2022-2023学年鲁科版必修第三册 第六章 能源与可持续发展 单元测试1

第六章 能源与可持续发展

满分：100分   时间：60分钟

一、选择题（本题共13小题，每小题6分，共78分）

1.PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是(   )

A.当今人类利用的主要能源是可再生能源

B.能量被使用后就消灭了，所以要节约资源

C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源

D.能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少

2.下列关于能源的说法中，正确的是(   )

A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能

B.由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大

C.节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关

D.水能是不可再生能源

3.下列关于能量耗散的说法中不正确的是(   )

A.能量耗散导致能量品质的降低

B.能量耗散是指耗散在环境中的内能很难被人类利用

C.能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律

D.各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的

4.下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是(   )

A.摩擦生热的过程是不可逆过程

B.所有能量守恒的过程都能自发地进行

C.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

D.能量转化过程符合能量守恒定律，故不会发生能源危机

5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程(   )
 

A.动能增加 B.机械能增加 C.重力势能增加 D.电势能增加

6.如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑，杆的两部分各套有质量均为1kg的小球A和间用细绳相连。开始时均处于静止状态，已知，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（g取），那么该过程中拉力F做的功为(   )
 

A.4J B.6J C.10J D.14 J

7.机车在运行过程中所受的阻力大小始终不变，在某一段直线轨道上匀加速运动，达到最大功率后保持功率恒定直达到最大速度的过程中，下列说法正确的是(   )

A.机车达到最大速度时牵引力最小

B.机车一直匀加速运动直到达到最大速度

C.匀加速过程中任意相等时间内牵引力做功相等

D.在功率恒定的加速阶段，相等时间内机车动能变化相同

8.有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV~20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(   )

A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能 C.光能转化为内能 D.机械能转化为电能

9.关于能源的利用说法正确的是(   )

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结底来自太阳能

10.下列关于能量转化的说法中正确的是(   )

A.举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能

B.电流通过电阻丝使电能转化为内能

C.内燃机的做功冲程是内能转化为动能

D.煤炭燃烧的过程中煤炭的质量逐渐减少，所以能量不守恒

11.在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳，如图所示。某次蹦床活动中小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，小孩可看成质点，不计空气阻力及其他阻力，下列说法正确的是(   )
 

A.从A点运动到O点，小孩重力势能的减少量大于动能的增加量

B.从O点运动到B点，小孩动能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量

C.从A点运动到B点，小孩机械能的减少量小于蹦床弹性势能的增加量

D.从B点返回到A点，小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量

12.如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处、质量为m的小球（可视为质点）相连。A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，为的中点，等于弹簧原长、处于水平。小球从A处由静止开始下滑，经过B处时速度为v，并恰能停在C处。已知重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是(   )
 

A.小球通过B点时的加速度为 B.小球通过段与通过段摩擦力做的功相等

C.弹簧具有的最大弹性势能为 D.小球从A到C的过程中，产生的内能为

13.下列说法正确的是(   )

A.热量不能从低温物体传给高温物体

B.热量不能自发地从低温物体传给高温物体

C.热量不能在没有第三者介入的情况下从低温物体传给高温物体

D.热量不能从低温物体传给高温物体而不引起其他变化

二、计算题（共22分）

14.如图所示，光滑水平面与竖直面内的半圆形轨道在B点相切，半圆形轨道的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C（重力加速度为g，不计空气阻力）。求：
 

（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；

（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。

答案以及解析

1.答案：C

解析：煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误；能量被使用后转化为其他形式的能，能量并没有消失，选项B错误；太阳能和风能，包括水能等都是可再生能源且为清洁能源，应该大力开发，选项C正确；能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，选项D错误。

2.答案：A

解析：

3.答案：C

解析：A.能量耗散是能量在转化过程中有一部分以内能的方式被周围环境吸收，使得能量品质降低，故A正确；

B.通过能量耗散，耗散在环境中的内能无法被人类再利用，故B正确；

C.能量耗散是能量在转化过程中有一部分以内能的方式被周围环境吸收，遵守能量守恒定律，故C错误；

D.各种形式的能量在一定条件下向内能转化时是能够自动全额发生的，故D正确。

本题选不正确的，故选C。

4.答案：A

解析：摩擦生热的过程是不可逆过程，属于能量的耗散，故A正确；能量的转化或转移具有方向性，故B、C错误；能量转化过程中会有一部分能量耗散到自然界中无法收集，故D错误。

