2024-2025學(xué)年高中物理第4章6能源的開發(fā)與利用練習(xí)含解析教科版必修2

PAGEPAGE56.能源的開發(fā)與利用課時(shí)過關(guān)·實(shí)力提升一、基礎(chǔ)鞏固1.(多選)下列對能量守恒定律的相識,正確的是()A.某種形式的能量削減,肯定存在其他形式的能量增加B.某個(gè)物體的能量削減,必定有其他物體的能量增加C.散失到四周環(huán)境中的內(nèi)能還能被回收重新利用D.石子從空中落下,最終停止在地面上,說明機(jī)械能消逝了解析:由能量守恒定律可知,選項(xiàng)A、B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;散失到四周環(huán)境中的內(nèi)能不能被回收重新利用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案:AB2.一輛汽車在關(guān)閉油門后接著沿水平方向向前運(yùn)動(dòng),從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,它的()A.動(dòng)能不變 B.機(jī)械能不變C.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能 D.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解析:關(guān)閉油門后,汽車減速,動(dòng)能削減,勢能不變,機(jī)械能削減,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.選項(xiàng)D正確.答案:D3.下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中正確的是()A.能源利用的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程B.要合理開發(fā)和節(jié)約運(yùn)用核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等常?guī)能源C.能源利用的過程是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程D.無論是節(jié)約能源還是開發(fā)能源,我國都須要外國支援解析:能源的利用過程事實(shí)上是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程,并不肯定是單一的向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過程,所以選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;選項(xiàng)B中的核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等屬于新能?而不是常規(guī)能源,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;節(jié)約能源也好,開發(fā)能源也好,我國主要依靠自己,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C4.質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后,因受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)水對他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降高度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A.他的動(dòng)能削減了FhB.他的重力勢能增加了mghC.他的機(jī)械能削減了(F-mg)hD.他的機(jī)械能削減了Fh解析:運(yùn)動(dòng)員下降高度h的過程中,重力勢能削減了mgh,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;除重力做功以外,只有水對她的阻力F做負(fù)功,因此機(jī)械能削減了Fh,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能削減了(F-mg)h,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案:D5.如圖所示,木塊靜止在光滑水平桌面上,一子彈水平射入木塊的深度為d時(shí),子彈與木塊相對靜止,在子彈入射的過程中,木塊沿桌面移動(dòng)的距離為l,木塊對子彈的平均阻力為f,那么在這一過程中不正確的是()A.木塊的機(jī)械能增量為flB.子彈的機(jī)械能削減量為f(l+d)C.系統(tǒng)的機(jī)械能削減量為fdD.系統(tǒng)的機(jī)械能削減量為f(l+d)解析:木塊的位移為l,阻力對木塊做正功,W1=fx=fl,木塊機(jī)械能增加量為fl,選項(xiàng)A正確;子彈相對于地面的位移大小為d+l,阻力與子彈的位移方向相反,則阻力對子彈的功為W=-fx=-f(d+l),所以子彈機(jī)械能的削減量為f(d+l),選項(xiàng)B正確;系統(tǒng)機(jī)械能的削減量為系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,Q=fs相對=fd,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:D6.關(guān)于“節(jié)約能源”,下面說法中正確的是()A.由于自然界的能量的總和是守恒的,所以節(jié)約能源是毫無意義的B.奢侈能源,只是奢侈個(gè)人金錢,對整個(gè)社會(huì)和自然是無關(guān)緊要的,因?yàn)槟芰渴鞘睾愕腃.從能量轉(zhuǎn)化的角度看,自然界中宏觀過程是有方向性的,能源的利用受這種方向性的制約,所以“節(jié)約能源”對人類社會(huì)發(fā)展有很大的影響D.上述說法都是錯(cuò)誤的解析:能量雖然守恒,但能量耗散現(xiàn)象表明能量的轉(zhuǎn)化具有方向性,在利用的過程中能量的品質(zhì)降低了,故仍須要節(jié)約能源,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤.答案:C7.一種風(fēng)力發(fā)電裝置的扇面面積S=2m2,當(dāng)風(fēng)速v=10m/s時(shí),該裝置的發(fā)電機(jī)組輸出功率為875W.已知空氣的密度ρ=1.29kg/m3,求該裝置的能量轉(zhuǎn)化效率.