教科版高中物理必修二4.6《能源的开发与利用》word每课一练

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2021高一物理 4.6 能源的开发与利用每课一练4(教科版必修2)

第6节能源的开发与利用一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．关于能源,以下说法不正确的是( )A ．煤、石油、自然气等燃料的最初来源都可以追溯到太阳能B ．柴草燃烧时释放的能量是化学能C ．核能和地热能来自地球自身D ．潮汐能来源于月球引力做的功2．关于能量和能源，下列说法正确的是( ) A ．由于自然界的能量守恒，所以不需要节省能源 B ．在利用能源的过程中，能量在数量上并未削减 C ．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D ．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被制造3．20世纪80年月初，科学家们制造了硅太阳能电池。

假如在太空设立太阳能卫星电站，可24h 发电，这不仅不受昼夜气候的影响，而且太阳辐射强度大，利用微波――电能转换装置，可将电能转换成微波向地面发送。

估量在21世纪初地球上空将会升起卫星电站，硅太阳能电池实现的能量转换方式是( )A ．光能→微波B ．光能→热能C ．电能→微波D ．光能→电能4．近年来，在公交车和出租车中推行用自然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的进展，走上街头你会发觉不少公交车和出租车上印有“CNG ”的标记，代表它们是以自然气作为燃料的汽车则推广这一改革的主要目的是( )A ．延长发动机的寿命B ．促进地方经济和西部进展C ．削减大气污染D ．节省能源 5．关于功和能，下列说法正确的是( )A ．功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B ．功和能虽然是两个不同的物理量，但是功和能可以相互转化C ．水对水轮机做了8.9×106 J 的功表示水的能量削减了8.9×106 JD ．竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J 表示石子将5 J 的功转化为5 J 的重力势能 6．能把电能转化为机械的装置是( )A ．电灯B ．发电机C ．水轮机D ．电动机7．如图所示，轻质弹簧长为L ，竖直固定在地面上，质量为m 的小球，在离地面高度为H 处，由静止开头下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x .在下落过程中，小球受到的空气阻力为F 阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为( )A ．(mg －F 阻)(H －L ＋x )B ．mg (H －L ＋x )－F 阻(H －L )C ．mgH －F 阻(H －L )D ．mg (L －x )＋F 阻(H －L ＋x )8．如图所示，一个质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g ，在斜面上升的最大高度为h ，则在这个过程中，物体( )A ．机械能损失了mghB ．重力势能增加了3mghC ．动能损失了12mghD ．机械能损失了12mgh9．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法正确的是( )A ．子弹削减的机械能等于木块增加的机械能B ．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C ．子弹削减的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D ．子弹削减的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和10．将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出，抛出时的速度大小为v 0.小球落到地面时的速度大小为2v 0.若小球受到的空气阻力不能忽视，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于m v 20D ．合外力对小球做的功等于m v 20 二．计算题11．某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．假如这个风车能将圆面内10%的气流淌能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？12．如图所示，质量为m 的自行车绝技运动员从B 点由静止动身，经BC 圆弧，从C 点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t .由B 到C 的过程中，克服摩擦力做功为W .空气阻力忽视不计，重力加速度为g ，试求：自行车运动员从B 到C 至少做多少功？第6节能源的开发与利用一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．C 2．B 3．D 4．C 5．C 6．D 7．A 8．A 9．BD 10．AB 二．计算题11．3.4 kW解析：在t 时间内作用于风车的气流质量。

教科物理必修2 第4章第6节《能源的开发与利用》知能优化训练

1．设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，冰箱的门是开着的，那么室内的温度将( )A ．升高B ．降低C ．不变D ．都有可能解析：选A.冰箱在正常工作时，要消耗电能，冰箱门是打开的，说明冰箱内外能够进行热交换，但是因为房子是绝热的，因此冰箱消耗的电能转化为内能，使房子中的温度升高．2．下列现象中，物体动能转化为势能的是( )A ．秋千由最高点荡向最低点B ．张开的弓把箭水平射出去C ．骑自行车匀速驶上斜坡D ．正在腾空上升的礼花弹解析：选D.秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能；张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能；骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能；正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能．3．关于能量和能源，下列说法正确的是( )A ．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B ．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C ．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D ．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析：选B.自然界的总能量是守恒的，能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，能量不可能被创造；在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量转化具有方向性．4．关于功和能，下列说法正确的是( )A ．功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B ．功和能虽然是两个不同的物理量，但是功和能可以相互转化C ．水对水轮机做了8.9×106 J 的功表示水的能量减少了8.9×106 JD ．竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J 表示石子将5 J 的功转化为5 J 的重力势能解析：选C.功和能单位相同，意义不同，功是过程量是能量转化的量度，但两者不能说成相互转化，故A 、B 均错；水对水轮机做功，水的能量减少，水轮机的动能增加，故C 选项对，石子上升的过程克服重力做功，动能减少重力势能增加，故D 错．5．某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：在t 时间内作用于风车的气流质量m ＝πr 2v tρ这些气流的动能为12m v 2，转变成的电能 E ＝12m v 2×10% 所以风车带动发电机的功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10% 代入数据得P ＝3.4 kW.答案：3.4 kW一、选择题1．太阳是人类的“能源之母”，下述关于太阳能的说法中错误的是( )A ．三大常规能源都是太阳能的产物B ．光合作用是太阳能转换为化学能C ．光驱动机械手表是太阳能先转换为电能，再转换为机械能D ．自然界的风能、水能、潮汐能也都来自于太阳能解析：选D.常规能源是指煤、石油及天然气，在其地质形成过程中累积了太阳能，因此其能量来自于太阳；光合作用使太阳能转换为化学能储存在植物之中；光驱动手表内装有太阳能电池，先将太阳能转换为电能再转换为指针转动的机械能；自然界的风能、水能与太阳能有关，而潮汐能是由引力作用产生的．应选D.2．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W 1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W 2，高压燃气对礼花弹做功W 3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( )A ．礼花弹的动能变化量为W 3＋W 2＋W 1B ．礼花弹的动能变化量为W 3－W 2－W 1C ．礼花弹的机械能变化量为W 3－W 2D ．礼花弹的机械能变化量为W 3－W 2－W 1解析：选BC.动能变化量等于各力做功的代数和，阻力重力都做负功，故W 3－W 1－W 2＝ΔE k ，所以B 对(A 错)．重力以外其他力做功的和为W 3－W 2此即等于机械能增加量，所以C 对(D 错)．此题选B 、C.3．质量为4 kg 的物体被人由静止开始向上提升0.25 m 后，速度达1 m/s ，则下列判断正确的是(取g ＝10 m/s 2)( )A ．人对物体传递的功是12 JB ．合外力对物体做功2 JC ．物体克服重力做功10 JD ．人对物体做的功等于物体增加的动能解析：选BC.逐项分析如下：人对物体做了功，对物体传递了能量，不能说人对物体传递了功，选项A 错误；合外力对物体做功(包括重力)等于物体动能的变化，W 合＝12m v 2－0＝2 J ，选项B 正确；物体克服重力做的功W G ＝mgh ＝10 J ，选项C 正确；人做功即除重力以外的其他力对物体做功等于物体机械能的变化W 人＝mgh ＋12m v 2＝12 J ，选项D 错误．4．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法正确的是( )A ．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B ．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C ．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D ．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和解析：选BD.子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A 选项没有考虑系统增加的内能，C 选项中应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，B 、D 正确．5．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程/消耗能量．一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km ，一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ 的能量可行驶100 km ，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A ．6∶1B ．12∶5C ．24∶1D ．48∶7解析：选C.由题中公式得：电动自行车的客运效率＝1×30×103/106，普通轿车的客运效率＝4×100×103/(320×106)，二者之比为24∶1，C 正确．图4－6－66．如图4－6－6所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O 与小球B 连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A 连接，杆两端固定且足够长，物块A 由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动．设某时刻物块A 运动的速度大小为v A ，小球B 运动的速度大小为v B ，轻绳与杆的夹角为θ.则( )A ．v A ＝vB cos θB ．v B ＝v A cos θC ．小球B 减小的重力势能等于物块A 增加的动能D ．当物块A 上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析：选BD.B 的速度等于A 沿绳方向的分速度v B ＝v A cos θ，A 错，B 对，下落中B 球减小的重力势能等于A 球增加的重力势能与A 、B 增加的动能之和，C 错，A 上升到与滑轮等高时，B 速度为0，B 减少的机械能最多，由能量守恒知A 机械能最大，D 对．7．将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出，抛出时的速度大小为v 0.小球落到地面时的速度大小为2v 0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于m v 20D ．合外力对小球做的功等于m v 20解析：选AB.由题意可知小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地过程中动能变大了，由动能定理W 合＝ΔE k >0，则W 合>0，即重力所做的功大于空气阻力所做的功，而这个过程中重力对小球做的功为W G ＝mgh ，所以A 、B 选项正确．从抛出到落地过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量W 合＝ΔE k ＝12m (2v 0)2－12m v 20＝32m v 20>m v 20，故C 、D 选项均不正确．图4－6－78．如图4－6－7所示，轻质弹簧长为L ，竖直固定在地面上，质量为m 的小球，在离地面高度为H 处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x .在下落过程中，小球受到的空气阻力为F 阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为( )A ．(mg －F 阻)(H －L ＋x )B ．mg (H －L ＋x )－F 阻(H －L )C ．mgH －F 阻(H －L )D ．mg (L －x )＋F 阻(H －L ＋x )解析：选A.设物体克服弹力做功为W 弹，则对物体应用动能定理得(mg －F 阻)(H －L ＋x )－W 弹＝ΔE k ＝0，所以，W 弹＝(mg －F 阻)(H －L ＋x )，即为弹簧具有的弹性势能．图4－6－89．如图4－6－8所示，一个质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g ，在斜面上升的最大高度为h ，则在这个过程中，物体( )A ．机械能损失了mghB ．重力势能增加了3mghC ．动能损失了12mgh D ．机械能损失了12mgh 解析：选A.重力做了mgh 的负功，重力势能增加mgh ，B 错．由于物体沿斜面以加速度g 做匀减速运动，由牛顿第二定律可知：mg sin30°＋f ＝mg ，f ＝12mg . 摩擦力做功为：W f ＝－f ·2h ＝－mgh ，机械能损失mgh ，故A 项正确，D 错．由动能定理得ΔE k ＝－mgh －mgh ＝－2mgh即动能损失了2mgh ，故C 错．二、非选择题10．人身体在最佳状态下，只能把人体化学能的25%转化为有用的机械能．假如一位质量为60 kg 的登山运动员恰好具有这样的转化效率，若他平均每小时登高500 m ，那么，他在5 h 内共消耗的化学能为多少？(g 取10 m/s 2)解析：设运动员克服重力做功的功率为P 1，则P 1＝mgh t 1(t 1＝1 h)，则人体消耗化学能的功率P 2＝P 1η(η为转化效率)．因此P 2＝mgh ηt 1，运动员在5 h 内共消耗的化学能 E ＝P 2t 2＝mght 2ηt 1＝60×10×500×50.25×1J ＝6×106 J. 答案：6×106 J11．从地面高H 处自由落下一球，下落过程中球所受阻力是重力的1k(k >1)，而球在地面每次碰撞后能以与碰前大小相等的速度竖直向上跳起，若小球从释放到停止跳动所经过的总路程为s ，则(1)重力做功有何特点？做了多少功？(2)阻力做功有何特点？做了多少功？(3)H 与s 具有怎样的数量关系？解析：(1)重力做功只与始末位置的高度差有关，与经过的路径无关，重力做功W 1＝mgH .(2)阻力做功与经过路径有关，阻力做功为W 2＝－1kmgs . (3)整个过程由动能定理知W 1＋W 2＝0，即mgH －1kmgs ＝0，所以s ＝kH . 答案：见解析 12.图4－6－9如图4－6－9所示，质量为m 的自行车特技运动员从B 点由静止出发，经BC 圆弧，从C 点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t .由B 到C 的过程中，克服摩擦力做功为W .空气阻力忽略不计，重力加速度为g ，试求：自行车运动员从B 到C 至少做多少功？解析：自行车由C 点冲出后做竖直上抛运动上升高度等于下降高度h ＝12gt 2下.① 上、下时间相等t 上＝t 下＝t 2.② 由功能关系知，在从B 到C 再到D 的过程中，自行车运动员做的功W 人应当等于他克服摩擦力做的功W 与增加的重力势能之和，W 人＝W ＋mgh .③联立①②③式得W 人＝W ＋mgh ＝W ＋18mg 2t 2. 答案：W ＋18mg 2t 2。

