2019-2020学年高中物理课时分层作业16能源的开发与利用含解析教科版必修22

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2018-2019学年高二物理学业分层测评：第4章 6.能源的开发与利用

学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)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，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】 C2．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图467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467A．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】 A3．(多选)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图468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( )【导学号：22852120】图468A．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】BD4．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】 C5．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．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，某种形式的能量减少，其他形式的能量一定增加；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B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．【答案】 D6．(多选)如图469所示，高h＝2 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取10 m/s2.在此过程中，下列说法正确的是( )图469A ．物体克服摩擦力做功20 JB ．物体的动能增加了8 JC ．物体的重力势能减少了20 JD ．曲面对物体的支持力对物体不做功【解析】根据动能定理得mgh ＋W f ＝12mv 2＝12×1×42J ＝8 J ，B 对；其中重力做功W G＝mgh ＝1×10×2 J＝20 J ，故重力势能减少20 J ，C 对；所以摩擦力做功W f ＝8 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】 BCD7．(多选)如图4610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：22852121】图4610A ．子弹损失的动能等于fdB ．子弹损失的动能等于f (s ＋d )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W f ＝－f (s ＋d )，根据动能定理得，子弹损失的动能为f (s ＋d )，选项A 错误，B 正确；合外力对木块做的功为W ＝fs ，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ΔE ＝－f (s ＋d )＋fs ＝－fd ，选项D 正确．【答案】 BD8．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4611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/s 2)图4611【解析】由h ＝12at 2a ＝2ht2＝1 m/s 2由v ＝at ＝1×1.0 m/s＝1 m/s 由能量守恒mgh ＝12mv 2＋Q 热Q 热＝0.5×10×0.50 J－12×0.5×12 J ＝2.25 J.【答案】 2.25 J9．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μ，如图4612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4612A ．mv 2B ．2mv 2C.14mv 2D.12mv 2 【解析】物块A 被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度a ＝μmgm＝μg ，匀加速过程前进的距离：x 1＝v 22a ＝v 22μg，该时间内传送带前进距离：x 2＝vt ＝v ·vμg ＝v 2μg，所以物块相对传送带滑动距离：Δx ＝x 2－x 1＝v 22μg，故产生的内能：Q ＝μmg ·Δx ＝μmg ·v 22μg ＝12mv 2，D 正确．【答案】 D10．两块完全相同的木块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v A 、v B ，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为Q A 、Q B ，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( )A ．v A ＞vB ，Q A ＞Q B B ．v A ＜v B ，Q A ＝Q BC ．v A ＝v B ，Q A ＜Q BD ．v A ＞v B ，Q A ＝Q B【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Q ＝f Δx 相同，根据能量守恒定律有：12mv 2＝Q A ＋12mv 2A 12mv 2＝Q B ＋12mv 2B ＋12m B v ′2 由以上两式可知v A ＞v B ，综上所述选项D 正确．【答案】 D11．如图4613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h ＝3.0 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0.02，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/s 2)【导学号：22852122】图4613【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f ＝μmg cos 60°，由能量守恒定律知12mv 20＋mg ＝μmgs cos 60° 物体在斜面上通过的总路程为 s ＝2g h －12R ＋v 20μg＝－＋4.020.02×10m ＝280 m.【答案】 280 m12．如图4614所示，在光滑水平地面上放置质量M ＝2 kg 的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m ＝1 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t ＝1 s 后，滑块和木板以共同速度v ＝1 m/s 匀速运动，g 取10 m/s 2.求：图4614(1)滑块与木板间的摩擦力大小F f ； (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：F f ＝Ma 1 由运动学公式，有v ＝a 1t ，解得F f ＝2 N. (2)对滑块：－F f ＝ma 2设滑块滑上木板时的速度是v 0，则v －v 0＝a 2t ，可得v 0＝3 m/s. 由机械能守恒定律有mgh ＝12mv 20，h ＝v 202g ＝322×10m ＝0.45 m. (3)根据功能关系有：Q ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2＝12×1×32 J －12×(1＋2)×12J ＝3 J.【答案】 (1)2 N (2)0.45 m (3)3 J。

精编2019年教科版必修2《能源的开发与利用》课时作业含答案解析

2019年教科版必修2《能源的开发与利用》课时作业含答案解析一、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 v2，WF＝12m v2＋WG＋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 J。

高中物理教科版必修2课件：第四章第6节能源的开发与利用

可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。
(2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析时避免出现遗漏。
1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是
()
1 C.4mgh
1 D.2mgh
[思路点拨] 通过题图可知，拿去盖板后，最后两端液面相平。U
形管中的右侧 h 高度的液体重心降低。
[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。
图466 解析：木块与皮带间的摩擦力 f＝μN＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N。由牛顿第二定律得木块加速度 a＝mf ＝21 m/s2＝2 m/s2。
木块速度达到 4 m/s 时需发生位移 x＝2va2＝2×422 m＝4 m<6 m，即木块在到达 B 端之前就已达到最大速度 4 m/s，后与传送带一起匀速运动，不再发生滑动。皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量，即
第6节
能源的开发与利用
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来实现的。
2．自然界中的能量在转移和转化过程中总量是不变的。
3．能源是指能够提供某种形式能量的物质资源。能源与人类生活密切相关，节约能源，恰当地利用能源，以及开发新能源是人类解决能源问题的基本途径。
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
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

高中物理第四章机械能和能源第6节能源的开发与利用课件教科版必修2

议一议既然能量是守恒的,为什么还有能源危机? 答案:在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的了,
所以存在能源危机.
思考判断
1.当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多.(
2.做功越多,能量的转化也越多.( 4.煤、石油、天然气属于常规能源.( 5.电能、焦炭、氢能属于一次能源.( ) ) ) ) ) 3.物体做了多少功,就有多少能量消失.(
空气的密度为ρ ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输出电功率为P,求此过程中:
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表达式;
(2)风力发电机利用风能的效率表达式. 〚思路点拨〛 (1)风能就是空气定向流动的动能.
(2)发电效率等于电功率与总功率的比值.
1 2 解析:(1)由能量守恒定律可知 m v0 =P 总 t 2 1 而 m=πr2v0tρ,解得 P 总= πr2ρ v03 . 2
(教师备用) 例2-1:如图所示,质量为m的小铁块A(A的长度可忽略)以水平速度v0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;
解析:如图所示,设小铁块的位移为 x,两者共同的速度为 v.
即小铁块动能减少,减少了μmg(s+l). 1 2 1 v (3)系统机械能的减少量为ΔE 减= m 0 - (M+m)v2=μmgl. 2 2
(4)根据能量守恒定律,系统减少的机械能全部转化为内能 Q=ΔE减=μmgl. 答案:(2)μ mg(s+l) (3)μ mgl (4)μ mgl

2018-2019学年高中物理(教科版必修二)学业分层测评：第4章 6.能源的开发与利用 Word版含答案

学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)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，必须消耗能量，动物的能量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】 C2．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图467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467A．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】 A3．(多选)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图468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( )【导学号：22852120】图468A．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】BD4．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】 C5．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．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，某种形式的能量减少，其他形式的能量一定增加；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B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．【答案】 D6．(多选)如图469所示，高h＝2 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取10 m/s2.在此过程中，下列说法正确的是( )图469A．物体克服摩擦力做功20 JB．物体的动能增加了8 JC．物体的重力势能减少了20 JD．曲面对物体的支持力对物体不做功【解析】根据动能定理得mgh＋W f＝12mv2＝12×1×42 J＝8 J，B对；其中重力做功W G＝mgh＝1×10×2 J＝20 J，故重力势能减少20 J，C对；所以摩擦力做功W f＝8 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】 BCD7．(多选)如图4610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：22852121】图4610A ．子弹损失的动能等于fdB ．子弹损失的动能等于f(s ＋d)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W f ＝－f(s ＋d)，根据动能定理得，子弹损失的动能为f(s ＋d)，选项A 错误，B 正确；合外力对木块做的功为W ＝fs ，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ΔE ＝－f(s ＋d)＋fs ＝－fd ，选项D 正确．【答案】 BD8．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4611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/s 2)图4611【解析】由h ＝12at 2a ＝2h t2＝1 m/s 2由v ＝at ＝1×1.0 m/s＝1 m/s 由能量守恒mgh ＝12mv 2＋Q 热Q 热＝0.5×10×0.50 J－12×0.5×12J ＝2.25 J.【答案】 2.25 J9．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μ，如图4612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4612A ．mv 2B ．2mv 2C.14mv 2D.12mv 2 【解析】物块A 被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度a ＝μmgm ＝μg ，匀加速过程前进的距离：x 1＝v 22a ＝v 22μg，该时间内传送带前进距离：x 2＝vt ＝v·v μg ＝v2μg ，所以物块相对传送带滑动距离：Δx ＝x 2－x 1＝v22μg ，故产生的内能：Q ＝μmg·Δx ＝μmg·v 22μg ＝12mv 2，D 正确．【答案】 D10．两块完全相同的木块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v A 、v B ，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为Q A 、Q B ，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( )A ．v A ＞vB ，Q A ＞Q B B ．v A ＜v B ，Q A ＝Q BC ．v A ＝v B ，Q A ＜Q BD ．v A ＞v B ，Q A ＝Q B【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Q ＝f Δx 相同，根据能量守恒定律有：12mv 2＝Q A ＋12mv 2A 12mv 2＝Q B ＋12mv 2B ＋12m B v′2 由以上两式可知v A ＞v B ，综上所述选项D 正确．【答案】 D11．如图4613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h ＝3.0 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0.02，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/s 2)【导学号：22852122】图4613【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f ＝μmgcos 60°，由能量守恒定律知12mv 20＋mg ＝μmgscos 60° 物体在斜面上通过的总路程为s ＝－12＋v 2μg＝－＋4.020.02×10m ＝280 m.【答案】 280 m12．如图4614所示，在光滑水平地面上放置质量M ＝2 kg 的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m ＝1 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t ＝1 s 后，滑块和木板以共同速度v ＝1 m/s 匀速运动，g 取10 m/s 2.求：图4614(1)滑块与木板间的摩擦力大小F f ； (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：F f ＝Ma 1 由运动学公式，有v ＝a 1t ，解得F f ＝2 N. (2)对滑块：－F f ＝ma 2设滑块滑上木板时的速度是v 0，则v －v 0＝a 2t ，可得v 0＝3 m/s. 由机械能守恒定律有mgh ＝12mv 20，h ＝v 202g ＝322×10 m ＝0.45 m.(3)根据功能关系有： Q ＝12mv 20－12(M ＋m)v 2＝12×1×32 J －12×(1＋2)×12J ＝3 J.【答案】 (1)2 N (2)0.45 m (3)3 J。

2020春物理必修2(粤教版)分层训练：第四章第八节能源的利用与开发含解析

答案：B
3．关于能源的开发和应用.下列说法中正确的是()
A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程
B．化石能源的能量归根结底来自于太阳能.因此化石能源的应用永远不会枯竭
C．在广大的农村发展推广沼气前景广阔、意义重大.既变废为宝.减少污染.又大量节约能源
D．随着科学技术的发展.化石能源将0 m.水流冲击水轮发电机后.水流能20%转化为电能．若发电机的功率为200 kW.则每分钟流下的水量为多少(g取10 m/s2)?
解析：设每分钟水的流量为Q.则在1分钟内流下的水的质量m＝Qρ.
在1分钟内流下的水减少的重力势能
ΔEp＝mgh＝Qρgh.
由题意可知.发动机的功率P＝ .
D．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
解析：煤炭、石油、天然气等化石能源是几亿年前太阳能的积累.是不可再生的有限能源.开采速度越快.消耗得越多.能源就会越少．而这些能源造成污染的主要原因是燃烧后放出的有害气体．
答案：BD
7．近年来.在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油做燃料的改革.取得了显著的进展.走上街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标记.代表它们是以天然气为燃料的汽车.则推广这一改革的主要目的是()
8．(多选)根据能量转化和转移的方向性判断.以下说法中正确的是()
A．热传导具有方向性
B．机械能和内能的转化是没有方向性的
C．能量耗散是从能的转化角度反映自然界中的宏观过程.具有方向性
D．电冰箱内的温度比外部空气温度低.但仍不断地把内部热量传递给外界空气.说明了低温物体能自发地把热量传给高温物体
解析：热量可以自发地从温度高的物体(或部分)向温度低的物体(或部分)传递.但却不能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体.故A项正确；D项中消耗了电能才能使热量从低温部分传到高温部分.故不是自发进行的.D项错误；机械能能自发地转化为内能.但内能却不能自发地转化为机械能.故B项错误；由能源耗散的意义可知C项正确．

2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练(二十二)能源与可持续发展新人教版必修第三册

课时跟踪训练（二十二）能源与可持续发展A级—学考达标1．关于能源的利用，下列说法不正确的是( )A．因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的解析：选A 自然界的能量是守恒的，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，A错误，D正确；城市工业、交通的急剧发展使得城市过多地接收了耗散的能量，使城市的环境温度升高，B正确；由常识可知C正确。

2．关于能源的开发和利用，下列观点错误的是( )A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径解析：选B 能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散及品质降低，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强对环境的保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。

3．关于能量和能源，下列说法中正确的是 ( )A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了解析：选D 化石能源燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，A项错误；能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B、C均错误，D项正确。

4．下列关于能源的说法中错误的是( )A．能源是取之不尽，用之不竭的，所以不存在能源危机B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭小解析：选A 尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，A错误，B正确；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，C、D 正确。

2019-2020年高中物理 4.8 能源的开发与利用每课一练粤教版必修2

2019-2020年高中物理 4.8 能源的开发与利用每课一练粤教版必修2[概念规律题组]1． (单选)关于能源，下列说法不正确的是( ) A．解决能源问题的根本出路在于开发和利用新能源B．煤、石油和天然气用完后，汽车将无法开动C．能源的利用过程，实质上是能的转化和转移过程D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自于太阳能2． (单选)关于能源的利用，下列说法中不正确的是( ) A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B．能源的利用过程，实质上是能量的转化和转移过程C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能3． (单选)消耗石油和煤炭给环境带来的主要问题是( ) A．运输过程中的泄漏B．机械运动过程中的噪音C．燃烧时消耗的氧气D．燃烧时产生的二氧化碳4． (单选)下述做法能改善空气质量的是( )A．以煤等燃料作为主要生活燃料B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D．限制使用电动车5． (单选)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6． (双选)下列过程中，属于新能源开发利用的是( )A．石油燃烧B．植物的光合作用C．核电站发电D．太阳能电池供电[方法技巧题组]7． (单选)风能和水能是以下哪一种能的间接形式( )A．核能B．电能C．太阳能D．地热能8． (单选)下列说法中不正确的是( ) A．核能是一种常规能源B．煤、石油、天然气叫做常规能源C．大量消耗常规能源产生了“温室效应”D．燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高，形成酸雨9． (单选)20世纪80年代初，科学家们发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24 h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．预计在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10．(单选)某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费．于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能能够转化为电能．设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10 m，且保持不变．当水龙头放出1 t水时，小型水轮发电机所产生的电能为( ) A．4 000 J B．98 000 JC．588 000 J D．39 200 J[创新应用]11．如果每人每年节约用电1千瓦时，那么，全国13亿人口节约用电1年相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量？(标准煤热值为2.93×107 J/kg)1．B 2．A 3．D 4．B 5．C 6．CD 7. C 8．A 9．D 10．D11．1.60×105 t2019-2020年高中物理 4.8能源的开发与利用学案粤教版必修2【学习目标】一、知识与技能：1、了解能源与人类生存和社会发展的关系．2、知道什么是能源及其分类．3、知道可持续发展的重大意义．二、过程与方法：1、提高信息收集和处理的能力，通过历史上的典型事件说明能源对人类生存的意义．2、由学生对周围环境的切身体验，说出能源的利用和开发对环境所造成的危害．思考怎样合理利用和开发能源，怎样解决日益增加的能源危机．尝试应用物理知识解决实际问题的能力．三、情感态度与价值观：1、由亲身经历，体会能源对人类的重要性．2、树立“可持续发展”的意识，培养利用和开发能源的正确态度．在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献．【学习重点】能源的分类，未来能源的开发与利用，环境保护【知识要点】一、能源及其分类按照基本形态分类，能源通常可分为一次能源和二次能源。

