2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第一册 1

2021—2022学年粤教版（2019）选择性必修第一册1.6自然界中的守恒定律学科素养提升练（解析版）一、选择题1.如图所示是我国某风能发电基地，全球可利用的风能为2x107MW（1MW=106W）,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，我国风能资源总储量约1.6x105MW。2012年7月4日装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站，已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。下列说法正确的是（）风力发电是把风的内能转化为电能我国风能资源总储量约为7个三峡水电站的装机容量风力发电过程违反能量守恒定律水能和风能都是清洁能源且都是不可再生能源某台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面，某时间内该地区的风速是6m/s,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.23kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为（）A.3kWB.16kWC.30kWD.160kW如图所示，一水平传送带始终保持恒定速率v沿顺时针方向运行，将一质量为m的物体轻放在最左端A处，物体先做匀加速直线运动，随后与传送带共速做匀速直线运动。则在整个过程中，下列说法正确的是（）传送带对物体做的功大于1mv2物体对传送带做的功为2mv2传送带与物体间因摩擦产生的热量为mv2传送带因传送物体而多消耗的电能为mv2如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论不正确的是（）m小物块到达小车最右端时具有的动能为（F—力・（L+x）小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为加小物块克服摩擦力所做的功为f（L+x）小物块和小车增加的机械能为Fx关于能源、能量，下列说法正确的是（）可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站能量是守恒的，不会发生能源危机化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源北京时间2020年12月17日凌晨2点左右，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号返回器在距地面高度约120公里处的A点，以接近第二宇宙速度进入地球大气层，由于速度太大，返回舱不能直接返回地面，因为返回舱与大气层超高速摩擦带来的高温会让返回舱烧毁，所以要通过所谓的“太空打水漂”的方式返回。如图所示是返回舱'太空打水漂”的示意图，返回舱从图中C点再次进入大气层的速度约为7km/s。下列说法正确的是（）返回舱再次进入大气层后，若调整速度方向，返回舱可环绕地球运动返回舱运动到图中B点时受到大气的作用力大于重力返回舱“打水漂”的过程机械能守恒返回舱“打水漂”的主要目的是为了改变返回舱进入大气层的角度关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是（）能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量的数量不但减少，而且可利用的品质降低了能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的下列关于功和能的说法正确的是（）功就是能，能就是功滑动摩擦力只能做负功由于自然界遵循能量守恒定律，从长远来看，能源危机是不存在的能量转化的多少可以用功来量度如图所示，固定的粗糙斜面AB的倾角为37°,—小物块从距斜面的底端B点8m处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，碰撞过程能量损失不计，第一次返回到斜面的最高点为Q（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.2,以B点为零势能面（sin37°=0.6,cos37°=0.8）。则下列说法正确的是（）物块沿斜面下滑时机械能减少，沿斜面上滑时机械能增加物块下滑时，动能与势能相等的位置在AB中点下方Q点到B点距离为3m物块从开始释放到最终静止经过的总路程为18m以下属于一次能源的是（）太阳能B.电能C.煤气D.焦炭如图所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，忽略空气阻力，则（）□物体和弹簧刚接触时，物体的动能最大在弹簧被压缩到最低点时，物体处于平衡状态在物体向下压缩弹簧的过程，物体的加速度不断增大

在物体向下压缩弹簣的过程，物体的动能与弹簧弹性势能之和不断增加如图所示，质量为2kg的物体A静止在竖直的轻质弹簧上面，质量为3kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力，某时刻将细线剪断，取g=10m/s2，则（）AA细线剪断瞬间，B对A的压力大小为30N细线剪断后，在A与B一起向下的运动过程中，当A、B总重力等于弹簧弹力大小时，系统的重力势能和弹性势能之和最小细线剪断之后，在A与B一起向下的运动过程中，B对A的压力不变细线剪断之后，在A与B一起向下的运动过程中，当A的速度最大时弹簧的弹性势能最小如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，轻弹簧一端固定在垂直斜面的挡板上。现将一质量为血的物块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，物块下滑过程中压缩弹簧到达最低点B后，被弹簧弹回并沿斜面上滑到距A点L处速度减为零。已知AB=L，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是（）物块与斜面间的动摩擦因数为竺15物块压缩弹簧到最低点的过程中弹簧弹力对物块做功为-2mgLD.物块压缩弹簧到最低点的过程中弹簧弹力对物块做功为D.物块压缩弹簧到最低点的过程中弹簧弹力对物块做功为4mgL514•质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。当子弹进入木块的深度为d时相对木块静止，这时木块前进的距离为s。若木块对子弹的阻力大小F视为恒定，下列关系正

