2024-2025学年新教材高中物理第6章能源与可持续发展1-2能量的多种形式能量的转化与守恒课时练习含解析鲁科版必修3

PAGE4-能量的多种形式能量的转化与守恒(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.下列关于能源的说法正确的是 ()A.石油、自然气、核能都是新能源B.新能源是指新开采出来的能源C.一次能源是干脆来源于自然界的能源D.石油是可再生能源【解析】选C。石油、自然气属于常规能源,不是新能源,故A错误;新能源是指新近才起先运用的能源,故B错误;一次能源是干脆来自自然界而未经加工转化的能源,如石油,故C正确;石油属于化石能源,不行再生,故D错误。2.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.某种形式的能量削减,肯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渐渐削减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【解析】选B。永动机违反了能量守恒定律,是不行能制造胜利的,故A错误;依据能量守恒定律,某种形式的能量削减,肯定有其他形式的能量增加,故B正确;能量耗散表明,能量的总量虽然守恒,但其转化和转移具有方向性,故C错误;能量是不行能凭空产生的,故D错误。3.关于“节约能源”,下面的说法中正确的是 ()A.奢侈能源,只是奢侈个人的金钱,所以节约能源是毫无意义的B.奢侈能源,只是奢侈个人的金钱,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【解析】选C。能量是守恒的,但人类能应用的能源是有限的,若能源削减,个人钱再多也无法买到能源,故A错误;由于人类能利用的能源特别有限,节约能源不仅能使我们许久利用,并且可以减小由于常规能源在运用中带来的污染等,故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响;故C正确,B、D错误。4.如图所示,一个粗细匀称的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,先拿去盖板,液体起先运动,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.mgh B.mghC.mgh D.mgh【解析】选A。去掉右侧盖板之后,液体向左侧流淌,最终两侧液面相平,液体的重力势能削减,削减的重力势能转化为内能。如图所示,最终状态可等效为右侧h的液柱移到左侧管中,即增加的内能等于该液柱削减的重力势能,则Q=mg·h=mgh,则A正确,B、C、D错误。【加固训练】足够长的传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,转化为内能的能量为 ()A.mv2B.2mv2C.mv2D.mv2【解析】选D。物体A被放于传送带上即做匀加速直线运动,加速度a==μg,匀加速过程前进的距离x1==。该时间内传送带前进的距离x2=vt=v·=。所以物体相对传送带滑动距离Δx=x2-x1=。故产生的内能Q=μmg·Δx=μmg·=mv2,则D正确,A、B、C错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.风能是一种很好的再生能源,而且对环境的污染较小,近年来我国在西北地区,建立了很多风力发电厂。如图所示为风力发电的情景。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。已知: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的电功率为P,求此过程中:(1)单位时间内每台风力发电机获得风能的表达式;(2)风力发电机利用风能的效率表达式。【解析】(1)由能量转化和守恒定律可知m=P总t ①而m=πr2v0tρ ②把②代入①解得P总=πr2ρ。(2)η==。答案:(1)πr2ρ(2)(10分钟·20分)6.(6分)(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最终停下;流星在夜空中坠落并发出光明的火焰;着陆伞在空中匀速下降;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【解析】选A、D。这四个现象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、着陆伞受空气阻力,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、着陆伞、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。7.(14分)如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木块以肯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,此时长木块对水平面的位移为l,求这个过程中:(1)小铁块增加的动能;(2)长木块削减的动能;(3)系统机械能的削减量;(4)系统产生的热量。【解析】画出这一过程两物体位移示意图,如图所示。(1)依据动能定理得μmg(l-L)=ΔEk,即小铁块动能的增加量等于滑动摩擦力对小铁块做的功。(2)摩擦力对长木块做负功,依据功能关系得ΔEkM=-μmgl,即长木块削减的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl。(3)系统机械能的削减量等于系统克服