解析:沿風(fēng)的方向上取面積為S、長度為vt的圓柱體,則在t時(shí)間內(nèi)該圓柱體內(nèi)的風(fēng)的動(dòng)能將被轉(zhuǎn)化為其他形式的能,所以E總輸入總功率為P總=所以能量轉(zhuǎn)化效率為η=答案:68%二、實(shí)力提升1.(多選)關(guān)于能量和能源,下列表述正確的是()A.能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式B.能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭D.能源在利用過程中有能量耗散,這表明能量不守恒解析:依據(jù)能量守恒定律,能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,故A正確;依據(jù)能量守恒定律,能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,故B正確;能量與能源不同,能量是守恒的,但能源隨著能量的耗散,能量可以利用的品質(zhì)會(huì)下降,故依舊要節(jié)約能源,故C、D錯(cuò)誤.答案:AB2.從地面豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H,設(shè)上升過程中空氣阻力f恒定.在小球從拋出到上升至最高處的過程中,下列說法正確的是()A.小球的動(dòng)能削減mgHB.小球的動(dòng)能削減fHC.小球的機(jī)械能削減fHD.小球的機(jī)械能削減(mg+f)H解析:小球動(dòng)能的削減量等于合力做的功,即ΔEk=(mg+f)H,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;小球機(jī)械能的削減量等于克服阻力做的功,即ΔE=fH,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C3.滾擺上下?lián)u擺,而能達(dá)到的最大高度越來越低,說明()A.滾擺的機(jī)械能守恒B.能量正在消逝C.只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化D.削減的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒解析:由于阻力的存在,物體克服阻力做功使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒,選項(xiàng)D正確.答案:D4.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止起先自由下落,小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中()A.重力做功2mgRB.機(jī)械能削減mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功解析:小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中重力做功為mgR,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,依據(jù)小球通過B點(diǎn)時(shí)剛好對軌道沒有壓力,說明此刻剛好由重力供應(yīng)向心力,對小球通過B點(diǎn)時(shí)應(yīng)用牛頓其次定律有mg=mvB2R①,解得vB=gR②,設(shè)小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做功為W,對此過程由動(dòng)能定理有mgR-W=12mvB2③,聯(lián)立答案:D5.“能源危機(jī)”和“環(huán)境污染”已成為當(dāng)今世界發(fā)展的兩大難題.我國已把資源的利用和開發(fā)作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn),這是非常必要的.下列各項(xiàng)資源的開發(fā)過程中,既利用了物質(zhì)的化學(xué)能,又有利于解決上述兩大難題的是()A.液氫作為汽車燃料的開發(fā)利用B.用焦炭和鐵礦石冶煉鋼鐵C.開發(fā)風(fēng)力發(fā)電D.采伐森林生產(chǎn)紙張和一次性木筷解析:氫氣和氧氣在特別的設(shè)備中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),可以產(chǎn)生電能和無害的水蒸氣,減小對常規(guī)能源的依靠,削減對空氣的污染.所以液氫作為汽車燃料的開發(fā)利用,既能解決“能源危機(jī)”和“環(huán)境污染”兩大難題,又在生產(chǎn)過程中,利用了物質(zhì)的化學(xué)能,所以選項(xiàng)A正確;用焦炭和鐵礦石冶煉鋼鐵,不僅會(huì)帶來嚴(yán)峻的環(huán)境污染,而且將加重常規(guī)能源的危機(jī),所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;開發(fā)風(fēng)力發(fā)電,能有效地解決“能源危機(jī)”和“環(huán)境污染”兩大難題,但明顯不符合題目中利用物質(zhì)的化學(xué)能這一特點(diǎn),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;采伐森林生產(chǎn)紙張和一次性木筷將加重“能源危機(jī)”,因此是不行取的,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A6.質(zhì)量為m的鋼球以速度v落入沙坑,鋼球在沙坑中下陷的深度為d,重力加速度為g,求:(1)鋼球在沙坑中受到的平均阻力大小f.(2)鋼球下陷過程中產(chǎn)生的內(nèi)能.解析:(1)鋼球在沙坑中下陷過程由動(dòng)能定理得mgd-fd=0-解得f=mg+(2)由能量守恒定律可知內(nèi)能的增量等于鋼球機(jī)械能的削減量,故ΔE內(nèi)=mgd+答案:(1)mg+7.如圖所示,粗糙水平面長l=0.20m,其右端與一內(nèi)壁光滑、半徑R=0.10m的半圓形軌道平滑連接,且該半圓形軌道在豎直平面內(nèi).一質(zhì)量m=1kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=(1)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)物體能否通過半圓形軌道的最高點(diǎn).解析:(1)物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)