确的是（）A.Fs=Mv2mv22C确的是（）A.Fs=Mv2mv22C.V-2(m+M)v2D.F(s+d)=mv2mv215.—物块从斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，在物块从顶端滑到底端的过程中，其重力势能和动能随下滑距离x的变化如图中直线I、I所示。艮据图中信息可以求出（）物块受到滑动摩擦力的大小物块下滑时加速度的大小物块下滑5.0m过程中机械能的损失二、解答题16•黄果树瀑布位于中国贵州省的白水河上。这里山峦重叠，白水河自东北山腋泻涯而下，水势汹涌。流经黄果树地段时，因河床断落，形成9级瀑布群。如图所示的黄果树瀑布是瀑布群中最为著名的。宽约81m的飞瀑以5m/s的初速度从68m高的悬崖上跌落，发出轰然巨响。跌落处掀起轩然大波，浪花四溅，水珠飞扬。遇阳光照射时，便化作长虹一道，五彩缤纷。据以上提供的信息，完成下列问题：（1）如果落下的水的机械能中有10%用来使水的温度升高，则水落下后本身的温度升高多少？［已知水的比热容为4.2x103J/（kg・°C）］（2）如果在瀑布底部安装若干台水力发电机，发电效率为80%，又设整个黄果树瀑布的水流量Q=10m3/s，则估算一年的发电量为多少千瓦•时?17.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角的135度的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道°g=10m/s2,求:DP间的水平距离；判断m2能否沿圆轨道到达M点；m2释放后在水平桌面上运动过程中克服摩擦力做的功。参考答案1．B【详解】风力发电是把风的机械转化为电能，A错误；我国风能资源总储量约1.6x105MW=1.6xlOnW，三峡水电站的装机容量为2240万千瓦合2.24xlOioW，因此我国风能资源总储量约为7个三峡水电站的装机容量，B正确；风力发电是把风的机械转化为电能，不违反能量守恒定律，C错误；水能和风能都是清洁能源且都是可再生能源，D错误；故选B。2．B【详解】依题意，空气把动能转化为电能，根据能量守恒定律有Pt=Ex10%k1=1=P兀r2V3t=-mv2=^(p・兀r2•vt)-v222两式联立，代入题中相关数据求得此风力发电机发电的功率Pq16kW故选B。3．D【详解】由动能定理可得W=—mv2-0f2则传送带对物体做的功为2mv2，A错误；由运动学规律可得物体的位移为v

