資源簡介

2020-2021學年高一第一學期物理人教版2019必修第三冊章節（21）能源與可持續發展
1.質量為的物體由靜止開始下落，由于空氣阻力影響物體，下落的加速度為，在物體下落高度的過程中，下列說法正確的是(
)
A．物體的動能增加了
B．物體的機械能減少了
C．物體克服阻力所做的功為
D．物體的重力勢能減少了
2.如圖,質量為的小車靜止于光滑的水平面上,小車上部分是半徑的四分之一光滑圓弧,部分是粗糙的水平面，今把質量為的小物體從點由靜止釋放,小物塊與部分間的動摩擦因數為,最終小物體與小車相對靜止于之間的點,則間距離隨各量變化的情況是(
)
A.其他量不變,越大越小
B.其他量不變,越大越小
C.其他量不變,越大越小
D.其他量不變,越大越小
3.如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為，其左邊緣點比右邊緣點高。若摩托車經過點時的動能為，它會落到坑內點。與的水平距離和高度差均為；若經過點時的動能為，該摩托車恰能越過坑到達點。則等于(
)
A.20
B.18
C.9.0
D.3.0
4.小車靜置于光滑的水平面上，小車的端固定一個水平輕質小彈簧，端粘有橡皮泥，小車的質量為，長為，質量為的木塊放在小車上，用細繩連接于小車的端并使彈簧壓縮(細繩未畫出)，開始時小車與都處于靜止狀態，如圖所示，當突然燒斷細繩，彈簧被釋放，使木塊離開彈簧向端沖去，并跟端橡皮泥粘在一起，以下說法中錯誤的是(
)
A．由于水平面光滑，整個系統任何時刻動量都守恒
B．當木塊相對地面運動的速度大小為時，小車相對地面運動的速度大小為
C．小車向左運動的最大位移為
D．小車向左運動的最大位移為
5.如圖所示，在水平向右的勻強電場中，質量為m的帶電小球，以初速度v從M點豎直向上運動，通過N點時，速度大小為，方向與電場方向相反，則小球從M運動到N的過程(
)
A.動能增加
B.機械能增加
C.重力勢能增加
D.電勢能增加
6.如圖所示，在豎直平面內有一個半徑為的圓弧軌道。半徑水平、豎直，一個質量為的小球自正上方點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點時恰好對軌道沒有壓力，已知，重力加速度為，則小球從到的運動過程中克服摩擦力做功(
)
A．
B．
C．
D．
7.下列能源中屬于常規能源的是(
)
A.太陽能
B.地熱能
C.核能
D.天然氣
8.電機把一次能源轉換為機械能的過程是：一次能源　　電能　　機械能.(
)
A.發電機，電動機
B.電動機，發電機
C.發電機，發電機
D.電動機，電動機
9.諾貝爾物理獎獲得者費恩曼曾說：有一個事實，如果你愿意也可以說是一條定律，支配者至今所知的一切現象……這條定律就是
(
)
A.牛頓第一定律
B.牛頓第二定律
C.牛頓第三定律
D.能量守恒定律
10.水平地面上固定一傾角為的足夠長的光滑斜面，如圖所示，斜面上放一質量為、長的薄板。質量為的滑塊(可視為質點)位于薄板的最下端，與之間的動摩擦因數。開始時用外力使、靜止在斜面上，某時刻給滑塊一個沿斜面向上的初速度，同時撤去外力，已知重力加速度，，。下列說法正確的是(
)
A.在滑塊向上滑行的過程中，的加速度大小之比為
B.從始運動相對靜止的過程所經歷的時間為
C.從開始運動到相對靜止的過程中滑塊克服摩擦力所做的功為
D.從開始運動到相對靜止的過程中因摩擦產生的熱量為
11.下列有關功的敘述中，正確的是(
).
A.功是能量轉化的量度
B.功是能量的量度
C.功的正負表示功的方向不同
D.功的正負表示功的大小
12.對于功和能的關系，下列說法中正確的是(
).
A.功就是能，能就是功
B.功可以變為能，能可以變為功
C.做功過程就是物體能量的轉化過程
D.功是物體能量的量度
13.你看見過雜技里的蹦床表演嗎？演員從高處跳下落在蹦床上又被彈起，在這個過程中，發生的能量轉化順序是(
)
A.重力勢能——動能——彈性勢能——動能——重力勢能
B.動能——彈性勢能——重力勢能
C.勢能——動能——勢能——動能
D.動能——彈性勢能——動能——重力勢能
14.關于功和能，下列說法中錯誤的是(
).
A.功和能的單位相同，它們的概念也相同
B.做功的過程就是物體能量的轉化過程
C.做了多少功，就有多少能量發生了轉化或轉移
D.各種不同形式的能量可以互相轉化，而且在轉化過程中，能的總量是守恒的
15.利用物體的動能做功，為人類服務的實例是(
).
