2022年高中物理第章机械能和能源能源的开发与利用学业分层测评教科版必修 .pdf

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1、1 6 能源的开发与利用( 建议用时： 45 分钟) 学业达标 1下列说法正确的是( ) A随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生【解析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律，A错；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人要运动，

2、必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量， 维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错【答案】C 2市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子( 如图 4-6-7 所示 )在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽该装置的能量转化情况是( ) 图 4-6-7A太阳能电能机械能B太阳能机械能电能C电能太阳能机械能D机械能太阳能电能【解析】电池板中太阳能转化为电能，小电动机中电能转化为机械能【答案】A 3( 多选 ) 为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮

3、筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐， 两端分别固定在罐盖和罐底上，如图 4-6-8 所示 让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下， 发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然从B处自动滚了上去下列关于该装置能量转化的判断正确的是( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 【导学号： 67120092】图 4-6- 8 A从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能B从A处滚到B处，主要是重力势能转化为弹性势能C从B处滚到最

4、高处，主要是动能转化为重力势能D从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能【解析】在A处和B处时铁罐速度为零，动能为零， 所以从A处到B处是重力势能转化为弹性势能，故A项错误， B项正确从B处又滚到最高处的过程是弹性势能转化为重力势能的过程，故C项错误， D项正确【答案】BD 4下列关于能源开发和利用的说法中正确的是( ) A能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源C能源利用的过程是一种形式的能向其他形式的能转化的过程D无论是节约能源还是开发能源，我国都需要外国支援【解析】能源的利用过程实际上是一种形式的能向其他形式的能转化的

5、过程，并不一定是单一的向机械能转化的过程，所以C正确， A错误； B中的核能、风能、地热能、海洋能等属于新能源，而不是常规能源，故 B错误；节约能源和开发能源方面，我国主要依靠自己，故 D错误【答案】C 5(2016杭州高一检测) 下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是( ) A某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加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】根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增大；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B

6、 正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，C正确；石子在运动和碰撞中机械能转化为了石子本身及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 【答案】D 6( 多选)(2016 桂林高一检测) 如图 4-6-9 所示，高h2 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

7、取 10 m/s2. 在此过程中，下列说法正确的是( ) 图 4-6-9A物体克服摩擦力做功20 J B物体的动能增加了8 J C物体的重力势能减少了20 J D曲面对物体的支持力对物体不做功【解析】根据动能定理得mghWf12mv212142 J 8 J ，B 对；其中重力做功WGmgh1102 J 20 J ，故重力势能减少20 J ，C 对；所以摩擦力做功Wf8 J 20 J 12 J ，A错；支持力始终与物体的速度垂直，故支持力不做功，D对【答案】BCD 7( 多选)(2016 攀枝花期末) 如图 4-6-10 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

8、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 ( ) 【导学号： 67120093】图 4-6-10A子弹损失的动能等于fdB子弹损失的动能等于f(sd) C总机械能的损失等于fsD总机械能的损失等于fd【解析】子弹受到的合外力为f，合外力做负功，即Wff(sd) ，根据动能定理得，子弹损失的动能为f(sd) ，选项 A 错误、 B正确；合外力对木块做的功为Wfs，则木块增加的动能为fs；根据以上分析知道，子弹动能的减少量大于木块动能的增加量，选项 C 也错误；根据能量守恒可知，子弹、木块系统总机械能的损失为Ef(sd)fsfd，选项 D正确【答案】BD 名师资料总结 - -

9、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 8在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒( 设细棒足够长) ，如图 4-6-11 所示的那样，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止，握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒保持一定的加速度下落，在起初的1.0 s 的时间里，重物落下了0.50 m 在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少？(g取 10 m/s2) 图 4-6-11【解析】由h12at2a2ht2

10、 1 m/s2由vat11.0 m/s 1 m/s 由能量守恒mgh12mv2Q热Q热0.5 100.50 J 120.5 12 J 2.25 J. 【答案】2.25 J 能力提升 9足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为， 如图 4-6-12 所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( ) 图 4-6-12Amv2B2mv2C.14mv2D12mv2【解析】物块A被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度amgmg，匀加速过程前进的距离：x1v22av22g，该时间内传送带前进距离：x2vtvvgv2g，所以物块相对

11、传送带滑动距离：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 xx2x1v22g，故产生的内能：Qmgxmgv22g12mv2，D正确【答案】D 10两块完全相同的木块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑的水平桌面上，两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为vA、vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( ) AvAvB，QAQBBvA

12、vB，QAQBCvAvB，QAQBDvAvB，QAQB【解析】两颗同样的子弹穿透木块的过程中，摩擦阻力f相同，子弹相对木块滑动的距离相同，所以摩擦力做功过程中产生的内能Qfx相同，根据能量守恒定律有：12mv2QA12mv2A12mv2QB12mv2B12mBv2由以上两式可知vAvB，综上所述选项D正确【答案】D 11(2016扬州高一检测) 如图 4-6-13所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120，半径R为 2.0 m 一个物体在离弧底E高度为h3.0 m 处，以初速度4.0 m/s沿斜面运动若物体与两斜面的动摩擦因数为0.0

13、2 ， 则物体在两斜面上( 不包括圆弧部分) 一共能走多长路程？(g取 10 m/s2) 【导学号： 67120094】图 4-6-13【解析】由于圆弧面是光滑的，由能量守恒定律知，物体最终在B、C之间摆动，且在B、C两点时速度为零设物体在斜面上运动的总路程为s，物体在斜面上所受摩擦力为fmgcos 60 ，由能量守恒定律知12mv20mghR(1 cos 60 ) mgscos 60 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - -

14、 - 6 物体在斜面上通过的总路程为s2gh12Rv20g4.020.0210m 280 m. 【答案】280 m 12如图 4-6-14所示，在光滑水平地面上放置质量M2 kg 的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切一质量m1 kg 的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下，在木板上滑行t1 s 后，滑块和木板以共同速度v1 m/s 匀速运动，g取 10 m/s2. 求：图 4-6-14(1) 滑块与木板间的摩擦力大小Ff；(2) 滑块下滑的高度h；(3) 滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q. 【解析】(1) 对木板：FfMa1由运动学公式，有va1t，解得Ff2 N. (2) 对滑块：Ffma2设滑块滑上木板时的速度是v0，则vv0a2t，可得v03 m/s. 由机械能守恒定律有mgh12mv20，hv202g32210 m0.45 m. (3) 根据功能关系有：Q12mv2012(Mm)v212132 J 12(12)12 J 3 J. 【答案】(1)2 N (2)0.45 m (3)3 J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -