6.3能源开发与环境保护 课时提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word含答案）

6.3能源开发与环境保护 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，足球被踢出后在空中依次经过a、b、c三点的运动轨迹示意图，b为最高点，a、c两点等高。则足球（　　）
A．从a运动到b的时间大于从b运动到c的 B．在b点的加速度方向竖直向下
C．在a点的机械能比在b点的大 D．在a点的动能与在c点的相等
2．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（　　）
A．细线剪断瞬间，B对A的压力大小为30N
B．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
C．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
D．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
3．如图所示，一辆汽车从凸桥上的A点匀速率运动到等高的B点，以下说法中正确的是（ ）
A．汽车所受的合外力做功不为零
B．汽车在运动过程中所受合外力为零
C．牵引力对汽车做的功等于汽车克服阻力做的功
D．由于车速不变，所以汽车从A到B过程中机械能不变
4．如图所示为一种测定运动员体能的装置，运动员的质量为m1，绳的一端拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），绳的下端悬挂一个质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动，下面说法中正确的是（　　）
A．绳子拉力对人做正功
B．人对传送带做负功
C．运动时间t后，运动员的体能消耗约为m2gvt
D．运动时间t后，运动员的体能消耗约为（m1+m2）gvt
5．图甲为一种大型抛石机，将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物，发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出，可简化为图乙所示。将一质量m=80kg的可视为质点的石块装在长L=m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成=。松开后，长臂转至竖直位置时，石块在轨迹最高点被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与Ｏ点的水平距离s=120m。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．石块水平抛出时的初速度为50m/s
B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量
C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.6×105J
D．石块圆周运动至最高点时，重力的瞬时功率为3600W
6．某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则（　　）
A．水瓶落回地面时动能大小为mgH
B．上升过程中水瓶的机械能减少了
C．上升过程中水瓶的动能改变量为
D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率等于下落过程重力的平均功率
7．如图所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以不变的速率运行。将质量为的物体（可视为质点）轻轻放在传送带左端，经时间后，的速度变为，再经过时间后，到达传送带右端，则整个过程（　　）
A．物体由传送带左端到右端的平均速度为
B．传送带对物体做的功为
C．放上物块后，电动机多消耗的电能为
D．传送带与物体间摩擦而产生热量为
8．某地区的风速是10m/s，空气的密度为1.3kg/m3，若使风力发电机的转动的风通过截面积为400m2，且风能的20%可转化为电能，则发电功率是（　　）
A．5.2×104W B．1.04×105W C．2.6×105W D．5.2×105W
9．如图所示，一个质量为的物体（可视为质点），由斜面底端的点以某一初速度冲上倾角为的固定斜面做匀减速直线运动，减速运动的加速度大小为，物体沿斜面上升的最大高度为，在此过程中（ ）
A．物体所受阻力为
B．物体动能的变化量大小为
C．物体机械能的损失了
D．物体再次返回点时的动能是
10．一物体仅在重力和力F的作用下运动，一段时间后其动能增加了10J，机械能减小了5J。则在这一过程中（ ）
A．各力对该物体做的总功为 B．力F对该物体做的功为
C．重力对该物体做功为 D．不能确定各力做功的情况
11．如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2）（　　）
A．8m B．9m C．10m D．11m
12．如图，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块（视为质点）从A点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。AC两点间距离为L，物块与水平面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧和物块组成的系统机械能守恒
B．物块克服摩擦力做的功为μmgL
C．弹簧的弹性势能增加量为mv02
D．物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和
13．如图甲所示，一小木块以某一初速度冲上倾角为且足够长的固定斜面。若以斜面底端为位移初始点，乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移x变化关系图像。忽略空气阻力的影响，选底面处为重力零势能面，重力加速度，，，则下列判断正确的是（　　）
A．小木块重力势能最大为30J
B．小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为20J
C．小木块的质量为1kg
D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
14．如图a所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行，现将一质量m=1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示，取沿传送带向上为正方向，，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则下列说法正确的是（　　）
A．物体与传送带间的动摩擦因数为0.875
B．0~8s内物体机械能的增量为90J
C．0~8s内物体与传送带由于摩擦产生的热量为120J
D．0~8s内传送带因传送小物体致使电动机多消耗的能量为216J
二、解答题
15．如图所示，光滑固定坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点，此时弹簧处于自然长度．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g。
（1）求弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；