A.自然界中海浪沖擊海灘
B.流動的水推動水輪機
C.龍卷風把耕牛卷到天空
D.行駛中的公交車撞壞了隔離欄
16.如圖所示，在O點放置一個正電荷，在過O點的豎直平面內的A點自由釋放一個帶正電的小球，小球的質量為m、電荷量為q.小球下落的軌跡如圖中虛線所示，軌跡與以O為圓心、R為半徑的圓（圖中實線表示）相交于兩點，在同一水平線上，，A點距離的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v，試求：
（1）小球通過C點的速度大小；
（2）小球由A點到C點的過程中電勢能的增加量.
17.某高中興趣學習小組成員在學習完必修1與必修2教材內容后，設計出如圖所示的實驗.為一水平彈射器，彈射口為A.為一光滑曲桿，其中水平，為豎直桿（長度可調節），為四分之一圓弧形桿，其圓心為，半徑為，桿的各處均平滑連接.D的下方水平放置一塊橡皮泥板，長度足夠長（E在D正下方）.現讓彈射器彈射出一質量的小環，小環從彈射口A射出后沿光滑曲桿運動到D處飛出，不計小環在各個連接處的能量損失和空氣阻力.已知彈射器每次彈射出的小環具有相同的初速度.若某次實驗中小組成員調節的高度為，測得小環從D處飛出的速度，求：
（1）彈射器釋放的彈性勢能及小環在D處對圓弧形桿的壓力；
（2）小環的落地點離E的距離；（已知小環落地時與橡皮泥板接觸后不再運動）
（3）若不改變彈射器所具有的彈性勢能，改變的高度，使h在0~2
m之間，求小環落在橡皮泥板上的范圍.
18.能量轉化形式多種多樣，在下列現象中，是什么形式的能量轉化成什么形式的能量.
(1)摩擦生熱______；
(2)氣體膨脹做功______；
(3)水輪機帶動發電機發電______；
(4)電動機帶動水泵______；
(5)用打氣筒給輪胎打氣______；
(6)植物的光合作用______
19.運動員將質量為的杠鈴舉高2
m，他做了________J的功，由________能轉化為________.(g取)
參考答案
1.答案：A
解析：本題考查動能定理、機械能守恒定律、摩擦力做功。下落階段，物體受重力和摩擦力，由動能定理，即，，可求，選項A正確；機械能減少量等于克服摩擦力所做的功，選項B、C錯誤；重力勢能的減少量等于重力做的功，選項D錯誤
2.答案：D
解析：根據能量守恒，所以與無關，越大，越大，越大越小，所以ABC錯誤；D正確。
3.答案：B
4.答案：D
5.答案：B
解析：小球動能的增加量為，A錯誤；小球在豎直方向上的分運動為勻減速直線運動，到N時豎直方向的速度為零，則兩點之間的高度差為，小球重力勢能的增加量為，C錯誤；電場力對小球做正功，則小球的電勢能減少，由能量守恒定律可知，小球減少的電勢能等于重力勢能與動能的增加量之和，則電勢能的減少量為，D錯誤；功能關系可知，除重力外的其他力對小球所做的功在數值上等于小球機械能的增加量，即，B正確。
6.答案：C
7.答案：D
解析：常規能源是已能大規模生產和廣泛利用的一次能源，故天然氣是常規能源；太陽能和地熱能還有核能還沒有大規模使用，是新能源；故選D.
8.答案：A
解析：發電機是將其他能量轉化為電能的裝置；電動機是將電能轉化為機械能輸出的裝置；故選A.
9.答案：D
解析：牛頓定律只適用于宏觀物體的低速運動，具有局限性；物理學家從千差萬別的自然現象中抽象出一個貫穿其中的物理量：能量，在自然界經歷的多種多樣的變化中它不變化，支配著至今所知的一切現象，這條定律即能量守恒定律；
A.牛頓第一定律，與結論不相符，選項A錯誤；
B.牛頓第二定律，與結論不相符，選項B錯誤；
C.牛頓第三定律，與結論不相符，選項C錯誤；
D.能量守恒定律，與結論相符，選項D正確；
故選D.