2021-2022高一物理教科版必修2课后作业：4.6 能源的开发与利用 Word版含解析

6.能源的开发与利用课后作业提升一、选择题1.关于能的转化和守恒定律,下列说法错误的是()A.能量能从一种形式转化为另一种形式,但不能从一个物体转移到另一个物体B.能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化C.一个物体能量增加了,必定伴随着别的物体能量削减D.能的转化和守恒定律证明白第一类永动机是不行能存在的解析:能量可从一种形式转化为另一种形式,也可从一个物体转移到另一个物体,如热传递的过程,A错误.答案:A2.从地面竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f恒定.在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列说法正确的是()A.小球的动能削减mgHB.小球的动能削减fHC.小球的机械能削减fHD.小球的机械能削减(mg+f)H解析:小球动能的削减量等于合力做的功,即ΔE k=(mg+f)H,A、B错误;小球机械能的削减量等于克服阻力做的功,即ΔE=fH,C正确,D错误.答案:C3.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出.对于这一过程,下列说法正确的是()A.子弹削减的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统损失的机械能等于系统产生的热量C.子弹削减的机械能等于木块增加的动能和木块增加的内能之和D.子弹削减的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和解析:由能量守恒定律可知:对子弹来讲,削减的机械能一是用于木块增加动能,二是用于增加木块和子弹的内能,D对;对子弹和木块来讲,削减的机械能只用来增加它们的内能,B对,A、C错.答案:BD4.滚摆上下摇摆,而能达到的最大高度越来越低,说明() A.滚摆的机械能守恒B.能量正在消逝C.只有动能和势能的相互转化D.削减的机械能转化为内能,但总能量守恒解析:由于阻力的存在,物体克服阻力做功使部分机械能转化为内能,但总能量守恒,D正确.答案:D5.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开头自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()A.重力做功2mgRB.机械能削减mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功12mgR解析:小球从P点运动到B点的过程中重力做功为mgR,选项A错误;设小球通过B点时的速度为v B,依据小球通过B点时刚好对轨道没有压力,说明此刻刚好由重力供应向心力,对小球通过B点时应用牛顿其次定律有mg=m v B2R①,解得v B=√gR②,设小球从P点运动到B点的过程中克服摩擦力做功为W,对此过程由动能定理有mgR-W=12mv B2③,联立②③解得W=12mgR,选项D正确;上述过程合外力做功为W合=mgR-W= 12mgR,选项C错误;小球机械能削减量等于小球克服摩擦力所做的功,即ΔE=W=12mgR,选项B错误.答案:D二、非选择题6.高20m的瀑布,1 min内流下的水冲击水轮后,其水流的功率有20%转化为电能,若发电的功率为200 kW,则水流的功率为,1 min内流下的水质量是.(g取10m/s2)解析:因水流功率有20%转化为电能,而发电的功率为200 kW,所以水流的功率为200kW20%=1 000 kW.再依据P=Wt=mgℎt所以m=Ptgℎ=1×106×6010×20kg=3×105 kg.答案:1000kW3×105kg7.一质量为2kg的物块从离地80m的高处自由落下,测得落地速度为30m/s,求下落过程中产生的内能(g取10m/s2).解析:依据能量守恒,产生的内能为机械能的削减量,Q=ΔE=mgh-12mv2=2×10×80J-12×2×302J=700 J.答案:700J8.用铁锤打击铁钉,设打击时有80%的机械能转化为内能,内能的50%用来使铁钉的温度上升.问打击20次后,铁钉的温度上升多少?已知铁锤的质量为1.2 kg,铁锤打击铁钉时的速度是10 m/s,铁钉质量是40 g,铁的比热容是5.0×102 J/(kg·℃).解析:由能量守恒定律知:12m1v2×80%×50%×20=cm2Δt解得Δt=24℃.答案:24℃。

物理高一教科版必修2学案第4章6能源的开发与利用

6 能源的开发与利用（1）定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中总量保持不变．（2）建立定律的重要事实各种自然现象之间能量的相互联系与转化．（3）机械能守恒定律与能量守恒定律的关系机械能守恒定律是普遍的规律在特殊背景下一种特殊表现形式．2．能源利用和新能源开发（1）能源利用：煤、石油和天然气为化石燃料，这些能源不可再生，也不可重复使用，所以又称为常规能源，能量的大量使用也引起了环境问题．（2）新能源开发：目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变等．一、功与能的理解如图所示，把小球拉到一定角度后释放，小球在竖直平面内来回摆动，我们观察到它的摆动幅度越来越小，最后停止摆动．那么在这一过程中有什么力做功？同时又分别对应着怎样的能量转化？答案：重力和空气阻力做功，势能和动能之间的相互转化，又转化为内能．如图所示，质量为m 的小铁块A 以水平速度v 0从左侧冲上质量为M 、长为l 置于光滑水平面C 上的木板B ，刚好不从木板上掉下，已知A 、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为s ，求这一过程中：（1）木板增加的动能；（2）小铁块减少的动能；（3）系统机械能的减少量．答案：（1）μmgs （2）μmg （s +l ）（3）μmgl解析：（1）对B 根据动能定理得：μmgs =12Mv 20 从上式可知：ΔE k B =μmgs .（2）滑动摩擦力对小铁块A 做负功，根据功能关系可知：ΔEk A =μmg （s +l ）．即小铁块减少的动能为220k 11-=-=()22A E mv mv mg s l μ∆+．（3）系统机械能的减少量为系统克服摩擦力做的总功，即ΔE 减=F f Δl =μmgl .1．功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移）的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转移），因此，功是能量转化的量度．2．功能关系由于功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，即功能关系．搞清力对“谁”做功：对“谁”做功就对应“谁”的位移，引起“谁”的能量变化．如子弹物块模型中，摩擦力对子弹做的功必须用子弹的位移去求解，这个功引起子弹动能的变化．二、能量守恒定律的理解1．在自然界中除了有机械能之外，还存在哪些不同形式的能量？答案：内能、电能、电磁能、核能、化学能等．2．举例说明不同形式的能量之间可以相互转化．答案：虽然能量的存在形式多种多样．但在一定的条件下，不同形式的能量间可以相互转化，如光能→化学能，机械能→内能，机械能→电能，电能→化学能等．3．交流讨论：如图所示，把小球拉到一定角度后释放，小球在竖直平面内来回摆动，我们观察到它的摆动幅度越来越小，最后停止摆动．机械能消失了吗？若没有消失，转化成了什么？答案：机械能并没有消失，而是转化成了空气和小球的内能，最后都转化为空气的内能．4．不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移）的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转移），因此，功是能量转化的量度．你能举例说明不同性质的力做功会引起不同形式的能的转化吗？答案：（1）重力做功：重力势能和其他能相互转化；（2）弹力做功：弹性势能和其他能相互转化；（3）合外力做功：动能与其他形式能相互转化；（4）除重力、系统内弹力外，其他力做的功：机械能与其他形式能相互转化．某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？答案：3.4 kW解析：在本题研究的过程中，气流动能的10%转化为电能，即在时间Δt 内吹到风车上气流的动能的10%转化为电能．设在Δt 时间内作用于风车的气流质量m ＝πr 2v ·Δtρ这些气流的动能为12mv 2 转变成的电能E ＝12mv 2×10% 所以风车带动发电机的功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10% 代入数据得P ＝3.4 kW.1．表达式：ΔE 1减＝ΔE 2增2．含义（1）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等．（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．3．应用步骤（1）分清哪些形式的能（如机械能、热能、电能等）在变化．（2）分别列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式．（3）依据能量守恒列式求解．4．应用能量守恒规律解题时，一定要分清系统中有哪些形式的能，什么能发生了转化或转移．1．下列能源中，哪些属于不污染环境的新能源（）．A ．太阳能B ．核能C ．风能D ．地热能答案：ACD2．人类利用的主要能源大致经历的三个时期是（）．A ．煤炭时期、石油时期、电能时期B ．煤炭时期、电能时期、核能时期C ．煤炭时期、电能时期、太阳能时期D ．柴薪时期、煤炭时期、石油时期答案：D3．关于能量和能源，下列说法正确的是（）．A ．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B ．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但能量品质降低了C ．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D ．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案：B解析：在能源利用过程中，虽然满足能量守恒，但由于能量转化、转移的方向性，能源的能量最终转化为内能，能量品质降低，所以A 、C 项错误，B 项正确；能量守恒定律是一个普遍性规律，能量不能被创造，D 项错误．4．如图所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下列说法正确的是（）．A ．橡皮条收缩，弹力对飞机做功B ．飞机的动能增加C ．橡皮条的弹性势能减少D ．飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能答案：ABC解析：在弹出飞机的过程中，橡皮条收缩产生弹力将飞机弹出，弹力对飞机做正功，飞机的动能增加，橡皮条的弹性势能减少，飞机上升，重力势能增加，A 、B 、C 对，D 错．5．太阳热水器是利用太阳能来为水加热的设备，在我国城乡许多屋顶上都可以看到．太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E 0＝7×103 J/（m 2·s）．某热水器的聚热面积S ＝2 m 2，若每天相当于太阳直射的时间为t ＝4 h ，太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使m ＝500 kg 的水温度升高多少？答案：19.2 ℃解析：每天4 h 热水器获得的太阳能Q ＝SE 0t ，依题意有：Q ×20%＝cm ΔtSE 0t ＝cm Δt .Δt＝错误!＝错误!℃＝19.2 ℃.。

2016-2017学年物理高一教科版必修2 课后训练：第四章

能源的开发与利用练习1．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的压力，以下解决能源问题的方法不当的是（）．A ．用木材作燃料B ．用液氢替代汽油C ．开发风能D ．开发地热2．能源短缺和环境恶化指的是（）．①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的，这叫能源短缺②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺③煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了空气成分，使环境恶化A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④3．健身运动员在跑步机上不停地跑，但是他的动能并没有变化，关于这个过程中的能量转化情况，下列说法正确的是（）．A ．运动员消耗的化学能绝大部分是通过与空气的摩擦转化成了内能B ．运动员消耗的化学能绝大部分是通过与跑步机各部分之间的摩擦转化成了内能C ．运动员消耗的化学能绝大部分是通过鞋底与皮带的摩擦转化成了内能D ．运动员消耗的化学能绝大部分转化成了皮带的动能4．将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出，抛出时的速度大小为v 0，小球落到地面时的速度大小为2v 0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是（）．A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于20mvD ．合外力对小球做的功等于20mv5．如图所示，一个质量为m 的物体（可视为质点）以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g ，在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中，物体（）．A ．机械能损失了mghB ．重力势能增加了3mghC ．动能损失了12mgh D ．机械能损失了12mgh6．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在A 中，A 、B 用一根弹性良好的弹簧连在一起，如图所示，则在子弹从开始射入木块A并压缩弹簧的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（）．A．机械能守恒B．机械能不守恒C．仅对A、B系统，机械能守恒D．无法判断7．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法正确的是（）．A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和8．如图所示，传送带保持v＝4 m/s的速度水平匀速运动，将质量为1 kg的物块无初速地放在A端，若物块与皮带间动摩擦因数为0.2，A、B两端相距6 m，则物块从A到B的过程中，皮带摩擦力对物块所做的功为多少？产生的摩擦热又是多少？（g取10 m/s2）参考答案1．答案：A2．答案：D3．答案：B解析：运动员与空气的摩擦力很小，A错；鞋底与跑步机之间是静摩擦力，不会产生热量，C错；皮带的动能并不变化，D错．4．答案：AB解析：由题意可知，小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了．根据动能定理W合＝ΔE k，则W合＞0，即重力所做的功大于阻力所做的功．而这个过程中重力对小球做的功为W G＝mgh，所以A、B正确；从抛出到落地的过程中，合外力的功等于小球动能的变化量，即W合＝12m（2v0）2－212mv＝232mv＞2mv，故C、D均错．5．答案：A解析：重力做了mgh的负功，重力势能增加mgh，B错；由于物体沿斜面以加速度g做减速运动，由牛顿第二定律可知：mg sin 30°＋f＝mg，f＝12mg.摩擦力做功为：W f＝－f·2h＝－mgh，机械能损失mgh，故A项正确，D错；由动能定理得ΔE k＝－mgh－mgh＝－2mgh，即动能损失了2mgh，故C错．6．答案：B解析：此题分为两个过程，一是子弹射入木块A中，二是弹簧被压缩，这两个过程并非独立，而是同时发生的．当子弹射入木块A中时，子弹受摩擦力的作用，与木块A发生相对运动，摩擦生热，机械能有损失，转化为内能．当子弹相对A静止以后，木块A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，内部有动能与弹性势能的转化，所以选B.7．答案：BD解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失，A选项没有考虑系统增加的内能，C选项中应考虑的是系统（子弹、木块）内能的增加，B、D正确．8．答案：8 J 8 J解析：木块与皮带间的摩擦力f＝μmg＝2 N，木块滑动的加速度为a，则由牛顿第二定律得F＝ma，所以a＝2 m/s2.设木块位移为x时速度达到4 m/s，则由v2＝2ax，得x＝4 m．W＝fx＝8 J．相对位移x相＝2va－x＝4 m，产生的焦耳热Q＝mgμx相＝8 J.。

教科版高中物理必修二4.6《能源的开发与利用》word学案

第6节能源的开发与利用［导学目标］1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实2能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题3了解能源的开发和利用情况.课堂活动区合作探究垂点互动撞击思维、核心知诅探究一、能量守恒定律［问题情境］1.在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等•是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？2.请说明下列现象中能量是如何转化的？⑴植物进行光合作用.(2)放在火炉旁的冰融化变热.(3)电流通过灯泡，灯泡发光.［要点提炼］1.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式______ 为另一种形式，或者从一个物体_______ 到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量 ____________.2.几个重要的功能关系(1) 合外力所做的功或外力所做功的代数和等于物体或物体系动能定理.(2) 除了重力和弹力外，_____________________________ 其他力对物体系所做的功等于物体系——功能原理;⑶重力或弹力对物体所做的功与重力势能或弹性势能的变化数值相等；(4)两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功与物体系增加的内能数值相等.［即学即用］1 .质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提升0.25 m后速度达到1 m/s,则下列判断正确的是()A .人对物体传递的功是12 JB .合外力对物体做功2 JC.物体克服重力做功10 J D .人对物体做的功等于物体增加的动能A图12•如图1所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由A点冲上倾角为30 ° 的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g，在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中，物体()A .机械能损失了mghB .重力势能增加了3mgh1C.动能损失了^mgh1D .机械能损失了2mgh3.如图2所示在光滑的水平面上, 有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为^, 当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为I，求这个过程中(1) 系统产生的热量；(2) 小铁块增加的动能;(3) 木块减少的动能；(4) 系统机械能减少量．二、能源的利用和新能源的开发1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即______ 时期、______ 时期、______ 时期．自工业革命以来，____ 和____ 成为人类的主要能源．2．_________ 和__________ 已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．3．燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次 __________ 聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．这种现象叫做能量的耗散．4．能源开发(1)有待开发和利用的新能源主要指太阳能、地热能、风能、水能、核能等．(2)节约能源的办法有：采用高效锅炉，节约燃料；采用高温高压蒸汽轮机，提高热机效率；充分利用废气余热，提高燃料利用率；从能源直接得到电能，提高发电效率等等．(3) 在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源．5．能源转化的途径自然界的能量是守恒的，但有的能量不便于利用，因此人们要把不方便利用的能转化为方便利用的能．能源的转化过程如下图。

高中物理 4.6 能源的开发与利用每课一练教科2

实蹲市安分阳光实验学校第6节能源的与利用一、选择题1．关于功和能，下列说法中正确的是( )A．功和能的单位相同，物理意义也相同B．物体对外未做功，这个物体就不具有能量C．物体对外做功多，这个物体具有的能量就多D．功和能不能相互转化，是不同的两个物理量2．关于能源的利用中，下列说法不正确的是( )A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．城市的工业和交通急剧发展，使得城市环境过多地接收了耗散的能量，使城市环境的温度升高．C．煤炭和产品的燃烧会造成空气污染和温室效D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的3．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出．抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )A．小球克服空气阻力做的功小于mghB．重力对小球做的功于mghC．合外力对小球做的功小于mv20D．合外力对小球做的功于mv204．物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的变化是( )A．机械能不变，动能不变B．动能不变，重力势能可能变化C．动能不变，重力势能一变化D．若重力势能变化，则机械能一变化5．如图1所示，A、B两球的质量相同，A球系在不可伸长的绳子上，B球固在轻质弹簧上，把两球都拉到水平位置(绳和弹簧均拉直且为原长)，然后释放．当小球通过悬点O正下方的C点时，弹簧和绳子长，则此时( )图1A．A、B两球的动能相B．A球重力势能的减少量大于B球重力势能的减少量C．A球系统的机械能大于B球系统的机械能D．A球的速度大于B球的速度6．如图2所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物，A、B都向前移动了一段距离．在此过程中( )图2A．外力F做的功于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功，于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功，于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和7．如图3所示，一根轻弹簧下端固，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段，下列说法中正确的是( )图3A．在B位置小球动能最大B．在C位置小球动能最大C．从A→C位置小球重力势能的减少量于小球动能的增加量D．从A→D位置小球重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量二、非选择题图48．如图4所示，质量为m的自行车特技运动员从B点由静止出发，经BC 圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t.由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W.空气阻力忽略不计，重力加速度为g，试求：自行车运动员从B到C至少做多少功？图59．如图5所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心距离x＝4.5 m，现将m＝1 kg 的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：(1)小物体获得的动能Ek；(2)这一过程摩擦产生的热量Q；(3)这一过程电动机消耗的能量E是多少？(g＝10 m/s2)第6节能源的与利用1．D 2.A3．AB [由题意可知，小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了．根据动能理W合＝ΔEk，则W合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功．而这个过程中重力对小球做的功为WG＝mgh，所以A、B正确．从抛出到落地的过程中，合外力做的功于小球动能的变化量，即W合＝12m(2v0)2－12 mv20＝32mv20>mv20，故C、D均错．]4．ABD [物体在平衡力作用下的运动只有匀速直线运动，动能一不变，若在水平面内直线运动，重力势能不变，机械能也不变；若在竖直方向上或沿斜面直线运动，则动能不变，重力势能改变，机械能一变化，综上所述，选项A、B、D均正确．]5．D6．BD [A物体所受的合外力于B对A的摩擦力，对A物体运用动能理，则有B对A的摩擦力所做的功于A的动能的增量，即B对．A对B的摩擦力与B 对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相，方向相反，但是由于A在B 上滑动，A、B对地的位移不，故二者做功不，C错．对B用动能理，W F－W f＝ΔE kB，即W F＝ΔE kB＋W f就是外力F对B做的功，于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D对．由上述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(于B对A的摩擦力所做的功)不，故A错．]7．B8．W＋18mg2t2解析自行车由C点冲出后做竖直上抛运动上升高度于下降高度h ＝12gt 2下①上、下时间相t 上＝t 下＝t2②由功能关系知，在从B 到C 再到D 的过程中，自行车运动员做的功W 人当于他克服摩擦力做的功W 与增加的重力势能之和，W 人＝W ＋mgh③联立①②③式得W 人＝W ＋mgh ＝W ＋18mg 2t 29．(1)4.5 J (2)4.5 J (3)9 J 解析 (1)μmg＝ma ，a ＝1.5 m/s 2μmgx′＝12mv 2所以x′＝3 m<4.5 m ，即物体可与皮带达共同速度，Ek ＝12mv 2＝12×1×32J＝4.5 J(2)v ＝at ，t ＝2 sQ ＝μmg(vt－x′)＝0.15×1×10×(6－3) J ＝4.5 J (3)E ＝Ek ＋Q ＝4.5 J ＋4.5 J ＝9 J。

2017教科版高中物理必修2第四章第6节《能源的开发与利用》课时作业

第6节能源的开发与利用1、能量既不会凭空________,也不会凭空________，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量__________，这个规律称为能量守恒定律、2、能源就是指能够提供某种形式能量的____________、人类利用的能源最初有____________、________、________、________等、人类对能源的利用经历了三个时期：________时期、________时期、________时期、3、煤、石油、天然气等化石燃料使用后不能再次生成,也不可重复使用,所以称为____________能源、并且化石燃料的使用会造成严重的环境污染，因此我们应____________、积极开发与利用____________、【概念规律练】知识点一能量守恒定律1、关于能量守恒定律，下列说法错误的就是( )A、能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体B、能量的形式多种多样,它们之间可以相互转化C、一个物体能量增加了,必然伴随着别的物体能量减少D、能量守恒定律说明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失2、下列说法正确的就是（）A、随着科技的发展，永动机就是可以制成的B、太阳照射到地球上的光能转化成了其她形式的能量，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”违背了能量守恒定律,因而就是不可能的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3、历史上曾有许多人试图发明一种机器，它可以不消耗能量而连续不断地对外做功，或者消耗少量能量而做大量的功、如图1所示为一种永动机的设计模型、人们把这种设想中的不消耗能量的机器叫做第一类永动机、这样的机器能制造出来不？请您谈谈您的瞧法、图1知识点二能量转化问题分析4、指出下列现象中能量的转化或转移情况、(1）植物的光合作用、(2）雨天时发生雷电、（3)人在跑步时，身体发热、(4）手摇发电机发电使灯泡发光、(5）风吹动帆船前进、5、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出、关于这一过程,下列说法正确的就是( )A、子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B、子弹与木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C、子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之与D、子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹与木块增加的内能之与【方法技巧练】一、利用能量守恒定律解题的方法6、图2如图2所示,质量为m，速度为v0的子弹，水平匀速飞行，击中前方悬挂于长为L的轻绳下端的木块（质量为M）；子弹未能穿出木块，使悬绳偏离竖直方向的最大偏角为θ,则子弹击中木块后产生的内能为多少？7、水从20 m高处落下,如果水的重力势能的20％用来使水的温度升高,则水落下后的温度将升高多少？（g取10 m/s2)二、用功能关系分析能量的转化8、如图3所示,图3质量为m的物体（可视为质点）以某一速度由底端冲上倾角为30°的固定斜面，上升的最大高度为h,其加速度大小为34g、在这个过程中,物体（)A、重力势能增加了mghB、动能损失了mghC、动能损失了错误!D、机械能损失了mgh1、关于功与能，下列说法中正确的就是（）A、功与能的单位相同,物理意义也相同B、物体未对外做功，这个物体就不具有能量C、物体对外做功多，这个物体具有的能量就多D、功与能不能相互转化,就是不同的两个物理量2、有关功与能,下列说法正确的就是( )A、力对物体做了多少功，物体就具有多少能B、物体具有多少能,就一定能做多少功C、物体做了多少功,就有多少能量消失D、能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少3、下列关于对能量守恒定律的认识，正确的就是( ）A、某种形式的能减少，一定存在其她形式的能增加B、某个物体的能减少,必然有其她物体的能增加C、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成D、石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了4、有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度、她的办法就是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将（）A、逐渐有所升高B、保持不变C、开机时降低，停机时又升高D、开机时升高,停机时降低5、行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流、上述不同现象中所包含的相同的物理过程就是（)A、物体克服阻力做功B、物体的动能转化为其她形式的能量C、物体的势能转化为其她形式的能量D、物体的机械能转化为其她形式的能量6、图4一质量均匀且不可伸长的绳索,重为G，A、B两端固定在天花板上,如图4所示、今在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置( ）A、逐渐升高B、逐渐降低C、先降低后升高D、始终不变7、如图5所示，图5轻质弹簧长为L,竖直固定在地面上,质量为m的小球，在离地面高度为H处,由静止开始下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为x、在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻,则弹簧在最短时具有的弹性势能为（)A、(mg－F阻)(H－L＋x）B、mg（H－L＋x）－F阻(H－L)C、mgH－F阻(H－L）D、mg(L－x)＋F阻（H－L＋x）8、如图6所示，图6在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中，以下说法正确的有( )A、力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量B、木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量C、力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量D、力F与阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量9、图7如图7所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动，以地面为参照物,A、B都向前移动一段距离、在此过程中( )A、外力F做的功等于A与B动能的增量B、B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C、A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功D、外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之与10、如图8所示，图8跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点（B位置),对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的就是（）A、运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零B、在这个过程中,运动员的动能一直在减小C、在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加D、在这个过程中,运动员所受重力对她做的功小于跳板的作用力对她做的功11、水平传送带以速度v匀速转动，图9一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,如图9所示，在小木块与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( ）A、mv2B、2mv222图10如图10所示,在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端、小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止,此时长木块对地位移为l、求这个过程中：（1)小铁块增加的动能;(2）木块减少的动能；（3)系统机械能的减少量；（4）系统产生的热量、第6节能源的开发与利用课前预习练1、产生消失转化转移保持不变2、物质资源人的体能畜力风力水力柴草煤炭石油3、非再生节约能源新能源课堂探究练1、A [能量可以在不同物体之间转移也可以转化,但能的总量保持不变、]2、C ［永动机就是指不消耗能量,而可以大量对外做功的装置,历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明,结果都以失败告终,原因就就是违背了能量守恒定律、人类只能发现规律、利用规律、违背规律行事,即使以后科技再发达,也要受自然规律的制约，所以永动机就是永远不可能制成的,A错、太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极小的一部分,就形成了风云雨雪,使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定就是转化成了别的能量,B错、马与其她动物，包括人要运动，必须消耗能量,动物的能量来源就是食物中储存的生物质能,C对、所谓“全自动"手表其内部还就是有能量转化装置的,一般就是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动,给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动，D错、]3、永动机就是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律,机器只能转化能量,不能创造与消灭能量、实验与事实证明，一切永动机的设想与制造都以失败而告终、4、见解析解析(1)植物利用太阳光进行化学合成，应就是光能转化为化学能;（2)发生雷电时，发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光与放出热量,应就是电能转变为声能、光能与内能；（3)人跑步时身体发热，就是身体剧烈运动时，加速人体内新陈代谢的生理机能，应就是人体内储存的化学能转化为内能；(4)发电机的动能转化为电能,电能使灯泡发光,应就是机械能转化为电能，电能转化为内能;(5）空气的流动形成风,风具有机械能,帆船前进具有的仍就是机械能,应就是风的机械能转移给帆船，就是机械能的转移、点评 (1)一种形式的能量减少时，一定有另外形式的能量增加，一个物体的能量减少时，一定有其她物体的能量增加,不管能量如何转移与转化,能量的总与保持不变、（2）物体间发生能量转移时，能量的形式不变;而发生能量的转化时，能量的形式要发生改变,在确定能量转化的方向时,可以从消耗什么能,得到什么能进行比较来确定、5、BD [由能量守恒定律可知对子弹来讲,减少的机械能一就是用于增加木块动能，二就是用于增加木块与子弹的内能，D 对、对子弹与木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能,B 对，A 、C 错、］6、错误!mv 错误!－（M ＋m ）gL (1－cos θ）解析取子弹与木块组成的系统为研究对象,规定开始时M 位置的势能为零,子弹击中木块前系统的机械能E 1＝12mv 2，0, 击中木块后偏角最大时,M 速度为零，系统的机械能为E 2＝(M ＋m ）gL (1－cos θ）由能量守恒定律可知E 内＝E 1－E 2＝错误!mv 错误!－(M ＋m )gL (1－cos θ）、7、9、5×10－3 °C解析质量为m 的水从高h 处落下,使水的温度升高了Δt ，水的比热容为c ，由能量守恒定律有:mgh ×20％＝cm Δt ,代入数据,解得Δt ＝9、5×10－3 °C、方法总结用能量守恒定律解题的一般步骤（1)首先分析系统的能量，弄清哪种形式的能量在增加，哪种形式的能量在减少、(2)分别列出减少的能量与增加的能量、（3）根据能量守恒定律列方程ΔE 减＝ΔE 增求解、8、AC ［物体重力势能的增加量等于克服重力做的功，A 正确;合力做的功等于动能的减少量ΔE k ＝max ＝ma 错误!＝错误!mgh ，B 错误，C 正确;机械能的损失量等于克服摩擦力做的功,因mg sin 30°＋f ＝ma ，所以f ＝错误!mg ，故克服摩擦力做的功为fx ＝错误!mg ·2h ＝错误!mgh ,D 项错误、］方法总结做功引起能量的转化，并且功就是能量转化的量度、课后巩固练1、D2、D3、ABC4、A [压缩机电机有电流流过，会产生热量,即消耗电能,产生了内能,且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高,A 正确、］5、AD ［四个现象中物体运动过程中都受到阻力，汽车主要就是制动阻力,流星、降落伞就是空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力,因而物体都克服阻力做功，A 对；四个物体运动过程中,汽车就是动能转化成了内能,流星、降落伞、条形磁铁就是重力势能转化成其她形式的能，总之就是机械能转化为其她形式的能，D 对、］点拨本题考查综合分析能力,从若干不同的现象中分析找出相同的规律，正确分析理解四种现象中的能量及能量间的相互转化就是解决问题的关键、6、A ［当用力将绳上某点C 拉到D 时,外力在不断做功,而物体的动能不增加、因此外力做的功必定转化为物体的重力势能、重力势能增加了,则说明物体的重心升高了,外力不断地做功，重心就会不断地升高,正确选项为A 、］7、A ［设物体克服弹力做功为W 弹,则对物体应用动能定理得(mg －F 阻)(H －L ＋x )－W弹＝ΔE k ＝0,所以，W 弹＝（mg －F 阻）(H －L ＋x ）,即为弹簧在最短时具有的弹性势能、］ 8、BCD [木箱运动过程中，有力F 、重力、阻力三个力对木箱做功,合力做功决定着物体动能的改变量，C 正确;重力做功决定着重力势能的改变量,B 正确,A 错误；除重力做功以外,其她力做功的代数与等于物体机械能的改变量，D 正确、]9、BD ［A 物体所受的合外力等于B 对A 的摩擦力,对A 物体运用动能定理，则有B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能增量，即B 对、A 对B 的摩擦力与B 对A 的摩擦力就是一对作用力与反作用力，大小相等,方向相反,但就是由于A 在B 上滑动，A 、B 对地的位移不等，故二者做功不等,C 错、对B 应用动能定理，W F －W f ＝ΔE k B ,即W F ＝ΔE k B ＋W f 就就是外力F 对B 做的功,等于B 的动能增量与B 克服摩擦力所做的功之与，D 对、由上述讨论知B 克服摩擦力所做的功与A 的动能增量（等于B 对A 的摩擦力所做的功）不等,故A 错、］10、CD [运动员与跳板接触至F 弹＝mg 的过程中，做加速度减小的加速运动,之后F 弹〉mg ,运动员开始减速，到最低点时速度减为零，此时运动员受向上的合外力，选项A 错误;该过程运动员动能先增大后减小,选项B 错误;在最低点，跳板形变量最大，弹性势能最大，选项C 正确；全过程由动能定理得,W G －W 弹＝0－错误!mv 2,即W G ＝W 弹－错误!mv 2，选项D 正确、]11、D ［相对滑动时木块的加速度a ＝μg ,从放上至相对静止所用时间t ＝错误!＝错误!、此过程中传送带对地的位移x 1＝vt ＝错误!、木块对地位移为x 2＝错误!t ＝错误!、摩擦力对木块做的功等于木块动能的增加，即E 1＝W 1＝μmgx 2＝12mv 2、传送带克服摩擦力做的功W 2＝μmgx 1＝mv 2、此过程中传送带克服摩擦力做功将传送带能量转化为木块的动能及内能,由能量守恒定律，内能为ΔE ＝W 2－W 1＝μmg （x 1－x 2）＝错误!mv 2，故D 正确、］12、见解析解析画出这一过程两物体的位移示意图,如图所示、(1)小铁块与长木块相对静止时的速度为v ，则根据动能定理有μmg (l －L )＝错误!mv2－0,其中(l －L )为小铁块相对地面的位移，从上式可瞧出ΔE k m ＝μmg (l －L ）、说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量、(2)摩擦力对长木块做负功,根据功能关系ΔE k M ＝－μmgl ，即木块减少的动能等于其克服摩擦力做的功，为μmgl 、（3）系统机械能的减少量等于木块减小的动能减去小铁块增加的动能ΔE ＝μmgl －μmg (l －L )＝μmgL(4）m 、M 间相对滑动的位移为L ，根据能量守恒定律，知Q ＝μmgL ,即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量、。

物理教科版必修2 第4章6 能源的开发与利用课时作业 Word版含解析

一、选择题1．太阳是人类的“能源之母”，下述关于太阳能的说法中错误的是()A．三大常规能源都是太阳能的产物B．光合作用是太阳能转换为化学能C．光驱动机械手表是太阳能先转换为电能，再转换为机械能D．自然界的风能、水能、潮汐能也都来自于太阳能解析：选D．常规能源是指煤、石油及天然气，在其地质形成过程中累积了太阳能，因此其能量来自于太阳；光合作用使太阳能转换为化学能储存在植物之中；光驱动手表内装有太阳能电池，先将太阳能转换为电能再转换为指针转动的机械能；自然界的风能、水能与太阳能有关，而潮汐能是由引力作用产生的．应选D．2．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)()A．礼花弹的动能变化量为W3＋W2＋W1B．礼花弹的动能变化量为W3－W2－W1C．礼花弹的机械能变化量为W3－W2D．礼花弹的机械能变化量为W3－W2－W1解析：选BC．动能变化量等于各力做功的代数和，阻力重力都做负功，故W3－W1－W2＝ΔE k，所以B对，A错．重力以外其他力做功的和为W3－W2此即等于机械能增加量，所以C对，D错．此题选B、C．3.如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C 为AB的中点．下列说法中正确的是()A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B．小球从A到C过程与从C到B过程，减少的动能相等C．小球从A到C过程与从C到B过程，速度的变化量相等D．小球从A到C过程与从C到B过程，损失的机械能相等解析：选BD．小球从A出发到返回A的过程中，重力做功为零，摩擦力做负功，A错误；小球从A到C过程与从C到B过程中，合外力做功相等，动能的变化量相等，但速度的变化量不等，B正确，C错误；小球从A到C过程与从C到B过程，损失的机械能等于克服摩擦力做的功，而克服摩擦力做的功相等，故D正确．4．飞船返回时高速进入大气层后，受到空气阻力的作用，接近地面时，减速伞打开，在距地面几米处，制动发动机点火制动，飞船迅速减速，安全着陆．下列说法正确的是() A．制动发动机点火制动后，飞船的重力势能减少，动能减小B．制动发动机工作时，由于化学能转化为机械能，飞船的机械能增加C．重力始终对飞船做正功，使飞船的机械能增加D．重力对飞船做正功，阻力对飞船做负功，飞船的机械能不变解析：选A．制动发动机点火制动后，飞船迅速减速下落，动能、重力势能均变小，机械能减小，A正确，B错误；飞船进入大气层后，空气阻力做负功，机械能一定减小，故C、D均错误．5. 如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动过程中，正确的说法是()A．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减小C．物块的机械能可能不变D．物块的机械能可能增加也可能减小解析：选A．机械能变化的原因是非重力、弹簧弹力做功，本题亦即看成F与f做功大小问题，由mg sin 30°＋f－F＝ma，知F－f＝mg sin 30°－ma>0，即F>f，故F做正功多于克服摩擦力做功，故机械能增大．6.一物块从如图所示的弧形轨道上的A点由静止开始滑下，由于轨道不光滑，它仅能滑到B点．由B点返回后，仅能滑到C点，已知A、B高度差为h1，B、C高度差为h2，则下列关系正确的是()A．h1＝h2B．h1<h2C．h1>h2D．h1、h2大小关系不确定解析：选C．由能的转化和守恒定律可知，物块由A到B的过程中重力势能减少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即W fAB＝mgh1，同理：W fBC＝mgh2，又随着小滑块最大高度的降低，运动过程中的同位置处滑块对轨道的压力变小，必有W fAB>W fBC，所以mgh1>mgh2，得：h1>h2，C项正确．7.如图所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为()A．(mg－F阻)(H－L＋x)B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)解析：选A．设物体克服弹力做功为W弹，则对物体应用动能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W弹＝ΔE k＝0，所以，W弹＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即为弹簧具有的弹性势能．8. 如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是()A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力做功等于木箱增加的重力势能D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和解析：选CD ．克服重力做的功等于物体重力势能的增加ΔE p ＝W G ，C 正确．由动能定理：－W G －W f ＋W F ＝12m v 2，W F ＝12m v 2＋W G ＋W f ＝ΔE k ＋ΔE p ＋W f ，A 、B 不对，D 对． ☆9.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出)．物块的质量为m ，AB ＝a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W .撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．重力加速度为g .则上述过程中( )A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmga B ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmga C ．经O 点时，物块的动能小于W －μmgaD ．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能解析：选BC ．由于有摩擦，O 点不在AB 的中点，而是在AB 中点的左侧(如图所示)．由题知AB ＝a ，OA ＞a 2，OB ＜a 2.根据功能关系，物块在A 点时，弹簧的弹性势能E p ＝W －μmgOA ＜W －12μmga ，选项A 错误；物块在B 点时，弹簧的弹性势能E ′p ＝E p －μmga ＝W －μmgOA －μmga ＜W －32μmga ，选项B 正确；物块在O 点的动能E k ＝E p －μmgOA ＝W －2μmgOA ＜W －μmga ，选项C 正确；物块动能最大时，弹簧的弹力kx ＝μmg ，此时物块处于M 点(如图所示)，若BM 光滑，则物块能运动至M ′点速度为零，则OM ′＝OM ，由于存在摩擦，OB ＜OM ，故物块动能最大时弹簧的弹性势能大于物块在B 点时弹簧的弹性势能，选项D 错误．二、非选择题10. 如图所示，质量为m 的自行车特技运动员从B 点由静止出发，经BC 圆弧，从C 点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t .由B 到C 的过程中，克服摩擦力做功为W .空气阻力忽略不计，重力加速度为g ，试求：自行车运动员从B 到C 至少做多少功？解析：自行车由C 点冲出后做竖直上抛运动上升高度等于下降高度h ＝12gt 2下① 上、下时间相等t 上＝t 下＝t 2② 由功能关系知，在从B 到C 再到D 的过程中，自行车运动员做的功W 人应当等于他克服摩擦力做的功W 与增加的重力势能之和，W 人＝W ＋mgh ③联立①②③式得W 人＝W ＋mgh ＝W ＋18mg 2t 2. 答案：W ＋18mg 2t 2 11. 如图所示，质量为m 的小铁块A 以水平速度v 0冲上质量为M 、长为l 置于光滑水平面C 上的木板B ，正好不从木板上掉下，已知A 、B 间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x ，求这一过程中：(1)木板增加的动能； (2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量．解析：(1)对B 根据动能定理得μmgx ＝12M v 2－0 从上式可知：ΔE k B ＝μmgx .(2)滑动摩擦力对小铁块A 做负功，根据功能关系可知：ΔE k A ＝－μmg (x ＋l )即小铁块减少的动能为－ΔE k A ＝12m v 20－12m v 2＝μmg (x ＋l )． (3)系统机械能的减少量为ΔE ＝12m v 20－12m v 2－12M v 2＝μmgl . (4)m 、M 相对位移为l ，根据能量守恒得：Q ＝μmgl .答案：见解析☆12.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A 、B 两点间的距离为l ＝5 m ，传送带在电动机的带动下以v ＝1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为m ＝10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝3/2，在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中，求：(g 取10 m/s 2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．解析：(1)物块加速上升时的加速度a ＝μmg cos θ－mg sin θm＝2.5 m/s 2 当小物体的速度v ＝1 m/s 时，时间为t ，位移为l 1，则v ＝at ，l 1＝12at 2 解得t ＝0.4 s ，l 1＝0.2 m之后，小物体与传送带保持相对静止，即以v ＝1 m/s 的速度走完4.8 m 的路程．由功能关系得：W ＝12m v 2＋mgl sin θ＝255 J. (2)小物块与传送带的相对位移Δl ＝v t －v 2t ＝0.2 m 摩擦生热Q ＝μmg cos θ·Δl ＝15 J故电动机做的功为W 机＝W ＋Q ＝270 J.答案：(1)255 J (2)270 J1．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D选项错． 5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 21．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D 选项错．5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 2。

教科版物理必修【2】：4.6《能源的开发与利用》学案(含答案)

第6节能源的开发与利用[导学目标] 1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用情况．一、能量守恒定律[问题情境]1．在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等．是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？2．请说明下列现象中能量是如何转化的？(1)植物进行光合作用．(2)放在火炉旁的冰融化变热．(3)电流通过灯泡，灯泡发光．[要点提炼]1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体______到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量________．2．几个重要的功能关系(1)合外力所做的功或外力所做功的代数和等于物体或物体系__________——动能定理．(2)除了重力和弹力外，其他力对物体系所做的功等于物体系__________——功能原理；(3)重力或弹力对物体所做的功与重力势能或弹性势能的变化数值相等；(4)两物体间滑动摩擦力对物体系所做的功与物体系增加的内能数值相等．[即学即用]1．质量为4 kg的物体被人由静止开始向上提升0.25 m 后速度达到1 m/s，则下列判断正确的是( ) A．人对物体传递的功是12 JB．合外力对物体做功2 JC．物体克服重力做功10 JD．人对物体做的功等于物体增加的动能图12．如图1所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g，在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中，物体( ) A．机械能损失了mghB．重力势能增加了3mghC ．动能损失了12mgh D ．机械能损失了12mgh图23．如图2所示在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m 的小铁块无初速地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L 时与木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l ，求这个过程中(1)系统产生的热量；(2)小铁块增加的动能；(3)木块减少的动能；(4)系统机械能减少量．二、能源的利用和新能源的开发1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即______时期、______时期、______时期．自工业革命以来，____和______成为人类的主要能源．2．__________和__________已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．3．燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次______聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化为内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用．这种现象叫做能量的耗散．4．能源开发(1)有待开发和利用的新能源主要指太阳能、地热能、风能、水能、核能等．(2)节约能源的办法有：采用高效锅炉，节约燃料；采用高温高压蒸汽轮机，提高热机效率；充分利用废气余热，提高燃料利用率；从能源直接得到电能，提高发电效率等等．(3)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源．5．能源转化的途径自然界的能量是守恒的，但有的能量不便于利用，因此人们要把不方便利用的能转化为方便利用的能．能源的转化过程如下图[即学即用]4．各种形式的能都可以________，木柴燃烧发出热和光，在这个过程中是________能转化为______能和________能；水烧开时，锅盖在水蒸气的冲击下不停地跳动，这个过程是______能转化为______能．5．人类使用的普通能源，如煤、石油、天然气、木柴，以及水力发电得到的能量，它们的根源是( )A ．太阳能B ．地球本身C ．内能D ．机械能第6节能源的开发与利用课堂活动区核心知识探究一、[问题情境]1．它转化成了机械能外的其他形式的能量，除重力、弹力之类的力外，其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程，在转化的过程中，能的总量是不变的．这是大自然的一条普遍的规律，而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况．2．(1)光能转化为化学能．(2)内能由火炉转移到冰．(3)电能转化为光能．[要点提炼]1．转化转移保持不变2．(1)动能的变化 (2)机械能的变化[即学即用]1．BC [人提升物体的过程中，人对物体做了功，对物体传递了能量，不能说人对物体传递了功，A 错；人对物体做的功等于物体机械能的改变量，W 人＝mgh ＋12mv 2＝12 J ，D 错；合外力对物体做的功(包括重力)等于物体动能的变化，W 合＝12mv 2＝2 J ，B 正确；物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，WG ＝mgh ＝10 J ，C 正确．]2．A [重力做了mgh 的负功，重力势能增加了mgh ，B 错．由于物体沿斜面以加速度g 做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知：mgsin 30°＋f ＝mg ，f ＝12mg. 摩擦力做功为：Wf ＝－f·2h＝－mgh ，机械能损失了mgh ，故A 项正确，D 错．由动能定理得ΔEk ＝－mgh －mgh ＝－2mgh即动能损失了2mgh ，故C 错．]3．(1)μmgL (2)μmg(l －L) (3)μmgl (4)μmgL解析画出这一过程两物体位移示意图，如下图所示．(1)m 、M 间相对滑动的位移为L ，根据能量守恒定律，有Q ＝μmgL ，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量．(2)根据动能定理μmg(l －L)＝12mv 2－0，其中(l －L)为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE km ＝μmg(l －L)，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量．(3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系，得ΔE kM ＝－μmgl ，即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl.(4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功ΔEk ＝μmgL二、1．柴草煤炭石油煤石油2．能源短缺环境恶化3．自动[即学即用]4．相互转化化学内光内机械解析能的种类多种多样，有太阳能、机械能、化学能、电能、光能、生物质能、内能、核能等．各种形式的能之间可以相互转化．5．A。

2015年高二物理导学案4.6《能源的开发与利用》(Word版含解析)(教科版必修2)

4.6 能源的开发与利用[学习目标定位] 1.了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律确立的两类重要事实.2.能够叙述能量守恒定律的内容，会用能量守恒的观点分析解释一些实际问题.3.了解能源的开发和利用，知道能源短缺和环境恶化问题，增强节约能源和环境保护意识．一、能量守恒定律1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，其总量保持不变．2．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃．它是自然界中最重要、最普遍的规律之一．二、能源的利用1．能源：能够提供某种形式能量的物质资源．2．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴草时期、煤炭时期、石油时期．3．能源的大量使用(特别是化石燃料的利用)引起了环境问题，例如酸雨和温室效应．三、新能源的开发1．目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等．2．新能源的优点：新能源多为可再生能源，且污染较小.一、能量守恒定律[问题设计]1．在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少．原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等．是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？答案不是．它转化成了机械能以外的其他形式的能量，除重力或弹力做功外，其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程，实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程，在转化的过程中，能的总量是不变的．这是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况．2．请说明下列现象中能量是如何转化的？(1)植物进行光合作用．(2)放在火炉旁的冰融化变热．(3)电流通过灯泡，灯泡发光．答案(1)光能转化为化学能．(2)内能由火炉转移到冰．(3)电能转化为光能．[要点提炼]1．能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．2．能量守恒定律的表达式(1)从不同状态看，E初＝E终．(2)从能的转化角度看，ΔE增＝ΔE减．(3)从能的转移角度看，ΔE A增＝ΔE B减．二、能源的利用和新能源的开发1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴草时期、煤炭时期、石油时期．自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源．2．能源利用方式的改进极大地提高了劳动生产率，给人类的生活带来了极大的改善，煤炭的利用和蒸汽机的诞生引起了产业革命．但能源的大量使用引起了环境问题．3．新能源开发(1)正在开发的新能源有风能、海洋能、太阳能、地热能、氢能、生物质能及核聚变能等．(2)在合理开发和节约使用煤、石油、天然气等常规能源的同时，要大力开发核聚变能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新能源．三、功能关系的理解1．功和能的关系可以从以下两个方面来理解：(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程；(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．2．常用的几种功能关系注意功和能的本质不同，并且功和能也不能相互转化，而只能是通过做功实现能量的转化．一、对能量守恒定律的理解例1 下列关于能量守恒定律的认识正确的是( ) 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械——永动机不可能制成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可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失．能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，A 、B 对，D 错．永动机违背了能量守恒定律，故它不可能制造出来，C 对．答案 ABC二、能量守恒定律的应用图1例2 如图1所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )A.116mghB.18mghC.14mghD.12mgh解析去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能．如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确．答案 A三、对功能关系的理解及应用图2例3 如图2所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l ，求这个过程中(1)系统产生的热量；(2)小铁块增加的动能；(3)长木块减少的动能；(4)系统机械能的减少量．解析画出这一过程两物体位移示意图，如图所示．(1)m 、M 间相对滑动的位移为L ，根据能量守恒定律，有Q ＝μmgL ，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量．(2)根据动能定理有μmg (l －L )＝12m v 2－0，其中(l －L )为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE k m ＝μmg (l －L )，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量． (3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系，得ΔE k M ＝－μmgl ，即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl .(4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功ΔE ＝μmgL . 答案 (1)μmgL (2)μmg (l －L ) (3)μmgl (4)μmgL针对训练一质量为1 kg 的物体被人用手以2 m/s 的速度竖直向上匀速提升1 m ，则下列说法正确的是(g 取10 N/kg)( ) A ．物体上升过程中机械能守恒 B ．物体的机械能增加10 J C ．合外力对物体做功2 J D ．物体克服重力做功2 J 答案 B解析物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，机械能增加，A 错；由力的平衡条件可知手对物体的力的大小等于物体的重力10 N ，故人手对物体做功10 J ，机械能增加10 J ，B 对；合外力做功为零，C 错；重力做功为－10 J ，即物体克服重力做功10 J ，D 错．一、能量守恒定律的表达式E初＝E终或ΔE增＝ΔE减或ΔE A增＝ΔE B减．二、能源的利用和新能源的开发三、功能关系的理解1．功是能量转化的量度．2．常用的几种功能关系.1．(对能量守恒定律的理解)利用能源的过程实质上是()A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量不守恒的过程D．能量转化或转移并且耗散的过程答案 D解析利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程，在能源的利用过程中能量是耗散的，A、B、C错误，D正确．2．(能量守恒定律的应用)一颗子弹以某一速度击中静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是()A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块和子弹增加的内能之和答案BD3．(对功能关系的理解)某人将重物由静止开始举高h，并使物体获得速度v，则下列说法中不正确．．．的是()A．物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增加B．此人对物体做的功等于物体动能和重力势能的增加量C．物体所受合外力做的功等于物体动能和重力势能的增加量D．克服重力做的功等于物体重力势能的增加量答案 C解析由动能定理知，合外力做的功等于物体动能的改变量，故A正确，C错误；人给物体的力对物体做的功等于物体机械能的改变量，B正确；重力做负功，克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，D 正确．图34．(功能关系的应用)如图3所示，斜面的倾角为θ，质量为m 的滑块距挡板P 的距离为x 0，滑块以初速度v 0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程．答案 1μ(v 22g cos θ＋x 0tan θ)解析滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为s ，对滑块运动的全程应用能量守恒定律，全程所产生的热量为 Q ＝12m v 20＋mgx 0sin θ又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即 Q ＝μmgs cos θ解以上两式可得s ＝1μ(v 22g cos θ＋x 0tan θ).。

