有引力做功，机械能守恒，进入大气层后除引力做功外还有大气阻力做功，则机械能不守恒，故A错误，C正确；

B．打开降落伞后返回舱沿竖直方向做减速运动，说明合力方向竖直向上，则合力做负功，故B错误；

D．返回舱打开降落伞减速时，重力势能减少，动能减少，由于克服大气阻力做功产生内能，因此能量是守恒的，故D错误。

故选C。

5．B

【解析】

【详解】

此实验中是重锤的重力势能转化为水和量热器的内能；焦耳要论证机械功与热量的转换关系，必须要测量重锤下落通过细绳对圆筒做的功；通过测量重锤下落前后水静止稳定时的温度以及水和量热器的质量来求解产生的内能；故此实验中不需要测量的是搅拌叶片的转速。

故选B。

6．D

【解析】

【详解】

A．所受阻力

电车匀速行驶，则牵引力

电车正常匀速行驶时的功率

A错误；

B．连接充电桩充电时，超级电容器将电能转化为电场能储存里面，B错误；

C．超级电容器在小于等于额定电压下都能正常工作，C错误；

D．电车每次充满电后持续正常行驶5km，电车做功

电车从充电桩所获得的能量

D正确。

故选D。

7．A

【解析】

【详解】

功率是描述做功快慢的物理量，而功是能量转化的量度，根据 可知，起重机的功率80kW，则拉力每秒钟所受做功为8×104J，而除重力外的其他力做功等于机械能增加量，所以重物每秒钟机械能增加8×104J，而动能增加量等于合外力的功，是拉力与重力做功之和，根据能量守恒，起重机每秒钟有8×104J 其他形式能量转化为重物的机械能，故A正确BCD错误。

故选A。

8．CD

【解析】

【详解】

A．做匀速运动的物体，其机械能不一定守恒，如匀速竖直下落的物体动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，故A错误；

B．物体所受的合外力为零时，合力对物体做功为零，机械能不一定守恒，比如物体匀速上升时机械能增加，故B错误；

C．系统机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功，故C正确；

D．学生由下蹲屈腿状态跳离地面，地面对学生的作用力没有位移，地面对学生的支持力没有做功，是肌体内力做功，体内消耗的化学能一部分转化为机械能，一部分会以散热的方式消耗，故D正确。

故选CD。

9．     内     风     水的能量     化学     化学     化学    

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1] 太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为内能。

[2]空气流动形成风能。

(2)[3] 太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为水的能量。

(3)[4] 太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的化学能。

[5] 部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的化学能。

[6] 古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为化学能。

(4)[7]查阅有关资料可知，地球表面每年接受的太阳辐射能约为kJ。

10．见解析

【解析】

【分析】

【详解】

对人做功的力是重力。

触地前重力做正功，重力势能转化为动能，触地后重力仍对人做正功，重力势能转化为动能，地面对人的支持力不做功。

11．（1）见解析；（2）

【解析】

【详解】

（1）当弹簧竖直时，P由静止释放，由能量守恒知，弹簧形变量为h0时，其弹性势能为

设滑块P从斜面上释放后能沿斜面上升s，则有

解得

即撤去外力后，在弹簧作用下，P不会滑离斜面；

（2）滑块从D点释放后会在斜面上往复运动，最终它向上运动到O点速度减为0，便不再运动到OB上，设P在部分运动的总路程为S，由动能定理知

解得