10.答案：D
解析：A.由題中條件可知，當滑塊向上運動時，薄板將沿斜面向下運動，由受力分析和牛頓第二定律可知，對薄板，則有，薄板的加速度，方向沿斜面向下；對滑塊，則有，則滑塊的加速度，方向沿斜面向下，故在滑塊向上滑行的過程中，的加速度大小之比為，故選項A錯誤；
B.開始運動時，滑塊向上做勻減速直線運動，減速到零所需要的時間，此時薄板的速度大小為，然后二者均向下運動，且二者的加速度不變，最后速度相同，則有，代入數據可解得，共同速度為，、從開始運動到速度相同所用時間為，故選項B錯誤；
C.沿斜面向上運動的位移，此過程中向下運動的位移，球沿斜面向下運動到兩者速度相同時，下滑的位移，此過程中，向下運動的位移，故整個過程中摩擦力對滑塊所做的功，即滑塊克服摩擦力所做的功為，故選項C正確；
D.整個過程中因摩擦產生的熱量為，故選項D正確。
11.答案：A
解析：A.做功的過程就是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發生轉化，功是能量轉化的量度，選項A正確；
B.功是能量轉化的量度，做了多少功，就有多少能量發生轉化，但并不意味著有多少能量，因此不能說功是能量的量度，選項B錯誤；
C.功是標量，功不存在方向，選項C錯誤；
D.功的正負表示能量轉移的方向，選項D錯誤。
故選A。
12.答案：C
解析：A.功與能是不同的物理量，功反映了能量轉化的本領，選項A錯誤；
B.功是能量轉化的量度，但不能說功可以變為能，能可以變為功，選項B錯誤；
C.做功的過程總是伴隨能量在轉化，做功的過程就是能量的轉化過程，選項C正確；
D.做了多少功，就有多少能量發生了轉化，功是能量轉化的量度，而不是能量的量度，選項D錯誤。
故選C。
13.答案：A
解析：演員在高處具有重力勢能，從高初跳落下時重力勢能減少，動能增加，到蹦床上后，動能減少，蹦床的彈性勢能增加，又被彈起時，彈簧的彈性勢能減少，演員的動能增加，離開蹦床后再往上的過程是演員的動能減少，重力勢能增加。因此演員從高處跳下落在蹦床上又被彈起，在這個過程中，發生的能量轉化順序為重力勢能——動能——彈性勢能——動能——重力勢能，選項A正確，BCD錯誤。
故選A。
14.答案：A
解析：A.功和能的單位相同，但它們的物理意義不同，功是過程量，能是狀態量，選項A說法錯誤；
B.
做功的過程就是物體能量的轉化過程，選項B說法正確；
C.
功是能量轉化的量度，做了多少功，就有多少能量發生轉化或轉移，選項C說法正確；
D.各種不同形式的能量可以互相轉化，而且在轉化過程中，總能量是守恒的，選項D說法正確。
本題選擇錯誤的，故選A。
15.答案：B
解析：A.海浪的動能沒有被人類利用，A錯誤；
B.水的動能推動水輪機轉動，被人類利用了，B正確；
C.龍卷風的動能產生了破壞作用，也不屬于被人類利用，C錯誤；
D.公交車撞擊護欄，動能也沒有被利用，D錯誤；
故選B。
16.答案：（1）在以正電荷為圓心的圓上，故兩點電勢相等，小球由B點到C點的過程中電場力做的功為零.
由動能定理得
解得小球通過C點的速度大小.
（2）小球由A點到C點的過程中只有重力和電場力做功，根據動能定理得
聯立解得電場力做的功
根據電勢能變化與電場力做功的關系得電勢能的增加量
.
解析：
17.答案：（1）根據能量守恒定律可得
對小環在最高點D時受力分析可得，解得
根據牛頓第三定律知，小環對桿的壓力大小為7
N，方向豎直向上.
（2）小環離開桿后做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，由可得
故.
（3）小環剛好到達D點的臨界條件為，解得
此時落地點為E.改變h，小環做平拋運動，分析可得小環水平方向位移應有最大值，根據能量守恒定律可得
小環自由下落的時間
小環的水平位移
聯立并代入數據可得
由數學知識可知，當時小環的水平位移最大，最大位移.故小環落地點在離E點水平向右0～1.8
m的范圍內.
解析：
18.答案：（1）機械能轉化為內能（2）內能轉化為機械能（3）機械能轉化為電能（4）電能轉化為機械能（5）機械能轉化為內能（6）光能轉化為化學能
解析：
(1)摩擦生熱，動能即機械能轉化為內能；
(2)氣體膨脹做功，氣體的內能轉化為活塞的機械能；
(3)輪機帶動發電機發電，水輪機帶動發電機轉動的機械能轉化為電能輸出；
(4)電動機帶動水泵把水抽到高處，水泵將電能轉化為水的機械能；
(5)用打氣筒給輪胎打氣，活塞的動能轉化為氣體的內能；
(6)植物的光合作用，將光能轉化為化學能；
19.答案：3000;化學能;機械能
解析：運動員舉高杠鈴的過程中克服重力做功為：
150×10×2J=3000J
這些功全部由其化學能轉化而來。
這些化學能轉化為杠鈴的機械能。

展開更多......

收起↑