2021学年4 能源与可持续发展测试题

2021-2022学年度高二物理第十二章电能能量守恒定律第四节能源与可持续发展（三）必修第三册（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．物体在做自由落体运动的过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．速度随时间均匀增加 B．位移随时间均匀增加

C．加速度随时间均匀增加 D．速度随下落距离均匀增加

2．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，我国已经建成了一些风力发电厂。下列说法错误的是（）

A．风能是可再生资源

B．风力发电是将机械能转化为电能

C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为

D．风力发电既经济又环保

3．如图所示，一个质量为的物体（可视为质点），由斜面底端的点以某一初速度冲上倾角为的固定斜面做匀减速直线运动，减速运动的加速度大小为，物体沿斜面上升的最大高度为，在此过程中（    ）

A．物体所受阻力为

B．物体动能的变化量大小为

C．物体机械能的损失了

D．物体再次返回点时的动能是

4．为了减少对返回器和月球样本造成损害，嫦娥五号采用“半弹道跳跃式返回”技术，相当于在大气层上打个“水漂”。就是说嫦娥五号将通过先后两次进入大气层的方式减速（利用返回器前端与大气形成的弓形激波在距地面60公里的时候弹出大气层再一次减速），将从第一次进入大气层时的每秒11公里的速度降到第二次进大气层时的每秒7.6公里的速度。以下说法正确是（　　）

A．在点处于失重状态

B．在、二点时的动能相等

C．在点时机械能大于点

D．如在位置时距离球心为，地球质量为，引力常量为，则点时的返回器速度小于

5．学习完高一物理《必修2》后,你认为以下说法正确的是(   )

A．借助机械做功可以省力但不可以省功

B．牛顿发现了万有引力定律并测量了万有引力常量

C．机械能可以转化为热能而热能不可以转化为机械能

D．能量守恒定律告诉我们能源是取之不尽用之不竭的

6．最近，《科学》杂志报道了一种新型超材料薄膜，在不需要电源的情况下可以达到对热源物体强化冷的效果，图是这种新材料的照片．这种超材料由一层金属银及其下面的玻璃聚合物复合而成，它能够依靠被动辐射冷却来自然散热，从其覆盖的物体中吸收热量向外散去．也就是说，它能够在无需冷却水和零能量损耗的情况下，像空调系统一样冷却烈日下的建筑物．譬如，为了达到冷却屋顶的效果，可以把这种超材料轧制在屋顶表面，它会自动把太阳辐射的能量反射回到空间中，并从室内吸收热量，从而达到室内散热的效果．关于这种超材料，下列说法正确的是

A．为实现冷却功能，需要为这种超材料提供电能

B．为实现冷却功能，需要为这种超材料提供机械能

C．这种超材料反射太阳光时可以从其覆盖的物体中吸热

D．这种超材料反射太阳光时不能从其覆盖的物体中吸热

7．如图，一个木块放在光滑的水平面上，一子弹射入木块中（未穿出），射入深度为d，平均阻力为f，在两物体达到共速时，木块的位移为s，则下列说法正确的是（　　）

A．子弹损失的动能为fd

B．子弹对木块所做的功为f(s+d)

C．整个过程中的摩擦生热为fd

D．整个过程中系统的总动能损失为f(s+d)

8．下列说法正确的是

A．由于蚂蚁很小，所以在任何情况下，都可以把它当成质点

B．“一江春水向东流”是选地面为参考系

C．“火车8点42分到站”，“8点42分”指的是时间

D．出租车的收费标准为1.60元/公里，其中的“公里”说的是位移

9．近年来，我国出现了大范围的雾霾天气，如何减少环境污染，已成为当务之急．下列发电方式会加剧大气污染的是（     ）

A．太阳能光伏发电 B．火力发电 C．水力发电 D．风力发电

10．如图所示，竖直平面内放一直角杆，杄的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为的小球A和B，A、B球间用细绳相连。初始A、B处于静止状态，已知：，，若A在水平拉力的作用下向右缓慢地移动（取），那么该过程中拉力做功为（　　）

A． B． C． D．

11．螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为。现用一个倾角为的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（　　）

A．实现摩擦自锁的条件为 B．下落过程中重物对螺杆的压力等于mg

C．从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh D．从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh

12．全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低。下列关于能量和能源说法正确的是 （　　）

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

二、多选题

13．“节能降耗”可以给企业带来更好的效益，你认为以下一些措施可行的是（　　）

A．厂区照明用煤油灯代替电灯

B．使用发光效率更高的LED灯代替普通白炽灯

C．采用声光控开关以减少楼道路灯不必要的点亮时间

D．炎热的夏天把室内空调的温度始终保持在最低

14．下列能源中，属于一次能源的有

A．煤 B．电能 C．太阳能 D．风能

15．建筑工人利用轻质动滑轮提升建筑材料的情景如图甲所示。绕过轻滑轮的轻绳一端固定，通过拉动另一端使水桶由静止开始竖直上升，两侧轻绳始终保持竖直，水桶的加速度a随水桶上升的高度h的变化关系图像如图乙所示。已知水桶及桶内材料的总质量为5kg，重力加速度g=10，不计一切阻力及摩擦，以下说法正确的是（　　）

A．水桶上升4m时的速度大小为m/s

B．水桶上升4m时的速度大小为m/s

C．水桶上升4m时，人对绳的拉力大小为55N

D．水桶上升4m时，人对绳的拉力大小为27.5N

三、解答题

16．如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道， 其中ABC为光滑半圆形轨道,半径为R，AC沿竖直方向,CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块(可视为质点)从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止, CD间距为4R.已知重力加速度为g.

(1)求小滑块与水平面间的动摩擦因数；

(2)现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A,求小滑块在D点获得的初动能.

17．如图所示，在绿茵场上，甲同学从A点将足球沿AC方向踢出，足球沿地面做初速度v0=10m/s,加速度a1=-lm/s2的匀减速运动。在足球被踢出的同时，乙同学从B点开始做初速为0的匀加速运动，速度达到v=8m/s后做匀速运动，到达C点时刚好接到足球。已知A、C间的距离与B、C间的距离均为x=48m,求：

（1）足球在A、C间运动的时间t;

（2）乙同学做加速运动的加速度大小a2。

参考答案

1．A

【详解】

AC．自由落体运动的初速度为零，加速度不变，根据v=gt，可知物体的速度随时间均匀增加。故A正确，C错误。

B．由位移公式：，可知位移与时间的平方成正比。故B错误；

D．由公式v2=2gh知，速度与位移的平方根成正比。故D错误。

2．C

【详解】

AD．风能是可以从自然界源源不断得到的能源，是可再生能源，风力发电既经济又环保，AD正确，不符合题意；

B．风力发电过程，消耗机械能而产生电能，是将机械能转化为电能的过程，B正确，不符合题意；

C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为

C错误，符合题意。

故选C。

3．D

【详解】

根据受力分析，再依据牛二定律，故，故A错误；根据动能定理得：物体动能的变化量，即动能损失了，物体的重力势能增加了，动能损失了，物体的动能与重力势能之和等于机械能，所以物体的机械能减小，故BC错误．依据动能定理，则，故，故D正确．故选D．

