12.4 能源与可持续发展专项测试-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

12.4、能源与可持续发展一、选择题（共17题）1．洗衣机工作原理是利用电动机把电能转化为（）A．化学能 B．光能 C．机械能 D．核能2．生活中，作为其他各种形式能量的中转中心的能量是（）A．电能 B．风能 C．太阳能 D．化学能3．下列说法正确的是A．能量耗散表明，能量的总量并不守恒B．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的C．随着科技的发展，永动机是可以制成的D．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变4．下列说法正确的是（

）①“力”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念②“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一A．①③ B．②④C．①④ D．②③5．利用起重机匀速吊起重物，若此时起重机的功率80kW，（不计空气阻力）它表示了（）A．重物每秒钟机械能增加8×104J B．重物每秒钟动能增加8×104JC．重物的合外力每秒钟所受做功为8×104J D．起重机每秒钟有8×104J其他形式能量被损耗6．如右图是郴州市许多地方使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（

）A．光电池板是将电能转化为光能B．照明灯是将内能转化为电能C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能7．下列关于能源开发和利用的说法中，正确的是（）A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B．能量是守恒的，因此不需要节约能源C．能源利用的过程是一种形式的能向另外一种形式的能转化的过程D．无论是节约能源还是开发能源，我国都要外国支援8．关于能量耗散，下列说法正确的是（）A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了B．能量耗散表明，能量守恒定律是错误的C．能最耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但可利用的能源减少了D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性9．生态文明要求人们注重环保和节能．下列获得电能的方法不符合低碳要求的是（

）A．火力发电 B．风力发电 C．太阳能发电 D．水力发电10．关于能源和能量，下列说法中正确的是（

）A．自然界的能量是守恒的，所以地球上能源永不枯竭B．能源的利用过程中有能量耗散，这表明自然界的能量是不守恒的C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了11．一物块由O点下落，到A点时与直立于地面的轻弹簧接触，到B点时速度达到最大，到C点时速度减为零，然后被弹回。物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内，则物块（）A．从A下降到C的过程中，加速度先增大后减小B．从A下降到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒C．从C上升到B的过程中，动能先增大后减小D．从C上升到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和不断增加12．如图(a)所示，质量为2m的长木板，静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m的小铅块（可视为质点）以水平速度v0滑上木板左端，恰能滑至木板右端且与木板保持相对静止，铅块运动中所受的摩擦力始终不变。若将木板分成长度与质量均相等（即m1=m2=m）的两段1、2后紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v0由木板1的左端开始运动，如图(b)所示，则下列说法正确的是（）A．小铅块将从木板2的右端滑离木板B．小铅块滑到木板2的右端与之保持相对静止C．(a)、(b)两种过程中摩擦产生的热量相等D．(a)过程产生的摩擦热量大于(b)过程摩擦产生的热量13．如图所示,高山雪道倾角为30°，质量为m的运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速滑下，加速度为。在运动员从静止下滑到底端的过程中,下列说法正确的是（

）A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员减少的机械能为mghC．运动员获得的动能为mghD．运动员减少的机械能为mgh14．运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是A．阻力对系统始终做负功B．系统受到的合外力始终向下C．重力做功使系统的重力势能增加D．任意相等的时间内重力做的功相等15．如图所示，水平轻弹簧左端固定在竖直墙上，处于原长时右端位于O点。有一质量为m的小物块与弹簧右端在O点接触但不拴接，水平地面粗糙。现对物块施加水平向左的恒力F0，物块向左运动至最远点P点时立即撤去F0，结果物块恰好返回O点静止。已知OP=x0，重力加速度为g，则（）A．物块与水平面摩擦力因数B．物块在O点向左运动时的加速度大小为C．物块在P点时刻，弹簧的弹性势能为D．物块向左运动速度最大的位置与返回向右运动速度最大的位置不在同一点16．如图所示的容器中充满某种液体，容器底部有一竖直轻质弹簧，弹簧劲度系数为k，原长为l，质量为m的小球从液面静止开始下落，加速度为，下落H后小球与弹簧接触并压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球到达最低点。重力加速度为g，阻力恒定，则小球从开始下落至弹簧压缩量为x的整个过程中（