（2）当弹簧的最大压缩量为d时，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少。
参考答案
1．C
【详解】
A．足球被踢出后，对足球受力分析，足球受到重力和空气阻力，当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下，b运动到c的空气阻力向上，故a运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于b运动到c过程中的加速度，a、c两点等高，故从a运动到b的时间小于从b运动到c的，A错误；
B．在b点，足球运动方向向右，空气阻力水平向左，故此刻足球的加速度斜向下，B错误；
C．由于过程中空气阻力做负功，机械能减少，故在a点的机械能比在b点的大，C正确；
D．从a运动到c过程中机械能减少，a、c两点等高重力势能相同，a点的动能比在c点时大，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力
剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度
隔离对B分析有
解得
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；
B．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。
3．C
【详解】
A．根据动能定理得：汽车由A匀速率运动到B的过程中动能变化为0，所以合外力对汽车不做功，A错误；
B．汽车在运动过程中做圆周运动，有向心加速度，合外力不为零，B错误；
C．由于AB等高，重力做功为零，牵引力对汽车做的功等于汽车克服阻力做的功，故C 正确；
D．由于车速不变，所以汽车从A到B过程中机械能先增加后减小，AB两点的机械能相同，D错误；
故选C。
4．C
【详解】
A．人的重心不动知人处于平衡状态，人没有位移，所以绳子拉力对人不做功，故A错误；
B．人对传送带的作用力向右，传送带对地的位移也向右，则人对传送带做正功，故B错误；
CD．人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于m2g，人对传送带做功的功率为m2gv，运动时间t后，运动员的体能消耗约为m2gvt，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．石块平抛运动的高度
根据得
故石块水平抛出时的初速度
故A错误；
B．转动过程中，重物的动能也在增加，因此根据能量守恒定律可知，重物重力势能的减少量不等于石块机械能的增加量，故B错误；
C．块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功
故C正确；
D．石块做圆周运动至最高点时，速度方向水平向右，与重力方向垂直，则此时重力的功率为0，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
C．上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用，故有
解得
上升过程中，根据动能定理可得
解得上升过程中水瓶的动能改变量
选项C正确；
A．水瓶落回地面过程由于要克服阻力做功，机械能不守恒，所以落回地面时动能大小要小于mgH，选项A错误；
B．上升过程中克服阻力做功，等于机械能减小量，则
选项B错误；
D．水瓶上升过程克服重力做功和下落过程重力做功相同，但时间不同，所以上升过程克服重力做功的平均功率不等于下落过程重力的平均功率，选项D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．物体A由传送带左端到右端的平均速度
故A错误；
B．物体从静止释放后经时间t速度变为v，对此过程，应用动能定理可得：传送带对物体A做的功
故B错误。
C．物体从静止释放后经时间t速度变为v，此过程物体通过距离
传送带通过距离
x2=vt
则摩擦力对物体做的功
传送带克服物体A对它的摩擦力所做的功
W克=fx2
解得
W克＝2Wf＝mv2
故C正确。
D．传送带与物体间摩擦而产生热量
故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
在时间t内，通过发电机的风质量为
风能为
电功率为
解得
故选A。
9．D
【详解】
根据受力分析，再依据牛二定律，故，故A错误；根据动能定理得：物体动能的变化量，即动能损失了，物体的重力势能增加了，动能损失了，物体的动能与重力势能之和等于机械能，所以物体的机械能减小，故BC错误．依据动能定理，则，故，故D正确．故选D．
点睛：本题根据几对功能关系进行分析即可：重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功．
10．B
【详解】
A．根据动能定理可知，各力对该物体做的总功等于动能的增加10J，故A错误；
B．根据功能原理可知，力F对该物体做的功等于物体机械能的变化量，为-5J，故B正确；
CD．根据总功的计算式
W总=WF+WG
得重力对该物体做功为
WG=W总-WF=10J-（-5J）=15J
故CD错误。
故选B。
11．B
【详解】
设轨道最低点所在水平面为零势能面，小球到达C点时，刚好没有压力，由牛顿第二定律可得
从开始下滑到通过C点，根据动能定理有
解得
根据小球机械能变化与摩擦力做功的关系可知，此过程小球机械能减少，即
之后小球下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度小于上升速度，因此对轨道压力变小，所受摩擦力变小，摩擦力做功大小小于，所以下滑到底端时机械能满足
所以进入光滑弧形轨道BD，到达高度满足
解得
故选B。
12．BD
【详解】
A．物块与水平面间动摩擦因数为，由于摩擦力做功机械能减小，故A错误；
B．物体在该过程中克服摩擦力做功为
故B正确；
C．由能量守恒可知物块由A点运动到C点的过程弹簧的弹性势能增加量为
故C错误；
D．在此过程物体的动能转换为弹性势能和摩擦产生的热量，根据能量守恒定律可得
即物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和，故D正确。
故选BD。
13．ABC
【详解】
AB．小木块从顶端到底端有
又
解得
即小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中，系统产生的内能为20J，AB正确；
C．由题意可知，重力做功大小为
又
可得
C正确；
D．根据题意可得，克服摩擦力做功大小为
代入数据解得
D错误。
故选ABC。
14．ABD
【详解】
A．根据v-t图像的斜率表示加速度，可得，物体相对传送带滑动时的加速度大小为
由牛顿第二定律得
解得
故A错误；
B．0~8s内物体位移为
物体被送上的高度为
重力势能的增量为
动能增量为
机械能增加为
故B正确；
CD．0-8s内只有前6s内物体与传送带发生相对滑动。0-6s内传送带运动距离为
0-6s内物体位移为
产生的热量为
则0 8 s内因放上物体，传送带电动机多消耗的电能为
故C错误，D正确。
故选ABD。
15． (1)；(2)
【详解】
(1) 物体滑到O点时的速度大小为，由机械能守恒定律得
解得
v＝
在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为
由能量守恒定律得
以上各式联立得
(2)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为
由能量守恒定律得
所以物块A能够上升的最大高度为