2021高一物理-4.6-能源的開發(fā)與利用-每課一練1(教科版必修2)

4.6能源的開發(fā)與利用1．能量既不會憑空________，也不會憑空________，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體________到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量__________，這個規(guī)律稱為能量守恒定律．2．能源是指能夠供應(yīng)某種形式能量的____________．人類利用的能源最初有____________、________、________、________等．人類對能源的利用經(jīng)受了三個時期：________時期、________時期、________時期．3．煤、石油、自然?氣等化石燃料使用后不能再次生成，也不行重復(fù)使用，所以稱為____________能源．并且化石燃料的使用會造成嚴(yán)峻的環(huán)境污染，因此我們應(yīng)____________、樂觀開發(fā)和利用____________．【概念規(guī)律練】學(xué)問點(diǎn)一能量守恒定律1．關(guān)于能量守恒定律，下列說法錯誤的是()A．能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體B．能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化C．一個物體能量增加了，必定伴隨著別的物體能量削減D．能量守恒定律說明白能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消逝2．下列說法正確的是()A．隨著科技的進(jìn)展，永動機(jī)是可以制成的B．太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違反了能量守恒定律，因而是不行能的D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能始終走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生3．歷史上曾有很多人試圖制造一種機(jī)器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對外做功，或者消耗少量能量而做大量的功．如圖1所示為一種永動機(jī)的設(shè)計(jì)模型．人們把這種設(shè)想中的不消耗能量的機(jī)器叫做第一類永動機(jī)．這樣的機(jī)器能制造出來嗎？請你談?wù)勀愕目捶ǎ畧D1學(xué)問點(diǎn)二能量轉(zhuǎn)化問題分析4．指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移狀況．(1)植物的光合作用．(2)雨天時發(fā)生雷電．(3)人在跑步時，身體發(fā)熱．(4)手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電使燈泡發(fā)光．(5)風(fēng)吹動帆船前進(jìn)．5．一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出．關(guān)于這一過程，下列說法正確的是()A．子彈削減的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C．子彈削減的機(jī)械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和D．子彈削減的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和【方法技巧練】一、利用能量守恒定律解題的方法6.圖2如圖2所示，質(zhì)量為m，速度為v0的子彈，水平勻速飛行，擊中前方懸掛于長為L的輕繩下端的木塊(質(zhì)量為M)；子彈未能穿出木塊，使懸繩偏離豎直方向的最大偏角為θ，則子彈擊中木塊后產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？7．水從20m高處落下，假如水的重力勢能的20%用來使水的溫度上升溫度將上升多少？(g取10m/s二、用功能關(guān)系分析能量的轉(zhuǎn)化8．如圖3所示，圖3質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度由底端沖上傾角為30°的固定斜面，上升的最大高度為h，其加速度大小為eq\f(3,4)g.在這個過程中，物體()A．重力勢能增加了mgh B．動能損失了mghC．動能損失了eq\f(3mgh,2) D．機(jī)械能損失了mgh1．關(guān)于功和能，下列說法中正確的是()A．功和能的單位相同，物理意義也相同B．物體未對外做功，這個物體就不具有能量C．物體對外做功多，這個物體具有的能量就多D．功和能不能相互轉(zhuǎn)化，是不同的兩個物理量2．有關(guān)功和能，下列說法正確的是()A．力對物體做了多少功，物體就具有多少能B．物體具有多少能，就確定能做多少功C．物體做了多少功，就有多少能量消逝D．能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少3．下列關(guān)于對能量守恒定律的生疏，正確的是()A．某種形式的能削減，確定存在其他形式的能增加B．某個物體的能削減，必定有其他物體的能增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器——永動機(jī)不行能制成D．石子從空中落下，最終停止在地面上，說明機(jī)械能消逝了4．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度．他的方法是：關(guān)好房間的門窗然后打開冰箱的全部門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將()A．漸漸有所上升B．保持不變C．開機(jī)時降低，停機(jī)時又上升D．開機(jī)時上升，停機(jī)時降低5．行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最終停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出光明的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流．上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量6.