高中物理教科版 (2019)必修 第三册2 能源课后复习题

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第三册2 能源课后复习题，共7页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.下列新能源中,不属于清洁能源的是( )
A.风能B.太阳能
C.核能D.潮汐能
答案:C
解析:风能、太阳能、潮汐能对环境不造成污染,是清洁能源。而核能如果没有防护措施会对环境造成一定的污染,所以必须有防护措施。
2.关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,你认为正确的是( )
A.尾气的温度越高,柴油机越节能
B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D.以上说法均不正确
答案:B
解析:气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能,柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒,忽略其他能量损失,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能,燃烧相同的燃料,要想输出的机械能越多,尾气的温度就要越低。
3.很多居民都在楼顶安装了太阳能热水器,太阳能热水器是将太阳能转化为( )
A.电能B.化学能
C.机械能D.内能
答案:D
解析:目前人们直接利用太阳能的方式有两种:其一是把太阳能转化为内能,其二是把太阳能转化为电能;太阳能热水器是将太阳能转化为内能,故选项D正确。
4.如图所示,一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑,进入光滑水平面又压缩弹簧,在此过程中,小球重力势能和动能的最大值分别为Ep和Ek,弹簧弹性势能的最大值为Ep',则它们之间的关系为(以水平面为零势能参考面)( )
A.Ep=Ek=Ep'
B.Ep>Ek>Ep'
C.Ep=Ek+Ep'
D.Ep+Ek=Ep'
答案:A
解析:由能量守恒可知,小球沿光滑圆弧轨道顶端由静止下滑到光滑水平面的过程中,重力势能转化为动能,故Ek=Ep,小球压缩弹簧过程中动能转化为弹性势能,Ep'=Ek,则A正确,B、C、D错误。
5.右图所示为冲击摆实验装置,一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体,共同摆起一定的高度,则下面有关能量转化的说法正确的是( )
A.子弹的动能转化成沙箱和子弹的机械能
B.子弹的动能转化成沙箱和子弹的内能
C.子弹的动能转化成沙箱和子弹的动能
D.子弹的动能一部分转化成沙箱和子弹的内能,另一部分转化成沙箱和子弹的机械能
答案:D
解析:子弹在射入沙箱瞬间,要克服摩擦阻力做功,一部分动能转化成沙箱和子弹的内能,另一部分动能转化成沙箱和子弹的机械能,则D正确,A、B、C错误。
6.以下说法正确的是( )
A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B.汽油是一种清洁能源
C.水能是可再生能源
D.煤、石油等传统能源是取之不尽、用之不竭的
答案:AC
解析:煤、石油、天然气等是动植物转化成的,其最初来源可追溯到太阳能,A正确;汽油燃烧会引起一些化合物的产生,导致有毒气体的生成,B错误;水能是可再生能源,C正确;煤、石油、天然气等储量是有限的,是不可再生能源,D错误。
7.下列哪些现象属于能量耗散( )
A.利用水流能发电变成电能
B.电能通过灯泡中的电阻丝变为光能
C.电池的化学能转变为电能
D.火炉把屋子烤暖
答案:BD
解析:电能转化为光能,化学能转化为内能,最终都变成环境中的内能,无法再加以收集利用,B、D均为能量耗散。
8.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一弹性橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)( )
A.橡皮绳的弹性势能一直增大
B.圆环的机械能先不变后减小
C.橡皮绳的弹性势能增加了mgh
D.橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大
答案:BC
解析:橡皮绳开始处于原长,弹性势能为零,圆环刚开始下滑到橡皮绳再次伸直达到原长过程中,弹性势能始终为零,A项错误;圆环在下落的过程中,橡皮绳的弹性势能先不变后不断增大,根据能量守恒定律可知,圆环的机械能先不变,后减小,B项正确;从圆环开始下滑到滑至最低点过程中,圆环的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能,C项正确;橡皮绳再次达到原长时,圆环受合外力方向沿杆方向向下,对环做正功,动能仍增大,D项错误。
二、实验题(本题共2小题,共20分)
9.(10分)水力发电站的电能最终来自 。为了解决能源危机,人类还需要进一步开发可再生能源,包括太阳能、风能、潮汐能、生物质能等各类能源,生物质能包括农、林、畜牧业的废弃物、藻类等,蕴藏着相当惊人的能量。生物质能是绿色植物通过光合作用的光反应阶段,将 能转变为 能贮存在生物分子中。利用生物质能还可以极大地减少CO2的排放,有利于解决能源消耗带来的 效应问题。
答案:太阳能 太阳 化学 温室
10.(10分)如图所示,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,物体的动能增加了 J,物体的重力势能减少了 J,摩擦力做功 J。
答案:8 20 -12
解析:mgh+Wf=12mv2=12×1×42 J=8 J,其中重力做功WG=mgh=1×10×2 J=20 J,故重力势能减少20 J,所以摩擦力做功Wf=8 J-20 J=-12 J。
三、计算题(本题共3小题,共40分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(12分)物块放在如图所示的斜面上,用力F沿斜面向下拉物块,物块沿斜面运动了一段距离,若已知在此过程中,拉力F所做的功为A,斜面对物块的作用力所做的功为B,重力做的功为C,空气阻力做的功为D,其中A、B、C、D的绝对值分别为100 J、30 J、100 J、20 J,则:
(1)物块动能的增量为多少?
(2)物块机械能的增量为多少?
答案:(1)150 J (2)50 J
解析:(1)在物块下滑的过程中,拉力F做正功,斜面对物块有摩擦力,做负功,重力做正功,空气阻力做负功。根据动能定理,合外力对物块做的功等于物块动能的增量,则
ΔEk=W合=A+B+C+D
=100 J+(-30 J)+100 J+(-20 J)=150 J。
(2)根据功能关系,除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量,则
ΔE机=A+B+D=100 J+(-30 J)+(-20 J)=50 J。
12.(12分)如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K,一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连,A、B的质量均为m。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A,使物块B上升。已知当B上升距离为h时,速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功和拉力对B做的功(重力加速度为g)。
答案:Fh-mgh-mv2 mgh+12mv2
解析:由于连接A、B的绳子在运动过程中未松,故A、B的速度大小相同,对A、B系统,有
Fh-Wf-mgh=12×2mv2
求得Wf=Fh-mgh-mv2
绳的拉力对B做的功等于B物体机械能的增加量,即W=mgh+12mv2。
13.(16分)一铁球从高H处由静止落到地面上,回弹速率是落地速率的一半,设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高,忽略空气阻力,则在这次撞击过程中铁球的温度升高多少?(设铁的比热容为c,各物理量取国际制单位)
答案:3gH4c
解析:设落到地面时的速率为v,由v2=2gH得落地时
v=2gH
则铁球在与地面撞击时损失的动能
ΔE=12mv2-12mv22=38mv2=38m·2gH=34mgH
由能量守恒定律得,损失的动能全部转化为铁球的内能
则ΔU=ΔE=34mgH=Q
由Q=cmΔt得Δt=Qcm=34mgHcm=3gH4c
即铁球温度升高3gH4c。