高中物理第4章 6 能源的开发与利用练习(含解析)教科版必修2-教科版高一必修2物理试题

6.能源的开发与利用课时过关·能力提升一、根底巩固1.(多项选择)如下对能量守恒定律的认识,正确的答案是()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.散失到周围环境中的内能还能被回收重新利用D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了,选项A、B正确,选项D错误;散失到周围环境中的内能不能被回收重新利用,选项C错误.2.一辆汽车在关闭油门后继续沿水平方向向前运动,从能量转化的角度来看,它的()A.动能不变B.机械能不变C.动能转化为势能D.动能转化为内能,汽车减速,动能减少,势能不变,机械能减少,动能转化为内能.选项D正确.3.如下关于能源开发和利用的说法中正确的答案是()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,并不一定是单一的向机械能转化的过程,所以选项C正确,选项A错误;选项B中的核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等属于新能源,而不是常规能源,应当选项B错误;节约能源也好,开发能源也好,我国主要依靠自己,应当选项D错误.4.质量为m的跳水运动员进入水中后,因受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降高度为h的过程中,如下说法正确的答案是(g为当地的重力加速度)()A.他的动能减少了FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了(F-mg)hD.他的机械能减少了Fhh的过程中,重力势能减少了mgh,选项B错误;除重力做功以外,只有水对她的阻力F做负功,因此机械能减少了Fh,选项C错误,选项D正确;由动能定理可知,动能减少了(F-mg)h,应当选项A错误.5.如下列图,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹水平射入木块的深度为d时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为l,木块对子弹的平均阻力为f,那么在这一过程中不正确的答案是()A.木块的机械能增量为flB.子弹的机械能减少量为f(l+d)C.系统的机械能减少量为fdD.系统的机械能减少量为f(l+d)l,阻力对木块做正功,W1=fx=fl,木块机械能增加量为fl,选项A正确;子弹相对于地面的位移大小为d+l,阻力与子弹的位移方向相反,如此阻力对子弹的功为W=-fx=-f(d+l),所以子弹机械能的减少量为f(d+l),选项B正确;系统机械能的减少量为系统产生的热量,Q=fs相对=fd,选项C正确,选项D错误.6.关于“节约能源〞,下面说法中正确的答案是()A.由于自然界的能量的总和是守恒的,所以节约能源是毫无意义的B.浪费能源,只是浪费个人金钱,对整个社会和自然是无关紧要的,因为能量是守恒的C.从能量转化的角度看,自然界中宏观过程是有方向性的,能源的利用受这种方向性的制约,所以“节约能源〞对人类社会开展有很大的影响D.上述说法都是错误的,但能量耗散现象明确能量的转化具有方向性,在利用的过程中能量的品质降低了,故仍需要节约能源,选项C正确,选项A、B、D错误.7.一种风力发电装置的扇面面积S=2 m2,当风速v=10 m/s 时,该装置的发电机组输出功率为875 W.空气的密度ρ=1.29 kg/m3,求该装置的能量转化效率.S、长度为vt的圆柱体,如此在t时间内该圆柱体内的风的动能将被转化为其他形式的能,所以E总=12mm2=12mmm3m输入总功率为P总=m总m=12mmm3=1290W所以能量转化效率为η=m输出m总×100%=8751290×100%=68%.二、能力提升1.(多项选择)关于能量和能源,如下表述正确的答案是()A.能量可以从一种形式转化为另一种形式B.能量可以从一个物体转移到另一个物体C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭D.能源在利用过程中有能量耗散,这明确能量不守恒,能量可以从一种形式转化为另一种形式,故A正确;根据能量守恒定律,能量可以从一个物体转移到另一个物体,故B正确;能量与能源不同,能量是守恒的,但能源随着能量的耗散,能量可以利用的品质会下降,故依然要节约能源,故C、D错误.2.从地面竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f恒定.在小球从抛出到上升至最高处的过程中,如下说法正确的答案是()A.小球的动能减少mgHB.小球的动能减少fHC.小球的机械能减少fHD.小球的机械能减少(mg+f)H,即ΔE k=(mg+f)H,选项A、B错误;小球机械能的减少量等于抑制阻力做的功,即ΔE=fH,选项C正确,选项D错误.3.滚摆上下摆动,而能达到的最大高度越来越低,说明()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,但总能量守恒,物体抑制阻力做功使局部机械能转化为内能,但总能量守恒,选项D正确.4.如下列图,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.AP=2R,重力加速度为g,如此小球从P到B的运动过程中()A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRC.合外力做功mgRD.抑制摩擦力做功12mmmP点运动到B点的过程中重力做功为mgR,选项A错误;设小球通过B点时的速度为v B,根据小球通过B点时刚好对轨道没有压力,说明此刻刚好由重力提供向心力,对小球通过B点时应用牛顿第二定律有mg=m m m2m①,解得v B=√mm②,设小球从P点运动到B点的过程中抑制摩擦力做功为W,对此过程由动能定理有mgR-W=12mm m2③,联立②③解得W=12mmm,选项D正确;上述过程合外力做功为W合=mgR-W=12mmm,选项C错误;小球机械能减少量等于小球抑制摩擦力所做的功,即ΔE=W=12mmm,选项B错误.5.“能源危机〞和“环境污染〞已成为当今世界开展的两大难题.我国已把资源的利用和开发作为经济建设和社会开展的战略重点,这是十分必要的.如下各项资源的开发过程中,既利用了物质的化学能,又有利于解决上述两大难题的是()A.液氢作为汽车燃料的开发利用B.用焦炭和铁矿石冶炼钢铁C.开发风力发电D.采伐森林生产纸张和一次性木筷,可以产生电能和无害的水蒸气,减小对常规能源的依赖,减少对空气的污染.所以液氢作为汽车燃料的开发利用,既能解决“能源危机〞和“环境污染〞两大难题,又在生产过程中,利用了物质的化学能,所以选项A正确;用焦炭和铁矿石冶炼钢铁,不仅会带来严重的环境污染,而且将加重常规能源的危机,所以选项B错误;开发风力发电,能有效地解决“能源危机〞和“环境污染〞两大难题,但显然不符合题目中利用物质的化学能这一特点,所以选项C错误;采伐森林生产纸张和一次性木筷将加重“能源危机〞,因此是不可取的,所以选项D错误.6.质量为m的钢球以速度v落入沙坑,钢球在沙坑中下陷的深度为d,重力加速度为g,求:(1)钢球在沙坑中受到的平均阻力大小f.(2)钢球下陷过程中产生的内能.钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得mgd-fd=0−12mm2解得f=mg+mm22m.(2)由能量守恒定律可知内能的增量等于钢球机械能的减少量,故ΔE内=mgd+12mm2.mg+mm22m (2)mmm+12mm27.如下列图,粗糙水平面长l=0.20 m,其右端与一内壁光滑、半径R=0.10 m的半圆形轨道平滑连接,且该半圆形轨道在竖直平面内.一质量m=1 kg的物体(可视为质点)以初速度v0=√315m/s进入水平轨道,由于摩擦产生的热量为m=0.6J,m取10m/s2.求:(1)物体与水平地面间的动摩擦因数.(2)物体能否通过半圆形轨道的最高点.物体在粗糙水平面上运动过程中满足功能关系μmgl=Q①由①有μ=0.3.(2)设物体在粗糙水平面上末速度为v1,物体在粗糙水平面上运动能量守恒1 2mm02=12mm12+m②假设物体能运动到半圆轨道最高点且速度为v2,物体在半圆轨道上能量守恒有1 2mm12=2mmm+12mm22③由②③可得v2=1m/s设物体通过最高点的最小速度为v3,有mg=m m32m④由④有v3=1m/s故物体能通过半圆形轨道的最高点..3(2)能。

2015年高二物理同步精练4.6《能源的开发与利用》(Word版含解析)(教科版必修二)

题组一对能量守恒定律的理解图11．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图1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()A．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→电能答案 A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．2．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是() A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量答案AD解析三个现象中物体运动过程中都受到阻力，汽车主要受到制动阻力，流星、降落伞受到空气阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；三个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D对．3．在最近几年的空调市场上出现一个新宠——变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5～7倍．空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动．这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电．阅读上述介绍后，探究以下说法中合理的是()A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律B．变频空调运行中做功少，转化能量多C ．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电D ．变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能答案 CD解析自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A 错．功是能量转化的量度，做同样功，消耗同样电能，B 错，D 对．由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高，C 对．4．关于能源的开发和节约，你认为以下观点错误．．的是( ) A ．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，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现C ．能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响D ．和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径答案 B解析虽然能量守恒，但由于能量耗散现象的存在，可利用能源仍存在减少问题，故要节约能源和开发新能源．题组二对功能关系的理解5．将质量为m 的小球在距地面高度为h 处抛出．抛出时的速度大小为v 0，小球落到地面时的速度大小为2v 0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程中，下列说法正确的是( )A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于m v 20D ．合外力对小球做的功等于m v 20答案 AB解析由题意可知，小球落地时的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了．根据动能定理W 合＝ΔE k ，则W 合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功．而这个过程中重力对小球做的功为W G ＝mgh ，所以A 、B 正确．从抛出到落地的过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量，即W 合＝12m (2v 0)2－12m v 20＝32m v 20>m v 20，故C 、D 均错．6．悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m 的运动员刚入水时的速度为v ，水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )A ．他的动能减少了(F －mg )hB ．他的重力势能减少了mgh －12m v 2C ．他的机械能减少了FhD ．他的机械能减少了mgh答案 AC解析在进入水中的过程中，由动能定理，mgh －Fh ＝E k ′－E k ，所以动能的减少量为E k －E k ′＝(F －mg )h ，故A 正确；重力势能的减少量等于重力所做的功，即mgh ，故B 错误；克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即等于Fh ，故C 正确，D 错误．图27．如图2为我国交通运输部北海救助飞行队直升机在执行救助任务．直升机通过绳索用恒力F 竖直向上拉起救助官兵和被困人员，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法不正确．．．的有( ) A ．力F 和阻力的合力所做的功等于两人机械能的增量B ．两人克服重力所做的功等于两人重力势能的增量C ．力F 、重力、阻力三者合力所做的功等于两人动能的增量D ．力F 所做功减去克服阻力所做的功等于两人重力势能的增量答案 D解析根据除重力外其他力做的功等于物体机械能的增量，选项A 正确，D 错误．根据重力做功与重力势能的关系，选项B 正确．根据动能定理，选项C 正确．题组三能量守恒定律的应用8．一质量为2 kg 的物块从离地80 m 高处自由落下，测得落地速度为30 m/s ，求下落过程中产生的内能．(g 取 10 m/s 2)答案 700 J解析这里，内能显然无法直接计算，但是下落过程中减少的机械能转化成了内能．根据能量守恒，产生的内能为E ＝mgh －12m v 2＝(2×10×80－12×2×302)J ＝700 J.图39．如图3所示，滑块从A 点由静止开始沿曲面下滑，过O 点后滑上右边曲面B 点时的速度恰好等于零，O 点附近光滑，滑块经过O 点不发生碰撞．若滑块从B 点以某一速度v 沿原路径往回滑，到达A 点时的速度也恰好为零，求A 、B 两点间的高度差．(假设滑块从A 到B 与从B 到A 因摩擦而产生的内能相同)答案 v 24g解析滑块从A 到B ，由能量守恒定律得mgΔh＝E内．滑块从B到A，由能量守恒定律得12m v 2＝mgΔh＋E内．联立以上两式解得Δh＝v24g.。