2019年中考化学大题狂做系列专题16 燃料与能源的利用(含解析)

专题16 燃料与能源的利用【北京市丰台区2018届九年级上学期期末】某校组织学生参观了位于北京展览馆的“砥砺奋进的五年” 1．大型成就展。

到达目的地后，同学们开始了参观，钢铁煤炭行业“去产能”效果明显。

（1）除煤之外，_____和天然气也是化石燃料。

（2）工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成份Fe2O3）炼铁的化学方程式为__________。

（3）煤炭“去产能”是指为了解决煤炭生产过剩，从而对企业生产能力进行整改。

下列做法有利于煤矿行业去产能的是_________。

A．关闭一些技术落后的小煤矿业，减少煤炭产量B．将一些煤矿企业转型为新能源企业C．全面禁止生产煤炭【答案】石油； 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2； AB；2．【山东省临沂市平邑县2018届九年级上学期期末考试】2017年6月2 日,国土资源部在北京宣布:我国正在南海神狐海域进行的天然气水合物(即可燃冰)试开采巳经连续产气22 天,取得多项重大突破性成果,标志着我国成为全球海域天然气水合物试开采连续产气时间最长的国家。

（1）___________、_______天燃气是当今社会三大化石燃料。

它们均属于能源_______(填“可再生”或“不可再生”)。

可燃冰作为新型能源,相比传统化石燃料具有很多优势，请再写出一例新能源______。

煤燃烧产生的大气污染物中含有二氧化硫,二氧化硫是形成酸雨的主要物质,酸雨对_____的损害最轻(填字母序号)A．大理石雕像 B．玻璃橱窗 C．果树园林（2）开采海城“可燃冰”,要用金刚石做成的钻头钻凿海底坚硬的岩层,这是利用了金刚石的______物理性质。

化学家在较低的温度和压力下,用甲烷等为原料制成了金刚石薄膜,该变化属于_______( 填“物理变化”或“化学变化” )。

（3）写出可燃冰主要成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式:_______可燃冰燃烧是将化学能转化为______能。

（4）如下图是燃烧条件的探究实验,在A ．B ．c 三个不同的位置放置了大小一样的三块白磷。

2019-2020学年高中物理全一册课时分层作业(含解析)教科版必修2【共17套107页】

本套资源目录2019_2020学年高中物理课时分层作业10人造卫星宇宙速度含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业11功含解析教科版必修2 2019_2020学年高中物理课时分层作业12功率含解析教科版必修2 2019_2020学年高中物理课时分层作业13势能含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业14动能动能定理含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业15机械能守恒定律含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业16能源的开发与利用含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业17经典力学的成就与局限性了解相对论选学初识量子论选学含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业1曲线运动含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业2运动的合成与分解含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业3平抛运动含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业4圆周运动含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业5匀速圆周运动的向心力和向心加速度含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业6圆周运动的实例分析含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业7天体运动含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业8万有引力定律含解析教科版必修22019_2020学年高中物理课时分层作业9万有引力定律的应用含解析教科版必修2课时分层作业(十)[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1.(多选)如图所示，三颗人造卫星正在围绕地球做匀速圆周运动，则下列有关说法中正确的是( )A．卫星可能的轨道为a、b、cB．卫星可能的轨道为a、cC．同步卫星可能的轨道为a、cD．同步卫星可能的轨道为aBD[卫星的轨道圆心必须与地心重合，所以卫星的可能轨道为a、c，选项A错误，B 正确；同步卫星位于赤道的上方，可能的轨道为a，选项C错误，D正确．] 2．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是( )A．已知它的质量是1.24 t，若将它的质量增为2.84 t，其同步轨道半径将变为原来的2倍B．它的运行速度大于7.9 km/sC．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用它进行电视转播D．它距地面的高度约为地球半径的5倍，故它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的136D[同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A错误；7.9 km/s是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小，同步卫星距地面很高，故其运行速度小于7.9 km/s ，B 错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C 错误；由G Mm r 2＝ma n 可得，同步卫星的加速度a n ＝G M r 2＝GM (6R )2＝136G M R 2＝136g ，故选项D 正确．] 3．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A ．3.5 km/sB ．5.0 km/sC ．17.7 km/sD ．35.2 km/sA [由G Mm r 2＝m v 2r 得，对于地球表面附近的航天器有：G Mm r 2＝mv 21r，对于火星表面附近的航天器有：G M ′m r ′2＝mv 22r ′，由题意知M ′＝110M 、r ′＝r 2，且v 1＝7.9 km/s ，联立以上各式得：v 2≈3.5 km/s，选项A 正确．]4．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A ．轨道半径变小B ．向心加速度变小C ．线速度变小D ．角速度变小A [探测器做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则：G Mm r 2＝m 4π2T2r ，整理得T ＝2πr 3GM ，可知周期T 较小的轨道，其半径r 也小，A 正确；由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r＝mω2r ，整理得：a n ＝G Mr2，v ＝G Mr，ω＝GMr 3，可知半径变小，向心加速度变大，线速度变大，角速度变大，故B 、C 、D 错误．]5．嫦娥三号探测器绕月球表面附近飞行时的速率大约为1.75 km/s(可近似当成匀速圆周运动)，若已知地球质量约为月球质量的81倍，地球第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则地球半径约为月球半径的多少倍( )A ．3倍B ．4倍C ．5倍D ．6倍B [根据万有引力提供向心力知，当环绕天体在中心天体表面运动时，运行速度即为中心天体的第一宇宙速度，由G Mm R 2＝m v 2R 解得：v ＝GM R ，故地球的半径与月球的半径之比为R 1R 2＝M 1M 2·v 22v 21，约等于4，故B 正确，A 、C 、D 错误．] 6．(多选)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年．我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日16时13分成功撞月．如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道．假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R ，周期为T ，引力常量为G .根据题中信息，以下说法正确的是( )A ．可以求出月球的质量B ．可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C ．“嫦娥一号”卫星在控制点1处应减速D ．“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2 km/sAC [由G Mm R 2＝m 4π2T 2R 可得M ＝4π2R3GT 2，选项A 正确；月球对“嫦娥一号”卫星的引力F＝G MmR2，因不知道卫星的质量，故月球对卫星的引力不能求得，选项B 错误；卫星在控制点1减速时，万有引力大于向心力，卫星做向心运动，半径减小，进入撞月轨道，选项C 正确；若发射速度大于11.2 km/s ，会脱离地球的束缚，不可能绕月球转动，选项D 错误．]二、非选择题(14分)7．已知地球的半径是6.4×106m ，地球的自转周期是24 h ，地球的质量是5.98×1024kg ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，若要发射一颗地球同步卫星，试求：(1)地球同步卫星的轨道半径r ； (2)地球同步卫星的环绕速度v .[解析] (1)根据万有引力提供向心力得GMm r 2＝mω2r ，ω＝2πT ，则r ＝3GMT 24π2＝3 6.67×10－11×5.98×1024×(24×3 600)24×3.142m≈4.2×107m. (2)根据GMm r 2＝m v 2r得：v＝GMr＝6.67×10－11×5.98×10244.2×107m/s≈3.1×103 m/s＝3.1 km/s.[答案](1)4.2×107 m (2)3.1×103 m/s[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为( )A．a2>a1>a3B．a3>a2>a1C．a3>a1>a2D．a1>a2>a3D[卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有GMm1(R＋h1)2＝m1a1，即a1＝GM(R＋h1)2，对于东方红二号，有GMm2(R＋h2)2＝m2a2，即a2＝GM(R＋h2)2，由于h2>h1，故a1>a2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a＝ω2r，故a2>a3，所以a1>a2>a3，选项D正确，选项A、B、C错误．]2．我国发射“天宫二号”空间实验室之后，又发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接C[飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，选项A错误；同理，空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室做近心运动，也不能实现对接，选项B错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可实现对接，选项C正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，选项D错误．] 3．登上火星是人类的梦想．“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比( )A.B．火星做圆周运动的加速度较小C．火星表面的重力加速度较大D．火星的第一宇宙速度较大B [火星和地球都绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，由GMm r 2＝m 4π2T 2r ＝ma 知，因r 火＞r 地，而r 3T 2＝GM 4π2，故T 火＞T 地，选项A 错误；向心加速度a ＝GMr2，则a 火＜a 地，故选项B 正确；地球表面的重力加速度g 地＝GM 地R 2地，火星表面的重力加速度g 火＝GM 火R 2火，代入数据比较知g 火＜g 地，故选项C 错误；地球和火星上的第一宇宙速度：v 地＝GM 地R 地，v 火＝GM 火R 火，v 地＞v 火，故选项D 错误．]4.(多选)P 1、P 2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s 1、s 2做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a ，横坐标表示物体到行星中心的距离r 的平方，两条曲线分别表示P 1、P 2周围的a 与r 2的反比关系，它们左端点横坐标相同．则( )A ．P 1的平均密度比P 2的大B ．P 1的“第一宇宙速度”比P 2的小C ．s 1的向心加速度比s 2的大D ．s 1的公转周期比s 2的大AC [由图像左端点横坐标相同可知，P 1、P 2两行星的半径R 相等，对于两行星的近地卫星：G Mm R 2＝ma ，得行星的质量M ＝R 2a G ，由a r 2图像可知P 1的近地卫星的向心加速度大，所以P 1的质量大，平均密度大，选项A 正确；根据G Mm R 2＝mv 2R得，行星的第一宇宙速度v ＝GMR，由于P 1的质量大，所以P 1的第一宇宙速度大，选项B 错误；s 1、s 2的轨道半径相等，由a r2图像可知s 1的向心加速度大，选项C 正确；根据G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 得，卫星的公转周期T ＝2πr 3GM，由于P 1的质量大，故s 1的公转周期小，选项D 错误．] 二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．取地球的第一宇宙速度为7.9 km/s ，地球表面的重力加速度为g ＝10 m/s 2，某行星的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍，则此行星的第一宇宙速度大小为多少？一个质量60 kg 的人在该行星表面上的重力大小是多少？[解析] 设卫星的质量为m ，中心天体的质量为M ，半径为R ，天体的第一宇宙速度即为卫星绕天体表面做圆周运动的运行速度，设为v .即F 向＝F 引，所以GMm R 2＝mv 2R，解得v ＝GMR. ①由题意可得M 行＝8M 地，R 行＝2R 地，② 由①②得到v 行＝2v 地＝15.8 km/s.设人的质量为m ′，当人在一个中心天体表面上时有m ′g ＝F 引，所以m ′g ＝GMm ′R 2，解得g ＝GM R2.由②③得：g 行＝2g 地＝20 m/s 2.所以在该行星表面上，一个质量60 kg 的人的重力大小为m ′g 行＝1 200 N. [答案] 15.8 km/s 1 200 N6．如图所示，A 是地球同步卫星，另一个卫星B 的圆轨道位于赤道平面内，距离地面高度为h .已知地球半径为R ，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g ，O 为地球中心．(1)卫星B的运行周期是多少？(2)如果卫星B的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上)，求至少再经过多长时间，它们再一次相距最近？[解析] (1)由万有引力定律和向心力公式得GMm(R＋h)2＝m4π2T2B(R＋h) ①G MmR2＝mg ②联立①②解得T B＝2π(R＋h)3R2g.③(2)由题意得(ωB－ω0)t＝2π④由③得ωB＝gR2(R＋h)3⑤代入④得t＝2πR2g(R＋h)3－ω0.[答案](1)2π(R＋h)3R2g(2)2πR2g(R＋h)3－ω0课时分层作业(十一)[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．关于功和能，下列说法正确的是( )A．功可以转化为能，能可以转化为功B. 做了多少功，一定有多少能发生了转化C. 能量从一种形式转化为另一种形式时，可以不通过做功这一过程D. 人在平地上步行时，没有做功，但消耗了能量B[功和能是两个不同的概念，功为一个过程量，能是一个状态量，做功的过程是一种形式的能量转化为另一种形式的能量的过程，A错，B对．能量从一种形式转化为另一种形式时，必须通过做功来实现，C错．人在走路时重心有时上升，有时下降，人也要克服重力和阻力(包括空气阻力、关节内的摩擦等)做功，同时消耗能量，D错．]2．(多选)如图所示，人对物体做功的有哪些？( )AD[A图和D图中人对物体做了功，B图和C图中人对物体不做功．故正确答案为A、D.]3．质量为m的物体，在水平拉力F作用下第一次沿粗糙水平面匀速移动距离为x，第二次用同样大小的力F平行于光滑斜面拉物体，斜面固定，使物体沿斜面加速移动的距离也是x.设第一次F对物体做的功为W1，第二次对物体做的功为W2，则( )A．W1＝W2B．W1<W2C．W1>W2D．无法确定A[由题意可知W＝Fx，力F对物体所做的功W只与F、x有关，与物体的运动情况及接触面的粗糙程度等均无关，故答案选A.]4.两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做的功为( )A．7 J B．2 JC．5 J D．3.5 JA[W1＝3 J，W2＝4 J，故合力的功为W＝W1＋W2＝3 J＋4 J＝7 J，故选A.]5.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是( )A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体做正功D．合外力对物体做正功A[摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，A对，B错；支持力始终垂直于速度方向，不做功，C错；合外力为零，不做功，D错．]6.如图所示，倾角为θ的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则推力对物体所做的功为( )A．Fs sin θB．Fs cos θC．μmgs cos θD．mg(sin θ＋μcos θ)sB[水平推力F与物体的位移s之间的夹角为θ，根据恒力做功的计算式可求得，水平推力F对物体所做的功为Fs cos θ，选项B正确．]二、非选择题(14分)7.在第22届冬季奥运会上，滑雪队员由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，如图所示，然后在水平面上前进至B点停下．已知A点到水平面的高度为h，滑雪板与斜坡、水平面之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L，滑雪者在AB段运动的过程中，重力、支持力及摩擦力所做的功各为多少？[解析] 如图所示，滑雪者的运动可分为两个阶段，在斜面上运动阶段，重力做功W G1＝mgh，支持力做功W N1＝0摩擦力做功W f1＝－μmg cos θ·L1cos θ＝－μmgL1在水平面上运动阶段，重力做功W G2＝0支持力做功W N2＝0摩擦做功W f2＝－μmgL2故在AB段运动过程中，重力做功W G＝W G1＋W G2＝mgh.支持力做功W N＝0.摩擦力做功W f＝W f1＋W f2＝－μmg(L1＋L2)＝－μmgL.[答案]mgh0 －μmgL[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.物体A所受的力F随位移x发生如图所示的变化，求在这一过程中，力F对物体做的功是( )A．6 J B．7 JC．8 J D．16 JA[题目中给出了Fx图像，图像中图线与x轴所围成的面积表示做功的多少，x轴上方为正功，下方为负功．总功取三部分的代数和，即W＝2×3 J＝6 J，A正确．]2.如图所示，一根绳子绕过高4 m的滑轮(大小、摩擦均不计)，绳的一端拴一质量为10 kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住．若人拉住绳子前进3 m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为( )A．500 J B．100 JC．300 J D．50 JB[将人对绳子做功等效为绳子对物体做功．由于物体匀速上升，绳子上的拉力大小始终等于物体所受重力的大小，即F＝mg＝100 N；滑轮右侧绳子的长度由最初的4 m变成后来的5 m，长度增加了1 m，则滑轮左侧绳子长度缩短了1 m，即物体上升了1 m．根据公式W＝Fx cos α＝100×1×1 J＝100 J，B正确．]3.如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平恒力F作用下，从平衡位置P点移到Q点，则水平力F所做的功为( )A．mgl cos θB．Fl sin θC．mgl(1－cos θ) D．Fl cos θB[F为恒力，故可以用功的定义式进行求解，关键是力F与位移的夹角α的确定．设小球的位移大小为s，力F与位移的夹角为α，由功的公式得：W＝F·s cos α，由几何知识得s cos α＝l sin θ，所以W＝F·l sin θ，只有B正确．]4.如图所示，小球置于倾角为45°斜面上被竖直挡板挡住，整个装置匀速竖直下降一段距离．此过程中，小球重力大小为G，做功为W G；斜面对小球的弹力大小为F1，小球克服F1做功为W1；挡板对小球的弹力大小为F2，做功为W2.不计一切摩擦，则下列判断正确的是( )A．F2＝G，W2＝0 B．F1＝G，W1＝W GC．F1＞G，W1＞W G D．F2＞G，W2＞W GA[对小球受力分析可知：F1cos 45°＝mgF1sin 45°＝F2联立解得：F2＝G，F1＝2G由于F2与位移方向垂直，故F2不做功，W2＝0，F1做功大小为：W1＝F1h cos 45°＝Gh重力做功大小为：W G＝Gh故W1＝W G，故A正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到与水平面成37°角的斜向下方的推力F＝10 N的作用，在水平地面上移动了距离x1＝2 m后撤去推力，此物体又滑行了x2＝1.6 m的距离后停止运动，动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2.求：(1)推力F对物体做的功；(2)全过程中摩擦力对物体所做的功．[解析] (1)推力做功由W＝Fx cos θ得W F＝Fx1cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J.(2)受力分析如图，可知竖直方向N1＝mg＋F sin 37°＝26 N所以摩擦力做功W f1＝μN1x1cos 180°＝0.2×26×2×(－1)J＝－10.4 J，撤去外力后N2＝mg＝20 NW f2＝μN2x2cos 180°＝0.2×20×1.6×(－1)J＝－6.4 J故W f＝W f1＋W f2＝－16.8 J.[答案](1)16 J (2)－16.8 J6.(14分)如图所示，有一平板小车，长度为L＝1 m，质量M＝10 kg，静止在光滑的水平面上．在小车的左端放置一质量为m＝4 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25.今在物块上施加一作用力F＝16 N，经过一段时间后物块到达小车的另一端(g取10 m/s2)，求：(1)这一过程中力F 做的功多大？ (2)摩擦力对m 和M 做的功各为多少？[解析] 分别对物块、小车受力分析，物块与小车之间的摩擦力f ＝f ′＝μmg ＝0.25×4×10 N＝10 N由牛顿第二定律得对物块：F －f ＝ma 物，得a 物＝F －f m ＝16－104m/s 2＝1.5 m/s.对小车：f ′＝Ma 车，得a 车＝f ′M ＝1010m/s 2＝1 m/s 2. 设F 作用时间t 后物块到达小车的右端，物块与车之间的位移关系为12a 物t 2＝12a 车t 2＋L解得t ＝2 s上述过程中物块、小车发生的位移分别为x 1＝12a 物t 2＝12×1.5×22 m ＝3 m x 2＝12a 车t 2＝12×1×22 m ＝2 m所以力F 对物块做的功W F ＝F ·x 1＝16×3 J＝48 J摩擦力对物块做的功W f ＝f ·x 1cos 180°＝－10×3 J＝－30 J摩擦力对小车做的功W f ′＝f ′·x 2＝10×2 J＝20 J.[答案] (1)48 J (2)－30 J 20 J课时分层作业(十二)[基础达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．从空中以40 m/s 的初速度平抛一重为10 N 的物体，物体在空中运动3 s 落地，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( )A ．300 WB ．400 WC ．500 WD ．700 WA [物体落地瞬间v y ＝gt ＝30 m/s ，所以P G ＝Gv y ＝300 W ，故A 正确．] 2．汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是( ) A ．减小速度，得到较小的牵引力B ．增大速度，得到较小的牵引力C ．减小速度，得到较大的牵引力D ．增大速度，得到较大的牵引力C [汽车在上坡时，汽车的牵引力除了需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需要增大牵引力，由F ＝Pv可知，在P 一定时，要增大牵引力，必须减小速度．]3．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示，则作用在小车上的牵引力F 的功率随时间变化的规律是下图中的( )D[车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率P＝Fv＝F(v0＋at)，故选项D正确．]4．汽车以恒定功率P由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是( )A．汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B．汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C．汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D．汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动C[汽车在恒定功率下的启动中，力的大小与v的大小有关，由P＝Fv知若v增大，则F减小，a也将减小，当a＝0时，F＝f，做匀速运动，故选C.]5．(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同．则可能有( )A ．F 2＝F 1 v 1＞v 2B ．F 2＝F 1 v 1＜v 2C ．F 2＞F 1 v 1＞v 2D ．F 2＜F 1 v 1＜v 2BD [设F 2与水平方向成θ角，由题意可知：物体都做匀速运动，受力平衡，则F 1＝μmg ，F 2cos θ＝μ(mg －F 2sin θ)，解得F 2(cos θ＋μsin θ)＝μmg ＝F 1①根据F 1与F 2功率相同得F 1v 1＝F 2v 2cos θ②由①②可得v 2v 1＝cos θ＋μsin θcos θ＝1＋μtan θ＞1，所以v 1＜v 2，而F 1与F 2的关系无法确定，大于、小于、等于都可以，故选BD.]6．(多选)如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力逐渐减小C ．t 1～t 2时间内的平均速度为12(v 1＋v 2)D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t 2～t 3时间内牵引力最小 BD [由题图可知，0～t 1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由P ＝F ·v 可知，汽车的功率均匀增大，A 错误；t 1～t 2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B 正确；因t 1～t 2时间内，ab 图线与t 轴所围面积大于ab 直线与t 轴所围面积，故该过程中的平均速度大于12(v 1＋v 2)，C 错误；0～t 1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t 1时刻以后牵引力逐渐减小，到t 2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t 1时刻达到额定功率后，功率保持不变，D 正确．]二、非选择题(14分)7．如图所示，质量为2 kg 的物体在大小为24 N 、沿斜面向上的力F 作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30°，斜面足够长(g 取10 m/s 2)．求：(1)5 s 内拉力对物体做功的功率； (2)5 s 末拉力对物体做功的功率； (3)5 s 末物体克服重力做功的功率． [解析] 物体在斜面上运动的加速度大小a ＝F －mg sin θm ＝24－20×0.52m/s 2＝7 m/s 25 s 内发生的位移x ＝12at 2＝12×7×52m ＝87.5 m5 s 末物体的速度v 1＝at ＝35 m/s5 s 内拉力做的功W ＝F ·x ＝24×87.5 J＝2 100 J 5 s 内拉力做功的功率P ＝Wt＝420 W5 s 末拉力做功的功率P 5＝F ·v 1＝24×35 W＝840 W 5 s 末物体克服重力做功的功率P ′＝mgv 1sin 30°＝20×35×12W ＝350 W.[答案] (1)420 W (2)840 W (3)350 W[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．汽船航行时所受水的阻力与它的速度的平方成正比，如果汽船以速度v 水平匀速航行时，发动机的功率为P .则当汽船以速度2v 水平匀速航行时，发动机的功率为( )A ．P /2B ．2PC ．4PD ．8PD[汽船匀速航行时牵引力等于阻力，即F＝f，而阻力和速度的平方成正比，设比例系数为k，则f＝kv2，那么功率P＝Fv＝fv＝kv3，故当速度变为2v时，功率增大为8P，D 正确．]2.宇航员在地面进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是( )A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大C[开始运动时，宇航员的速度为零，重力的瞬时功率为零．运动到最低点，宇航员的速度沿水平方向，与重力垂直，重力的瞬时功率也为零，摆动过程中重力的瞬时功率不为零，即重力的瞬时功率从无到有，又到无，先增大后减小，C正确．]3．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10 m/s2)( )甲乙A ．物体加速度大小为2 m/s 2B ．F 的大小为21 NC ．4 s 末F 的功率大小为42 WD ．4 s 内F 做功的平均功率为42 WC [由速度—时间图像可得加速度a ＝0.5 m/s 2，由牛顿第二定律得2F －mg ＝ma ，所以F ＝mg ＋ma2＝10.5 N ，4 s 末，P ＝F (2v 物)＝10.5×2×2 W＝42 W ， 4 s 内，P ＝W t ＝F (2x 物)t ＝10.5×2×44W ＝21 W ，故选项C 正确．]4.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度，其v t 图像如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的哪一个( )B[在0～t1时间内，重物加速上升，设加速度为a1，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F1＝mg＋ma1，速度v1＝a1t，所以拉力的功率为：P1＝m(a1＋g)a1t；在t1～t2时间内，重物匀速上升，拉力F2＝mg，速度v1＝a1t1，所以拉力的功率为：P2＝mga1t1；在t2～t3时间内，重物减速上升，设加速度大小为a2，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F2＝mg－ma2，速度v2＝a1t1－a2t，所以拉力的功率为：P1＝m(g－a2)(a1t1－a2t)．综上所述，只有B选项正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m＝10 kg的物体．在水平推力F1＝20 N的作用下，从静止开始做匀加速直线运动．运动3 s后推力F的大小变为F2＝10 N，方向不变．求：(1)推力F在3 s内对物体所做的功；(2)推力F在3 s内对物体做功的平均功率；(3)推力F在4 s时做功的瞬时功率．。