）A．小球机械能减少B．小球下落动能最大时距容器底高C．小球和弹簧组成的系统机械能减少D．弹簧弹性势能的最大值为17．质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是A．滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小B．滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大C．滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小D．滑块最终停在距离弹簧右端处二、填空题18．太阳能的主要利用方式是太阳电池进行______。19．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量_________。20．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达，年发电量.若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为_______kg.21．带帆的滑块质量为2kg，运动时帆所受的空气阻力与滑块的速度成正比，即f=Kv，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25．现让滑块沿倾角为的斜面由静止下滑，最大速度为1m/s．若使斜面倾角变为，由静止释放滑块，当下滑速度为1m/s时位移为0.3m，则此时滑块的加速度为___m/s2，克服空气阻力做的功为___J．取重力加速度g=10m/s2．三、综合题22．雨滴从高的屋檐自由落下，落在地上，假定损失的机械能变为内能，且有一半被雨滴吸收，求雨滴的温度升高多少？23．如图所示是上海“明珠线”某车站的设计方案．由于站台建得稍高，电车进站时要上坡，出站时要下坡．忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？24．如图所示，竖直面内光滑圆弧轨道最低点与水平面平滑连接，圆弧轨道半径为，圆弧所对圆心角为60°，水平面上点左侧光滑，右侧粗糙。一根轻弹簧放在水平面上，其左端连接在固定挡板上，右端自由伸长到点。现将质量为的物块放在水平面上，并向左压缩弹簧到位置，由静止释放物块，物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道，已知物块与段间的动摩擦因数为0.5，段的长度也为，重力加速度为，不考虑物块大小。求：(1)物块运动到圆弧轨道点时，对轨道的压力大小；(2)物块最终停下的位置离点的距离；(3)若增大弹簧的压缩量，物块由静止释放能到达与等高的高度，则压缩弹簧时，弹簧的最大弹性势能为多大。参考答案：1．C【详解】洗衣机工作原理是利用电动机把电能转化为机械能。故选C。2．A【详解】各种形式的能量无论是风能、太阳能还是化学能，都可以转化为电能，然后被利用，则电能是各种形式能量的中转中心能量。故选A。3．D【详解】A．能量耗散指的是任何其它形式的能量都有自发变为内能的倾向，其本质是有序运动最终要变为无序运动，这是由热力学第二定律所揭示的，但能量的总量依然守恒，故A错误；B．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故B错误；C．永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故C错误；D．根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变，故D正确．故选D正确．4．B【详解】“力”这个最具体的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念，①错误；“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念，②正确；“力”是牛顿留给我们的少数力学概念之一，③错误；“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一，④正确；A．①③，与结论不相符，选项A错误；B．②④，与结论相符，选项B正确；C．①④，与结论不相符，选项C错误；D．②③，与结论不相符，选项D错误；故选B.5．A【详解】功率是描述做功快慢的物理量，而功是能量转化的量度，根据可知，起重机的功率80kW，则拉力每秒钟所受做功为8×104J，而除重力外的其他力做功等于机械能增加量，所以重物每秒钟机械能增加8×104J，而动能增加量等于合外力的功，是拉力与重力做功之和，根据能量守恒，起重机每秒钟有8×104J其他形式能量转化为重物的机械能，故A正确BCD故选A。6．C【详解】这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，选项A错误；照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，选项B错误；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，磁场C正确；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，选项D错误；可得C选项正确．