点睛：本题根据几对功能关系进行分析即可：重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功．

4．D

【详解】

A．沿abc可近似看作圆周运动的一部分，返回器在b点处的加速度方向背离地心，应处于超重状态，A错误；

B．返回器从a点到c点运动中，由于空气阻力对其做负功，返回器动能减小，a点动能大于c点动能，B错误；

C．从b点到c点运动中是减速运动，返回器要克服空气阻力做功，机械能减小，c点到d点机械能守恒，因此d点机械能小于b点机械能，C错误；

D．在d点时返回器做向心运动，其所受到的地球引力大于其所需的向心力，所以在d点时返回器速度

D正确。

故选D。

5．A

【详解】

A、借助机械做功可以省力，根据能量转化和守恒定律得知，机械是不可以省功的，故A正确；

B、牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许通过扭秤实验测量了万有引力常量．故B错误；

C、机械能可以转化为热能，热能也可以转化为机械能，故C错误；

D、能量守恒定律告诉我们能量在转化或转移过程中，能量的总量保持不变．能源是能提供能量的物质，能源是有限的，故一定要注意节约能源，故D错误．

6．C

【解析】

【详解】

AB．对于这种冷却材料，不需要提供电源，不需要消耗机械能，故AB错误；

CD．这种超材料反射太阳光时可以从其覆盖的物体中吸热从而达到散热的效果，故C正确，D错误；

故选C。

7．C

【详解】

B．木块的位移为s，子弹对木块所做的功为，B错误；

ACD．在整个过程中，系统克服阻力做功为，根据功能关系可知，产生的内能为，系统损失的动能为，AD错误C正确。

故选C。

8．B

【详解】

A．如果要研究蚂蚁本身的动作时，蚂蚁就不可以看为质点，所以是否能看为质点取决于研究背景，故A错误；

B．水相对地面向东流，所以选择的参考系为地面，故B正确；

C．“火车8点42分到站”，“8点42分”指的是时刻，故C错误；

D．出租车的收费标准为1.60元/公里，其中的“公里”说的是路程，故D错误。

故选B．

9．B

【详解】

A、太阳能光伏电池属于清洁能源，不会带来大气污染；故A错误．D、风能属于清洁的新能源，无污染，故D错误．C、水力发电，属于清洁能源，不会带来大汽污染；故C错误．B、火力发电要燃烧煤等化石能源，从而带来大量的烟尘造成大气污染；故B正确．本题选择加剧大气污染的故选B．

【点睛】本题考查环境污染问题，要清楚哪些能源属于清洁能源，哪些会带来环境污染．

10．D

【详解】

对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图

根据共点力平衡条件，有竖直方向

水平方向

其中，解得

，

对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到

根据几何关系，可知求B上升距离h=1m，故有

故选D。

11．D

【详解】

A．实现自锁的条件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大静摩擦力，即

解得

A错误；

B．重物从静止开始下落，落回到起点位置重物速度又减为0，所以重物在下落过程中先失重后超重，所以螺杆对重物的支持力先小于，后大于，根据牛顿第三定律可知重物对螺杆的作用力小于，后大于，B错误；

C．重物缓慢上升的过程中，对螺杆和重物为整体受力分析如图

则摩擦力做功为

C错误；

D．从重物开始升起到最高点，即用于克服摩擦力做功，也转化为重物上升增加的重力势能，所以根据动能定理得

解得

D正确。

故选D。

12．B

【详解】

AC．在自发状态下，能量传递具有方向性，AC错误；

B．根据能量守恒，在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，Ｂ正确；

D．人类可以不断地开发和利用新能源，但是能量不可以被创造，Ｄ错误；

故选Ｂ．

13．BC

【详解】

A．厂区照明用煤油灯代替电灯，影响企业的生产发展，这种方法不会给企业带来更好的效益，A错误；

B．在规格相同条件下，LED灯消耗相同的电能，转化成的光能最多，即LED灯的发光效率最高，B正确；

C．采用声光控开关以减少楼道路灯不必要的点亮时间，可以有效的避免长明灯，可以做到节能降耗的作用，C正确；

D．炎热的夏天把室内空调的温度始终保持在最低，室内温度调节的比较低，空调会长时间工作，不利于节能，D错误。

故选BC。

14．ACD

【解析】

【详解】

所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，所以煤、太阳能、风能属于一次能源；由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，所以电能属于二次能源，故选项A、C、D正确，B错误。

15．AD

【详解】

AB．由初速为零的匀加速直线运动规律可知

结合图像面积可求得水桶上升4m时的速度大小

故A正确；

CD．由牛顿第二定律可知

即

故C错误，D正确。

故选AD。

16．

【解析】

【详解】

(1)小物块从C点到D点的过程由动能定理:

解得:

（2）在A点，由题意可知

可得:

小物块从D点到A点的过程由动能定理:

解得:

17．(1)8s  （2）2m/s2

【详解】

（1）由

得

（2）对乙同学，有

联立，代入数据得