高中物理课时分层作业16 能源的开发与利用(含解析)教科版必修2-教科版高一必修2物理试题

课时分层作业(十六)[根底达标练](时间：15分钟分值：50分)一、选择题(此题共6小题，每一小题6分，共36分)1．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( )A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭B．都为不可再生能源，用一点，少一点C．都为来自太阳辐射的能量D．都为污染环境的能源C[煤、石油、天然气是不可再生能源，对环境污染严重，生物质能是可再生能源，对环境无污染或污染少，但它们都来自太阳辐射．因此，选项C正确，其他选项均错误．] 2．(多项选择)如下关于功和机械能的说法，正确的答案是( )A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量BC[任何情况下，重力势能的减少总等于重力对物体做的功，A错误；由动能定理知B 项正确；根据重力势能的产生可知，重力势能是物体与地球之间的相互作用能，势能的大小与势能零点的选取有关，C项正确；只有在机械能守恒或其他外力做功为0时，运动物体动能的减少量才等于其重力势能的增加量，D错误．]3．(多项选择)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如下列图．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．如下关于该装置能量转化的判断正确的答案是( )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BD[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．]4.(多项选择)如下列图，质量为m 的物体放在升降机的底板上．假设升降机从静止开始以a ＝g2的加速度竖直向下运动一段位移h .如下说法正确的答案是( )A ．物体所受的支持力为mg3B ．物体动能的增加量为mghC ．物体重力势能的减小量为mghD ．物体机械能的减少量为mgh2CD [根据牛顿第二定律得：mg －N ＝ma ，得物体所受的支持力为N ＝mg －ma ＝mg2，故A 错误；合力做功为W 合＝mah ＝12mgh ，根据动能定理得，物体动能的增加量为ΔE k ＝W 合＝12mgh ，故B 错误；重力做功为mgh ，如此物体重力势能的减小量为mgh ，故C 正确；根据功能关系得知，物体机械能的减少量等于物体抑制支持力做功，即为12mgh ，故D 正确．]5.一物块从如下列图的弧形轨道上的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，A 、B 高度差为h 1，B 、C 高度差为h 2，如此如下关系正确的答案是( )A ．h 1＝h 2B ．h 1＜h 2C ．h 1＞h 2D ．h 1、h 2大小关系不确定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mgh 1，全部用于抑制摩擦力做功，即W fAB ＝mgh 1，同理：W fBC ＝mgh 2，又随着物块最大高度的降低，运动过程中的同位置处物块对轨道的压力变小，必有W fAB >W fBC ，所以mgh 1＞mgh 2，得：h 1＞h 2，C 项正确．]6.(多项选择)如下列图，质量为M 、长度为l 的小车静止在光滑的水平面上．质量为m 的小物块放在小车的最左端．现有一水平恒力F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f .经过时间t ，小车运动的位移为s ，物块刚好滑到小车的最右端 ( )A ．此时物块的动能为(F －f )(s ＋l )B ．这一过程中，物块对小车所做的功为f (s ＋l )C ．这一过程中，物块和小车增加的机械能为FsD ．这一过程中，物块和小车产生的内能为flAD [根据动能定理得，(F －f )(s ＋l )＝12mv 2－0，如此物块的动能为E k ＝(F －f )(s ＋l )，故A 正确；这一过程中，物块对小车有压力和摩擦力，压力不做功，摩擦力所做的功为fs ，故物块对小车所做的功为fs ，故B 错误；由功能关系得知，物块和小车增加的机械能为F (s ＋l )－fl ，故C 错误；系统产生的内能等于系统抑制滑动摩擦力做的功fl ，故D 正确．]二、非选择题(14分)7．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)，如下列图的那样，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/s 2)[解析] 由h ＝12at 2a ＝2ht2＝1 m/s 2由v ＝at ＝1×1.0 m/s＝1 m/s 由能量守恒mgh ＝12mv 2＋Q 热Q 热＝0.5×10×0.50 J－12×0.5×12 J ＝2.25 J.[答案] 2.25 J[能力提升练](时间：25分钟分值：50分)一、选择题(此题共4小题，每一小题6分，共24分)1．不同的物理现象往往反映出一样的物理规律．如下列图的现象中在能量转化方面的共同点是 ( )A．物体的机械能转化为其他形式的能量B．物体的动能全部转化为重力势能C．其他形式的能量转化为物体的机械能D．物体的重力势能转化为其他形式的能量A[题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量，选项A正确. ]2.(多项选择)质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和v2，位移分别为s1和s2，如下列图．如此这段时间内此人所做的功的大小等于( )A．Fs2B．F(s1＋s2)C.12m2v22＋12(m＋m1)v21D.12m2v22BC[根据功能转化关系知道：人做的功都转化成了系统的能量，即m1、m2和人的动能，所以C正确；或者利用动能定理得绳子上的拉力对m1、m2做功的和为他们动能的增量．根据恒力做功的计算方法，绳子上的力也为F，由恒力做功公式W＝Fs得：W＝F(s1＋s2)，所以B正确．]3.(多项选择)如下列图，在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．小球的机械能守恒B ．物块与小球组成的系统机械能守恒C ．假设小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块M 与桌面间摩擦产生的热量D ．假设小球加速下降，小球减少的机械能大于物块M 与桌面间摩擦产生的热量 CD [由于绳子对小球做负功，因此小球的机械能减小，A 错误；由于桌面粗糙，摩擦力对M 做负功，因此物块与小球组成的系统机械能减小，B 错误；假设小球匀速下降，根据能量守恒，小球减小的重力势能没有转化为动能，而是完全转化为M 与桌面摩擦生成的热量，C 正确；而假设小球加速下降，如此小球减小的机械能一局部摩擦生热，另一局部转化为物块与小球组成系统的动能，因此D 正确．]4.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，假设小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如下列图，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )A ．mv 2B ．2mv 2C.14mv 2D.12mv 2 D [物块A 被放于传送带，即刻做匀加速直线运动，加速度a ＝μmgm＝μg ，匀加速过程前进的距离：x 1＝v 22a ＝v 22μg，该时间内传送带前进距离：x 2＝vt ＝v ·v μg ＝v 2μg ，所以物块相对传送带滑动距离：Δx ＝x 2－x 1＝v 22μg ，故产生的内能：Q ＝μmg ·Δx ＝μmg ·v 22μg ＝12mv 2，D 正确．]二、非选择题(此题共2小题，共26分)5．(12分)如下列图，在光滑水平地面上放置质量M ＝2 kg 的长木板，木板上外表与固定的光滑弧面相切．一质量m ＝1 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t ＝1 s 后，滑块和木板以共同速度v ＝1 m/s 匀速运动，g 取10 m/s 2.求：(1)滑块与木板间的摩擦力大小F f ； (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：F f ＝Ma 1 由运动学公式，有v ＝a 1t 解得F f ＝2 N. (2)对滑块：－F f ＝ma 2 设滑块滑上木板时的速度是v 0 如此v －v 0＝a 2t ，可得v 0＝3 m/s 由机械能守恒定律有mgh ＝12mv 2h ＝v 202g ＝322×10m ＝0.45 m. (3)根据功能关系有：Q ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2＝12×1×32 J －12×(1＋2)×12J ＝3 J.[答案] (1)2 N (2)0.45 m (3)3 J6.(14分)严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响．汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污〞已成为国家的工作重点．地铁列车可实现零排放，大力开展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放．假设一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s 达最高速度72 km/h ，再匀速运动80 s ，接着匀减速运动15 s 到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N ，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103kW ，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功．(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功一样，求公交车排放气态污染物的质量．(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10－6克)[解析] (1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t 1，距离为s 1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t 2，距离为s 2，速度为v ；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t 3，距离为s 3；甲站到乙站的距离为s .如此s 1＝12vt 1①s 2＝vt 2② s 3＝12vt 3③ s ＝s 1＋s 2＋s 3④联立①②③④式并代入数据得s ＝1 950 m ．⑤(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F ，所做的功为W 1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P ，所做的功为W 2.设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做一样的功W ，将排放气态污染物的质量为M .如此W 1＝Fs 1⑥ W 2＝Pt 2⑦ W ＝W 1＋W 2⑧M ＝(3×10－9 kg·J －1)·W ⑨联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M ＝2.04 kg.⑩[答案] 见解析。

2019-2020学年度最新高中物理课时跟踪检测十六能源的开发与利用doc教科版必修2

图1
A．物体的机械能转化为其他形式的能量
B．物体的动能全部转化为重力势能
C．其他形式的能量转化为物体的机械能
D．物体的重力势能转化为其他形式的能量
解析：选A 题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量，选项A正确。
5．(多选)某人将重物由静止开始举高h，并使物体获得速度v，则下列说法中正确的是( )
s1＝v t1①
s2＝v t2②
s3＝v t3③
s＝s1＋s2＋s3④
联立①②③④式并代入数据得
s＝1 950 m。⑤
(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F，所做的功为W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P，所做的功为W2。设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W，将排放气态污染物的质量为M。则
6. (多选)质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v1和v2，位移分别为s1和s2，如图2所示。则这段时间内此人所做的功的大小等于( )
图2
A．Fs2B．F(s1＋s2)
C.m2v22＋(m＋m1)v12D.m2v22
解析：选D 对于物块来说，从A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能肯定减少，故A错误；对于物块和弹簧组成的系统来说，减少的机械能为克服空气阻力所做的功，故B错误；由A运动到C的过程中，物块的动能变化为零，重力势能减小量等于机械能的减小量，所以物块机械能减少mg(H＋h)，故C错误；物块从A点由静止开始下落，加速度是g，根据牛顿第二定律得：f＝mg－ma＝mg，所以空气阻力所做的功－mg(H＋h)，整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少mg(H＋h)，故D正确。

2019_2020学年新教材高中物理课时分层作业20能源与可持续发展含解析鲁科版必修第三册20200

课时分层作业(二十) 能源与可持续发展(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)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AD[这四个现象中物体运动过程中都受到阻力作用，汽车主要受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A正确；四个物体的运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之机械能转化成了其他形式的能，D正确，B、C错误．]2．(多选)下列属于一次能源的是 ( )A．太阳能B．焦炭C．核能D．汽油AC[一次能源是自然形成，未经加工的，因此B、D错误，选A、C.]3．(多选)下列说法中正确的是 ( )A．水能和风能是“可再生能源”B．太阳能是一种清洁能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大ABC[水能和风能是“可再生能源”，A正确．太阳能是清洁能源，B正确．沼气是人们开发的新能源，C正确．核能对环境的污染比常规能源较小，D错误．] 4．一质量均匀不可伸长的绳索，固定在A、B两端，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C施加一竖直向下的力，将绳索缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置将( )A．升高B．降低C．先降低后升高D．始终不变A[物体的重心不一定在物体上，对于一些不规则的物体要确定重心是比较困难的，本题绳索的重心是不容易标出的．因此，要确定重心的变化，只有通过其他途径确定．当用力将绳索缓慢地从C点拉到D点，外力在不断地做功，而绳索的动能不增加，因此外力做功必定使绳索的重力势能增加，故绳索的重心将升高．]5．(多选)一根轻弹簧，上端固定，下端拴一个重物P，处于静止状态，如图所示．现有外力把它缓慢向下拉一段距离，则以下说法正确的是( )A．向下拉的某段过程中，重力势能的减少量可能大于弹性势能的增加量B．向下拉的任一段过程中，重力势能的减少量一定小于弹性势能的增加量C．撤去拉力，P在任一段运动过程中，重力势能的增加量一定等于弹性势能的减少量D．撤去拉力，P在某段运动过程中，重力势能的增加量可能等于弹性势能的减少量BD[向下拉的某段过程中，弹簧的拉力等于重力和外力的和，重力势能的减少量一定小于弹性势能的增加量，故A错误，B正确；撤去拉力，P在运动过程中，重力和弹簧的弹力做功，弹性势能的减小量等于重力势能的增加量和重物动能的增加量的和，故C错误；重力和弹簧的弹力做功，弹性势能的减小量等于重力势能的增加量和重物动能的增加量的和，只有在最高点或最低点的时候，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故D正确．] 6．已知一个系统的两个宏观态甲、乙，其对应微观态的个数分别为较少、较多，则下列关于对两个宏观态的描述及过程自发的可能方向的说法中正确的是( ) A．甲比较有序，乙比较无序，甲→乙B．甲比较无序，乙比较有序，甲→乙C．甲比较有序，乙比较无序，乙→甲D．甲比较无序，乙比较有序，乙→甲A[一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度，从中还可以推知系统自发的方向，微观态数目越多，表示越无序，一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行，A对，B、C、D错．]二、非选择题(14分)7．如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点．已知在OM段，小物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g.求：(1)小物块滑到O 点时的速度；(2)轻弹簧在最大压缩量d 时的弹性势能(设轻弹簧处于原长时弹性势能为零)．[解析] (1)由机械能守恒定律得mgh ＝12mv 2，解得v ＝2gh .(2)在水平滑道上小物块A 克服摩擦力所做的功为 W ＝μmgd由能量守恒定律得12mv 2＝E p ＋μmgd 以上各式联立得E p ＝mgh －μmgd .[答案] (1)2gh (2)mgh －μmgd。