s=t

12由动能定理可得1fs1=—mvfs12传送带的位移为

物体对传送带做的功为联立解得B错误；c.传送带与物体间因摩擦产生的热量为S2=物体对传送带做的功为联立解得B错误；c.传送带与物体间因摩擦产生的热量为S2=VtW'=—fsf2Q=厂As=f(s211mv22C错误；根据能量守恒定律可得E=Q+~mv2=mv2电2传送带因传送物体而多消耗的电能为mv2,D正确。故选Do4.D【详解】对物块分析，物块对地的位移为L+x,根据动能定理得(F—f)(L+x)=E—0k物知物块到达小车最右端时具有的动能Ek物=(F—》(L+x)故A正确。B•对小车分析，小车对地的位移为x,根据动能定理得fx=Ek车-0知物块到达小车最右端时,小车具有的动能Ek车曲故B正确。小物块克服摩擦力所做的功为f(L+x),故C正确。系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即物块与小车增加的内能Q=fx相对也根据能量守恒，小物块和小车增加的机械能为AE=F(x+L)-fL故D错误。本题选择错误的，故选Do5．A【详解】可再生能源足够清洁、无污染，可以保证不会严重影响环境，是未来理想能源的一个重要发展方向，A正确；核电站的建设与运行若有疏漏会造成环境污染，同时核废料具有放射性，但不应该关闭核电站，应该合理地利用，B错误；由于能量的转化具有方向性，所以无节制地消耗能源会造成能源危机，C错误；化石能源、核能不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而水能可以从自然界不断地得到，属于可再生能源，D错误；故选Ao6．B【详解】返回舱再次进入大气的速度约为7km/s,小于第一宇宙速度，返回舱不可能环绕地球运动，A错误；在B点时，合力指向轨迹凹的一侧，所以返回舱受到大气的作用力大于重力，B正确；返回舱“打水漂”的过程中，受到大气的作用力对返回舱做功，机械能不守恒，C错误；返回舱“打水漂”的主要目的是防止高速摩擦带来的高温会让返回舱烧毁，D错误；故选Bo7．A【详解】能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法将它们收集起来重新利用，故A项正确，BCD错误。故选Ao8．D详解】功是能量转化的量度，功是过程量，能量是状态量，所以功和能是两个完全不同的概念，故A错误；滑动摩擦力方向与物体位移方向可能相同，对物体做正功，也可能与位移方向相反，对物体做负功，故B错误；自然界遵循能量守恒定律，但能量的品质会下降，从长远来看，能源会存在危机，故C错误；功是能量转化的量度，能量转化的多少可以用功来量度，故D正确。故选Do9.B【详解】物块沿斜面下滑和上滑过程中摩擦力均做负功，所以物块的机械能均减小，故A错误；物块从开始下滑到AB中点时，由能量守恒定律得HmgH-mg—二Ek+Q显然此处重力势能大于动能，继续下滑时重力势能减小，动能增加，故动能与势能相等的位置在AB中点下方，故B正确；设A点到B点的距离为S],Q点到B点距离为s2，物块从A到Q的全过程，由动能定理得mg(s—s)sin37°—卩mg(s+s)cos37°=01212代入数据解得s=4.63m2故C错误；因为gtan37°,所以物块最终静止在挡板处，设物块从开始释放到最终静止经过的总路程为s,对整个过程，由能量守恒定律得mgssin37°=卩mgscos37°1解得s=30m故D错误。故选B。10．A【详解】直接从自然界取得的能源称为一次能源，故太阳能时一次能源，电能、煤气、焦炭都是二次能源，故选A。11．D【详解】A.物体和弹簧刚接触时，物体受本身重力和弹簧向上的弹力，且弹力小于重力，则物块将继续向下加速，动能继续增加，则物体和弹簧刚接触时，物体动能不是最大，故A错误；BC.在物体向下压缩弹簧的过程，开始弹力小于重力，物块向下加速，弹力逐渐增大，则加速度逐渐减小，当弹力等于重力时，物体处于平衡状态，加速度等于零，物快速度最大，继续向下运动，弹力继续增加，则弹力大于重力，物块开始向下减速，弹力继续增加，则加速度逐渐增大，速度减小到零，弹簧被压缩到最低点，物块的加速度向上最大，故BC错误；D.根据能量守恒定律，物块的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和保持不变，在物体向下压缩弹簀的过程中，重力势能一直减少，则物体的动能与弹簧弹性势能之和不断增加，故D正确。故选Do12.B【详解】A.剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F=m^g=20N剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度(m+m)g-F50-20.厂.a=—ab=m/s2=6m/s2m+m5AB隔离对B分析有mg-N=maBB解得N=mg一ma=(30一3x6)N=12NBB选项A错误；C.细线剪断之后，在A、B一起向下运动的过程中，整体加速度在变化，隔离分析知，B对A的压力在变化，选项C错误;2202整体一起向下运动的过程中，A、B总重力等于弹簧弹力大小时，A、B总动能最大，根据能量守恒，则系统的重力势能和弹性势能之和最小，选项B正确；D.细线剪断之后，在A与B一起向下的运动过程中，弹簧的弹性势能一直增大，选项D错误。故选B。13．BC详解】AB•在整个运动过程中，根据能量守恒定律113mgLsin0=卩mg(2L-3L)cos0整理的-75A错误，B正确；CD.从A到B的过程中，根据动能定理W+mgLsin0一卩mgLcos0=0代入数据整理的w=-2mgL5C正确，D错误。故选BC。14.ACD【详解】A.对木块运用动能定理得Fs=1Mv2

2故A正确；BCD.根据能量守恒得，摩擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失，有Fd=mv2-(m+M)v211mv2-mv22011mv2-mv2F(s+d)=Fs+Fd=2mv2-~(m+M)v2+2Mv2=故B错误，CD正确。故选ACD。【点睛】解决本题的关键知道运用动能定理解题，首先要确定好研究的对象以及研究的过程，然后根据动能定理列表达式。知道摩擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失。15．BD【详解】AB.设物体与斜面的摩擦因素为卩，由图像可得mgxsin0一amgxcos0=E1kmgxsin0=Ep带入数据可得ymgcos0=5.5N由于物体质量未知，故无法求出摩擦因素，故A错误，B正确；下滑时的加速度为a=gsin0一卩gcos0由于斜面倾角和摩擦因素未知，故无法求出加速度，故C错误；物体下滑10m时损失的机