5.答案：B

解析：带电小球在M点的动能为，在N点的动能为，所以动能的增量为，故A错误；带电小球竖直方向受重力并做匀减速运动，水平方向受静电力并做匀加速运动，由运动学公式有，可得，竖直方向的位移，水平方向的位移，因此有，对小球由动能定理有，联立上式可解得，因此静电力做正功，机械能增加，故机械能增加，电势能减少，故B正确、D错误；重力做负功，重力势能增加量为，故C错误。

6.答案：D

解析：本题考查能量守恒定律在连接体运动中的应用。由几何关系可知，A球向右缓慢移动1m的过程中，B球上移1m，分析两球组成的系统，A球与水平杆之间的压力为球与水平杆之间的滑动摩擦力为球与杆因摩擦产生的热量为球重力势能增加量为，根据能量守恒定律得水平拉力做的功，选项D正确。

7.答案：A

解析：当功率达到额定功率后，机车的功率就不再增大，要增大速度，就要减小牵引力，当牵引力等于阻力时，机车速度达到最大值，所以机车匀加速运动过程达不到最大速度，故A正确，B错误；机车匀加速过程中，牵引力大小不变，任意相等时间内机车的位移大小不同，则牵引力做功不相等，C错误；在功率恒定的加速阶段，由知相等时间内机车牵引力做功相等，但阻力做功不相等，则机车动能变化不相同，D错误。

8.答案：D

解析：转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以是机械能转化为电能。

9.答案：BCD

解析：煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的。古代的动物食用植物，而植物是靠吸收太阳能生长的，所以说，煤、石油和天然气的化学能来自太阳能，D正确；目前人类使用的主要能源仍然是煤、石油和天然气，C正确；燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能又可转化成机械能和电能。人类在生产和生活中需要各种形式的能，我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能，以供利用。能源的利用过程实质上是能的转化和转移的过程，B正确；我国的煤和石油尽管储量丰富，但终究有限，且利用后短期内不能再生，所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路，A错误。

10.答案：ABC

解析：举重运动员举起重物，使重物的重力势能变大，消耗了自身的化学能，A正确；电流通过电阻丝，电流做功把电能转化为内能，B正确；内燃机中的燃料燃烧产生内能，对外做功，把内能转化为机械能，C正确；煤炭燃烧的过程是化学能转化为内能，总能量也是守恒的，D错误。

11.答案：AD

解析：小孩从A点运动到O点，小孩重力做正功，弹性绳做负功，由动能定理可得，选项A正确；小孩从O点运动到B点，重力做正功，弹性绳和蹦床做负功，由动能定理可得，选项B错误；小孩从A点运动到B点，小孩机械能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能增加量之和，由功能关系可得，选项C错误；小孩从B点返回到A点，弹性绳和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确。

12.答案：BCD

解析：小球在B点时弹簧处于原长，则小球到达B点时的加速度为，A错误。因段与段关于B点对称，则在两段上弹力的平均值相等，摩擦力的平均值相等，即摩擦力做的功相等，B正确。设小球从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功为，小球的质量为m，弹簧具有的最大弹性势能为，根据能量守恒定律得，小球从A运动到B的过程中有，从A到C的过程有，解得，即弹簧具有的最大弹性势能为，小球从A到C的过程中，产生的内能为，C、D正确。

13.答案：BCD

解析：热量能从低温物体传给高温物体，但不是自发的过程。热量从低温物体传给高温物体要有第三者介入，会引起其他变化。故A错误，B、C、D正确。

14.答案：（1）

（2）

解析：（1）设物体在B点时的速度为，所受弹力为，则有
，
又，
由能量守恒定律可知物体在A点时弹簧的弹性势能，
联立解得。
（2）设物体在C点时的速度为，由题意可知，
物体从B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得
，
解得。