2019-2020学年高中物理课时分层作业17核能利用含解析粤教版选修3

课时分层作业(十七)(时间：45分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)下列说法中正确的是( )A．夸克模型说明电子电荷量是最小的电荷单元B．目前已经发现了自由态的夸克C．目前发现的夸克有6种D．每种夸克都有对应的反夸克CD [夸克模型指出目前发现了6种夸克，每种夸克都有对应的反夸克，所以C、D正确；夸克所带电荷量小于电子电荷量，但还没有发现自由态的夸克，这就是夸克的“禁闭”，所以A、B错．]2．(多选)关于宇宙和恒星的演化，下列说法正确的是( )A．宇宙已经停止演化B．恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定C．当温度达到一定值时，恒星内发生氦聚变，亮度增强D．恒星最终都会演化为黑洞BC [目前宇宙的演化仍在进行，A错．恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定，B 对．恒星内由氢聚变转变为氦聚变时，亮度增加，C对．根据最终质量的不同恒星最终演化为白矮星或中子星或黑洞，D错．]3．关于人们发现的新粒子，下列说法不正确的是 ( )A．许多粒子都有自己的反粒子B．把粒子分为强子、轻子、媒介子，根据是粒子与各种相互作用的关系C．质子属于强子D．光子属于轻子D [根据粒子的分类、粒子与反粒子描述知A、B、C正确．]4．有关宇宙的理解，下列说法中正确的是( )A．质量越大的恒星寿命越长B．太阳发出的光和热来自于碳、氧等物质的燃烧C．在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高D．由于光速有限，因此观察遥远的天体就相当于观察宇宙的过去D [质量越大的恒星寿命越短，故A错误；太阳发出的光和热来自于在太阳内部进行着大规模的核聚变释放的能量，故B错误；恒星的颜色是由温度决定的，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝．故在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度低．故C 错误；由于光速有限，遥远的天体发出的光线到达我们时，我们看到的是过去的宇宙射线；故因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去，故D 正确．]5．关于天体及其演化，下列说法中正确的是( ) A ．红色的恒星温度最高B ．恒星的寿命随其质量的增大而增大C ．红巨星最终一定会变成中子星D ．超新星爆发后会形成中子星D [恒星的颜色是由温度决定的，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝，故A 错误；恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，故B 错误；小质量恒星的演化过程是：原始星云→恒星→红巨星→白矮星，故C 错误；超新星爆发后会形成中子星，故D 正确．]6．(多选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000 万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是( )A ．核能发电对环境的污染比火力发电要大B ．所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能C ．所有核电站既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能D ．如果核电站能实现可控轻核聚变发电，其核废料处理更简单，对环境污染更小 BD [目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故B 正确，A 、C 错，如果核电站能实现可控轻核聚变发电，其核废料处理起来比铀核裂变废料更容易，对环境污染也更小，D 正确．]二、非选择题(14分)7．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋12 6C ―→137N ＋Q 1 ① 11H ＋157N ―→126C ＋X ＋Q 2 ②方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量如表：1212[解析] 由质量数守恒和电荷数守恒，可判断X 为42He ，①式的质量亏损为Δm 1＝1.007 8 u ＋12.000 0 u －13.005 7 u ＝0.002 1 u ．②式的质量亏损为Δm 2＝1.007 8 u ＋15.000 1 u －12.000 0 u －4.002 6 u ＝0.005 3 u ，所以Δm 2>Δm 1根据质能方程ΔE ＝Δmc 2可求解Q 2>Q 1.[答案] 42He <[能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．(多选)由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它于2011年5月16日由奋进2号航天飞机携带升空，安装在国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电荷量与正粒子相等但电性相反．例如反质子即为1－1H ，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，通过速度选择器沿OO ′进入匀强磁场形成4条径迹，则( )A ．1、2是反粒子径迹B ．3、4为反粒子径迹C ．2为反α粒子径迹D ．4为反α粒子径迹AC [由题图可知，粒子先通过速度选择器沿OO ′做匀速直线运动(重力忽略不计)．四种粒子速度均大小相等，方向相同，它们进入同一匀强磁场后受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动．又因电性不同而受力方向相反，根据左手定则可判断反粒子刚进入磁场时受洛伦兹力方向向左，则1、2是反粒子的径迹，轨迹半径r ＝mv Bq ，因反α粒子的比荷q m比反质子的比荷小，则反α粒子的轨迹半径比反质子的大，故2为反α粒子的径迹．]2．(多选)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST 装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s ，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m 1，中子的质量为m 2，32He 的质量为m 3，质子的质量为m 4，则下列说法中正确的是 ( )A ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是质子 B ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是中子 C ．两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m 1－m 3－m 4)c 2D ．两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m 1－m 3－m 2)c 2BD [由核反应方程221H→32He ＋10X 知X 应为中子，释放的核能应为ΔE ＝(2m 1－m 3－m 2)c 2，聚变反应的污染非常小，而现行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A 、C 错误，B 、D 正确．]3．我国秦山核电站第三期工程中有两组60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于23592U 的裂变，下列说法不正确的是( )A.23592U 原子核中有92个质子，143个中子B.23592U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为23592U ＋10n→13954Xe ＋9538Sr ＋21nC.235 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短 D ．一个23592U 裂变能放出200 MeV 的能量，合3.2×10－11JC [由235 92U 的质量数和电荷数关系易知A 正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知B 正确；半衰期不受外界因素干扰，故C 错误；因为200 MeV ＝200×106×1.6×10－19J ＝3.2×10－11J ，所以D 正确．]4．K －介子衰变的方程为：K －→π－＋π0，其中K －介子、π－介子带负的基本电荷，π0介子不带电．一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切如图所示，它们的半径R K －与R π－之比为2∶1，π0介子的轨迹未画出，由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6C [由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知：轨道半径R ＝mv Bq ＝p Bq∝p (同一磁场，且K －介子与π－介子带负的基本电荷)所以p K －p π－＝R K －R π－＝21即p π－＝12p K －又由动量守恒定律p K －＝p π0－p π－得p π0＝p K －＋p π－＝32p K －所以p π－p π0＝13] 二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子．求： (1)该聚变反应释放多少能量？(2)若1 g 氢完全聚变，能释放多少能量？(3)1 g 氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的热值q ＝3.36×107J/kg ，氢核质量为1.008 142 u ，氦核质量为4.001 509 u ，电子的质量为0.000 549 u)[解析] (1)核反应方程为411H ―→42He ＋201e ，所以Δm ＝4m H －m He －2m e ＝4×1.008 142 u－4.001 509 u －2×0.000 549 u＝0.029 961 u ΔE ＝0.029 961×931.5 MeV＝27.91 MeV ＝4.47×10－12J.(2)1 g 氢完全聚变释放的能量为E ＝14×6.02×1023×4.47×10－12 J ＝6.73×1011 J.(3)相当于煤完全燃烧的质量为 m ＝6.73×10113.36×107 kg ＝2.00×104kg.[答案] (1)4.47×10－12J (2)6.73×1011J(3)2.00×104kg6．(13分)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P ＝3.8×1026W.(1)估算一下太阳每秒钟损失的质量；(2)设太阳上的核反应都是411H→42He ＋201e ＋2γ＋28 MeV 这种形式的反应(γ是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透能力极强的中性粒子)．太阳与地球距离L ＝1.5×1011m ，太阳光垂直照射在地球表面上，试估算每秒钟、每平方米有多少中微子到达地球表面？(3)假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命．(太阳质量为2.0×1030kg ，质子质量为1.67×10－27kg)[解析] (1)太阳每秒钟放出的能量：ΔE ＝Pt ＝3.8×1026J ，由爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2可得，Δm ＝ΔE c 2＝3.8×1026(3×108)2 kg≈4.2×109 kg ＝4.2×106t.(2)每秒钟聚变反应的次数n ＝ 3.8×1026×128×106×1.6×10－19次≈8.48×1037次每秒钟产生的中微子数n 1＝2n ＝16.96×1037个．距太阳L ＝1.5×1011m 的球面面积S ＝4πL 2＝4×3.14×(1.5×1011)2m 2＝28.26×1022m 2地球表面上每秒钟、每平方米接收到来自太阳的中微子数n 2＝16.96×103728.26×1022个≈6×1014个．(3)能发生反应的质子总质量为m1＝2.0×1030×10% kg，每次聚变反应用4个质子，每秒钟用的质子数n＝4×8.48×1037个每个质子的质量m0＝1.67×10－27 kg太阳的寿命t＝2.0×1030×10%4×8.48×1037×1.67×10－27s≈3.53×1017s≈112亿年．[答案] (1)4.2×106 t (2)6×1014个(3)112亿年。

新教材高中物理分层作业能源的利用方式能量的转化与守恒能源与环境粤教版必修第三册(含答案)

新教材高中物理粤教版必修第三册：课时分层作业(十六)能源的利用方式能量的转化与守恒能源与环境题组一能源与环境1．煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是( )A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭B．都为不可再生能源，用一点，少一点C．都为来自太阳辐射的能量D．都为污染环境的能源2．下列关于能源的说法正确的是( )A．石油、天然气、核能都是新能源B．新能源是指新开采出来的能源C．一次能源是直接来源于自然界的能源D．石油是可再生能源3．关于“节约能源”，下面的说法中正确的是( )A．浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B．浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C．自然界中人类能利用的资源有限，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D．上述说法都是错误的4．(多选)针对图中工厂烟囱向空中排放大量废气的现象，下列说法正确的是( )A．排放废气不仅浪费能源，而且严重违反能量守恒定律B．排放废气引起能量的耗散，但并没有违反能量守恒定律C．当前存在着环境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废气排放等污染治理D．能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化5．(多选)下列说法正确的是( )A．水能和风能是“可再生能源”B．太阳能是一种清洁能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大题组二能量的转化与守恒6．(多选)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7．下列说法中正确的是( )A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加C．能量耗散表明，在能量的转化过程中能的总量逐渐减少D．不用电池，也不用上发条的“全自动”手表，说明能量可以凭空产生8．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。

2019-2020学年高中物理课时分层作业16能源的开发与利用含解析教科版必修22

2018-2019学年高二物理学业分层测评：第4章 6.能源的开发与利用

精编2019年教科版必修2《能源的开发与利用》课时作业含答案解析

高中物理教科版必修2课件：第四章 第6节 能源的开发与利用

高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用课件 教科版必修2

2018-2019学年高中物理(教科版必修二)学业分层测评：第4章 6.能源的开发与利用 Word版含答案

2020春物理必修2(粤教版)分层训练：第四章第八节能源的利用与开发 含解析