圖4一質(zhì)量均勻且不行伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖4所示．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索AB的重心位置()A．漸漸上升 B．漸漸降低C．先降低后上升 D．始終不變7．如圖5所示，圖5輕質(zhì)彈簧長為L，豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開頭下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x.在下落過程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時具有的彈性勢能為()A．(mg－F阻)(H－L＋x)B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)8．如圖6所示，圖6在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱，使其由水面開頭加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法正確的有()A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量9.圖7如圖7所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，以地面為參照物，A、B都向前移動一段距離．在此過程中()A．外力F做的功等于A和B動能的增量B．B對A的摩擦力所做的功，等于A的動能增量C．A對B的摩擦力所做的功，等于B對A的摩擦力所做的功D．外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和10．如圖8所示，圖8跳水運(yùn)動員最終踏板的過程可以簡化為下述模型：運(yùn)動員從高處落處處于自然狀態(tài)的跳板(A位置)上，隨跳板一同向下運(yùn)動到最低點(diǎn)(B位置)，對于運(yùn)動員從開頭與跳板接觸到運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程，下列說法中正確的是()A．運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)時，其所受外力的合力為零B．在這個過程中，運(yùn)動員的動能始終在減小C．在這個過程中，跳板的彈性勢能始終在增加D．在這個過程中，運(yùn)動員所受重力對他做的功小于跳板的作用力對他做的功11．水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動，圖9一質(zhì)量為m的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖9所示，在小木塊與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()A．mv2 B．2mv2C.eq\f(1,4)mv2 D.eq\f(1,2)mv2題號1234567891011答案12.圖10如圖10所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M的長木塊以確定的初速度向右勻速運(yùn)動，將質(zhì)量為m的小鐵塊無初速度地輕放到木塊右端．小鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小鐵塊在木塊上相對木塊滑動L時與木塊保持相對靜止，此時長木塊對地位移為l.求這個過程中：(1)小鐵塊增加的動能；(2)木塊削減的動能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的削減量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量．第6節(jié)能源的開發(fā)與利用課前預(yù)習(xí)練1．產(chǎn)生消逝轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移保持不變2．物質(zhì)資源人的體能畜力風(fēng)力水力柴草煤炭石油3．非再生節(jié)省能源新能源課堂探究練1．A[能量可以在不同物體之間轉(zhuǎn)移也可以轉(zhuǎn)化，但能的總量保持不變．]2．C[永動機(jī)是指不消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，歷史上曾毀滅過各式各樣的所謂永動機(jī)的制造，結(jié)果都以失敗告終，緣由就是違反了能量守恒定律．人類只能發(fā)覺規(guī)律、利用規(guī)律．違反規(guī)律行事，即使以后科技再發(fā)達(dá)，也要受自然規(guī)律的制約，所以永動機(jī)是永久不行能制成的，A錯．太陽輻射大量的能量，地球只吸取了微小的一部分，就形成了風(fēng)云雨雪，使萬物生長，但輻射到星際空間的能量也沒有消逝，確定是轉(zhuǎn)化成了別的能量，B錯．馬和其他動物，包括人要運(yùn)動，必需消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能，C對．所謂“全自動”手表其內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)扮裝置的，一般是一個擺錘，當(dāng)人戴著手表活動時，使擺錘不停搖擺，給游絲彈簧補(bǔ)充能量，才會維持手表的走動，D錯．]3．永動機(jī)是不行能制成的，由于它違反了能量守恒定律，機(jī)器只能轉(zhuǎn)化能量，不能制造和毀滅能量．試驗(yàn)和事實(shí)證明，一切永動機(jī)的設(shè)想和制造都以失敗而告終．4．見解析解析(1)植物利用太陽光進(jìn)行化學(xué)合成，應(yīng)是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；(2)發(fā)生雷電時，發(fā)出震耳欲聾的響聲、刺眼的強(qiáng)光和放出熱量，應(yīng)是電能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷?、光能和?nèi)能；(3)人跑步時身體發(fā)熱，是身體猛烈運(yùn)動時，加速人體內(nèi)新陳代謝的生理機(jī)能，應(yīng)是人體內(nèi)儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(4)發(fā)電機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為電能，電能使燈泡發(fā)光，應(yīng)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(5)空氣的流淌形成風(fēng)，風(fēng)具有機(jī)械能，帆船前進(jìn)具有的仍是機(jī)械能，應(yīng)是風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移給帆船，是機(jī)械能的轉(zhuǎn)移．點(diǎn)評(1)一種形式的能量削減時，確定有另外形式的能量增加，一個物體的能量削減時，確定有其他物體的能量增加，不管能量如何轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，能量的總和保持不變．(2)物體間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移時，能量的形式不變；而發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化時，能量的形式要發(fā)生轉(zhuǎn)變，在確定能量轉(zhuǎn)化的方向時，可以從消耗什么能，得到什么能進(jìn)行比較來確定．5．BD[由能量守恒定律可知對子彈來講，削減的機(jī)械能一是用于增加木塊動能，二是用于增加木塊和子彈的內(nèi)能，D對．對子彈和木塊來講削減的機(jī)械能只用來增加它們的內(nèi)能，B對，A、C錯．]6.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－(M＋m)gL(1－cosθ)解析取子彈與木塊組成的系統(tǒng)為爭辯對象，規(guī)定開頭時M位置的勢能為零，子彈擊中木塊前系統(tǒng)的機(jī)械能E1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，擊中木塊后偏角最大時，M速度為零，系統(tǒng)的機(jī)械能為E2＝(M＋m)gL(1－cosθ)由能量守恒定律可知E內(nèi)＝E1－E2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－(M＋m)gL(1－cosθ)．7．9.5×10－3解析質(zhì)量為m的水從高h(yuǎn)處落下，使水的溫度上升了Δt，水的比熱容為c，由能量守恒定律有：mgh×20%＝cmΔt，代入數(shù)據(jù)，解得Δt＝9.5×10－3方法總結(jié)用能量守恒定律解題的一般步驟(1)首先分析系統(tǒng)的能量，弄清哪種形式的能量在增加，哪種形式的能量在削減．(2)分別列出削減的能量和增加的能量．(3)依據(jù)能量守恒定律列方程ΔE減＝ΔE增求解．8．AC[物體重力勢能的增加量等于克服重力做的功，A正確；合力做的功等于動能的削減量ΔEk＝max＝maeq\f(h,sin30°)＝eq\f(3,2)mgh，B錯誤，C正確；機(jī)械能的損失量等于克服摩擦力做的功，因mgsin30°＋f＝ma，所以f＝eq\f(1,4)mg，故克服摩擦力做的功為fx＝eq\f(1,4)mg·2h＝eq\f(1,2)mgh，D項(xiàng)錯誤．]方法總結(jié)做功引起能量的轉(zhuǎn)化，并且功是能量轉(zhuǎn)化的量度．常見的功能關(guān)系列表如下：功能量變化重力做功重力勢能變化彈力做功彈性勢能變化合外力做功動能變化重力(彈力)以外的其他力做功機(jī)械能變化一對滑動摩擦力做功內(nèi)能變化課后鞏固練1．D2.D3.ABC4．A[壓縮機(jī)電機(jī)有電流流過，會產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒有能量交換，所以房內(nèi)溫度會上升，A正確．]5．AD[四個現(xiàn)象中物體運(yùn)動過程中都受到阻力，汽車主要是制動阻力，流星、降落傘是空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A對；四個物體運(yùn)動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，D對．]點(diǎn)撥本題考查綜合分析力氣，從若干不同的現(xiàn)象中分析找出相同的規(guī)律，正確分析理解四種現(xiàn)象中的能量及能量間的相互轉(zhuǎn)化是解決問題的關(guān)鍵．6．A[當(dāng)用力將繩上某點(diǎn)C拉到D時，外力在不斷做功，而物體的動能不增加．因此外力做的功必定轉(zhuǎn)化為物體的重力勢能．重力勢能增加了，則說明物體的重心上升了，外力不斷地做功，重心就會不斷地上升，正確選項(xiàng)為A.]7．A[設(shè)物體克服彈力做功為W彈，則對物體應(yīng)用動能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W彈＝ΔEk＝0，所以，W彈＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即為彈簧在最短時具有的彈性勢能．]8．BCD[木箱運(yùn)動過程中，有力F、重力、阻力三個力對木箱做功，合力做功打算著物體動能的轉(zhuǎn)變量，C正確；重力做功打算著重力勢能的轉(zhuǎn)變量，B正確，A錯誤；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的轉(zhuǎn)變量，D正確．]9．BD[A物體所受的合外力等于B對A的摩擦力，對A物體運(yùn)用動能定理，則有B對A的摩擦力所做的功等于A的動能增量，即B對．A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動，A、B對地的位移不等，故二者做功不等，C錯．對B應(yīng)用動能定理，WF－Wf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋Wf就是外力F對B做的功，等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對．由上述爭辯知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對A的摩擦力所做的功)不等，故A錯．]10．CD[運(yùn)動員與跳板接觸至F彈＝mg的過程中，做加速度減小的加速運(yùn)動，之后F彈>mg，運(yùn)動員開頭減速，到最低點(diǎn)時速度減為零，此時運(yùn)動員受向上的合外力，選項(xiàng)A錯誤；該過程運(yùn)動員動能先增大后減小，選項(xiàng)B錯誤；在最低點(diǎn)，跳板形變量最大，彈性勢能最大，