故选C．7．C【详解】AC、能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能；故A错误，C正确；B、能量虽然是守恒的，但是能直接利用的能源越来越少，因此需要节约能源，选项B错误；D、在能源利用上，要注意独立自主，不能单纯依赖外国；故D错误。故选C。8．C【详解】能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量总量上并未减少，但可利用的能源减少了，能量转化的宏观过程是有方向性的，故C正确，ABD错误。故选C。9．A【详解】火力发电燃烧煤，从而带来大气污染，不符合低碳要求；而风力发电、太阳能发电及水力发电均为清洁能源，不会带来污染，故A符合题意，BCD不符合题意。10．D【详解】A．自然界的能量虽然是守恒的，但是利用过程中有能量耗散，能源被利用后不能被重复使用，所以地球上能被利用的能源并不是永不枯竭。故A错误；B．能源的利用过程中有能量耗散，但是自然界的能量是守恒的。故B错误；C．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了。所以转化具有方向性。故C错误；D．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，故D正确。故选D。11．C【详解】A．从A下降到B的过程中，物块的合力向下，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，从B下降到C的过程中，重力小于空气阻力和弹力之和，物块的合力向上，随着弹力增大，合力逐渐增大，加速度增大，则加速度先减小后增大，故A错误；B．从A下降到C的过程中，空气阻力对物块做功，则机械能不守恒，故B错误；C．从C上升到B的过程中，物块受到重力、向下的空气阻力和弹簧向上的弹力，重力与空气阻力之和与弹簧的弹力大小相等的位置在CB之间，重力与空气阻力之和先小于弹簧的弹力大小，合力向上，物块加速，后重力与空气阻力之和大于弹簧的弹力大小，合力向下，物块减速，所以动能先增大后减小，故C正确；D．对于物块和弹簧组成的系统，由于空气阻力做功，所以系统的机械能减小，即物块的动能、重力势能与弹性势能之和减小，从C上升到B的过程中，物块的动能先增大后减小，则系统的重力势能与弹性势能之和先减小，后来，不能确定，故D错误。故选C。12．D【详解】AB．第一次，小铅块运动过程中，小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次，小铅块先使整个木板加速，运动到2部分上后1部分停止加速，只有2部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小铅块与2木板将更早达到速度相等，所以小铅块还没有运动到2的右端，故AB错误；CD．由于在（b）中小铅块还没有运动到2的右端，所以在木板2上相对运动的位移没有在木板上1大，所以在（b）中小铅块相对木板的位移小于在（a）中小铅块相对木板的位移，根据摩擦力乘以相对位移等于产生的热量，所以（b）产生的热量小于在木板（a）上滑行产生热量，故C错误，D正确。故选D。13．D【详解】A．由于下滑过程则人在下滑过程中受到摩擦力作用做负功，机械能不守恒，A错误；BD．由受力分析和牛顿第二定律可知可得摩擦力做的功为摩擦力做功将全部转化为内能，则机械能减少，故B错误，D正确；C．由动能定理可知故C错误。故选D。14．A【详解】试题分析：A、阻力的方向始终与人的运动的方向相反，所以阻力对系统始终做负功，故A正确．B、运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在减速下降的过程中，由牛顿第二定律可知，此时合力的方向是向上的，所以B错误．C、在下降的过程中重力做正功，由能的转化和可知此时物体的重力势能减小，所以C错误．D、由重力做的功W=mgh可知，由于人不是匀速运动的，在相等的时间内下降的高度不同，所以任意相等的时间内重力做的功不相等，故D错误．故选A．15．AC【详解】A．物块从O点到O点的过程中，根据动能定理可得解得A正确；B．物块在O点向左运动时刻，根据牛顿第二定律得结合解得加速度大小为故B错误；C．根据能量守恒知全过程满足物块在P点时刻，弹簧的弹性势能Ep，则联立解得C正确；D．物块向左运动速度最大时合力为零，则有返回向右运动速度最大合力为零，则有结合得即物块向左运动速度最大的位置与返回向右运动速度最大的位置在同一点，D错误。故选AC。16．BC【详解】A．小球动能从零到零，重力势能减少，故其机械能减少，A错误；B．在下落过程中，还未与弹簧接触时，小球受重力和水的阻力作用，根据牛顿第二定律可得解得与弹簧接触过程，当小球合力为零时，速度最大，故有解得此时弹簧的弹力故弹簧被压缩了所以此时小球距离容器底部的距离为B正确；C．整个过程中，根据能量守恒，小球和弹簧组成的系统机械能减少量等于克服水阻力做功大小，所以C正确；D．根据能量守恒，对小球分析，小球减小的机械能等于克服阻力做功以及转化为弹簧的弹性势能，故解得D错误。故选BC。17．ACD【详解】A．滑块向右运