2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律4能源與可持續(xù)發(fā)展課時(shí)檢測(cè)含解析新人教版必修3

PAGE4-能源與可持續(xù)發(fā)展(15分鐘30分)一、選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分)1.下列說法正確的是 ()A.隨著科技的發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的B.太陽(yáng)照耀到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照耀到宇宙空間的能量都消逝了C.“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違反了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,因而是不行能的D.有種“全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能始終走動(dòng),說明能量可以憑空產(chǎn)生【解析】選C。永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對(duì)外做功的裝置,歷史上曾出現(xiàn)過各種各樣的所謂永動(dòng)機(jī)的獨(dú)創(chuàng),結(jié)果都以失敗告終,緣由就是違反了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,A錯(cuò)誤;太陽(yáng)輻射大量的能量,地球只汲取了極少的一部分,就形成了風(fēng)云雨雪,使萬物生長(zhǎng)。輻射到宇宙空間的能量也沒有消逝,肯定是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯(cuò)誤;馬和其他動(dòng)物,包括人要運(yùn)動(dòng),必需消耗能量,動(dòng)物的能量來源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能,C正確;所謂“全自動(dòng)”手表內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)扮裝置的,一般是一個(gè)擺錘,當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),使擺錘不停搖擺,給游絲彈簧補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的走動(dòng)。假如把這種表放在桌面上靜置兩天,它肯定會(huì)停擺的,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列設(shè)想不符合能量守恒定律的是 ()A.利用永久磁鐵間的作用力造一臺(tái)恒久轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器B.做成一條船,利用河水的能量逆水航行C.通過太陽(yáng)照耀飛機(jī)使飛機(jī)起飛D.不用任何燃料使河水升溫【解析】選A。利用磁場(chǎng)可使磁鐵所具有的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,但由于摩擦力的不行避開性,動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使轉(zhuǎn)動(dòng)停止,故A錯(cuò);讓船先靜止在水中,設(shè)計(jì)一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)使船獲得足夠電能,然后把電能轉(zhuǎn)化為船的動(dòng)能使船逆水航行;同理可利用光能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性,使光能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起飛,故B、C正確;設(shè)計(jì)水壩利用河水重力勢(shì)能發(fā)電,一部分重力勢(shì)能通過水輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)化為電能,電能可轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使水升溫,故D正確。2.下列哪些現(xiàn)象屬于能量耗散 ()A.利用水流能發(fā)電,將水能轉(zhuǎn)化為電能B.電能通過燈泡中的電阻絲轉(zhuǎn)化為光能C.電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.火爐把房子烤暖【解析】選D。能量耗散是指其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,最終分散在四周環(huán)境中無法重新收集并加以利用的現(xiàn)象,若轉(zhuǎn)化為的是能夠重新收集并加以利用的能量,則不能稱為能量耗散。本題中的電能、光能都可以重新收集并加以利用,故A、B、C中現(xiàn)象不能算能量耗散。火爐把房子烤暖是使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能并流散在四周的環(huán)境中,內(nèi)能無法重新收集并加以利用,是能量耗散,故選D。3.有一種裝有太陽(yáng)能電扇的帽子(如圖所示)。在陽(yáng)光的照耀下,小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng),能給燥熱的夏季帶來一絲涼快,該裝置的能量轉(zhuǎn)化狀況是 ()A.太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能B.太陽(yáng)能→機(jī)械能→電能C.電能→太陽(yáng)能→機(jī)械能D.機(jī)械能→太陽(yáng)能→電能【解析】選A。依據(jù)題意,小電扇在陽(yáng)光照耀下轉(zhuǎn)動(dòng),說明最初的能量來源為陽(yáng)光,即太陽(yáng)能,然后陽(yáng)光被一塊太陽(yáng)能電池板汲取,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能。電能帶動(dòng)小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了小電扇的旋轉(zhuǎn),是電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。總的轉(zhuǎn)化過程為太陽(yáng)能→電能→機(jī)械能。故A正確。二、非選擇題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)4.太陽(yáng)能是人類運(yùn)用的最基本的能源,它無污染、無費(fèi)用,這種能源的運(yùn)用期和太陽(yáng)本身壽命一樣長(zhǎng),當(dāng)太陽(yáng)光照耀地面時(shí),1m2地面上在1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)輻射能約為1.0×103J。太陽(yáng)能熱水器就是干脆利用太陽(yáng)能的裝置,容積(V)100集熱管的采光面積(S) 1效率(η) 40%運(yùn)用年限: 15年(1)曉彤家每天大約須要100kg熱水,用這種熱水器將這些水從45℃須要多長(zhǎng)時(shí)間?(2)與效率為80%的電熱水器相比,曉彤家每天可節(jié)約多少電能?【解析】(1)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×100×(45-25)J=8.4×106J太陽(yáng)能熱水器傳給水的熱量Q放=kStη,因?yàn)镼吸=Q放,所以t==s=1.4×104s≈3.9h(2)W==J=10.5×106J≈2.9kW·h答案:(1)3.9h(2)2.9kW·h(10分鐘20分)5.(6分)如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖,圖中①和②為楔塊,③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦,在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中 ()A.緩沖器的機(jī)械能守恒B.摩擦力做功消耗機(jī)械能C.墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【解析】選B。在彈簧壓縮過程中,由于摩擦力做功消耗機(jī)械能,因此機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;墊板的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和內(nèi)能,選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤。6.(14分)如圖所示,質(zhì)量為m的小物體A以水平速度v0從左側(cè)沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l置于光滑水平面C上的木板B,剛好不從木板上掉下,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,此時(shí)木板對(duì)地位移為x,重力加速度為g。在這一過程中,求:(1)木板增加的動(dòng)能;(2)小物體削減的動(dòng)能;(3)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。【解析】(1)滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板B做正功,依據(jù)動(dòng)能定理得μmgx=Mv2-0=ΔEkB解得木板增加的動(dòng)能ΔEkB=μmgx。(2)滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體A做負(fù)功,依據(jù)動(dòng)能定理得-μmg(x+l)=mv2-m=ΔEkA解