6.3能源开发与环境保护基础巩固（Word版含答案）

6.3能源开发与环境保护基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第三册
一、选择题（共14题）
1．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（　　）
A．化学能转化为电能
B．内能转化为电能
C．化学能转化为光能
D．机械能转化为电能
2．太阳能光伏发电是一种新型清洁能源。如图所示，是装在农家屋顶上的10块多晶硅太阳能电池板，每块尺寸：长1.6m、宽1.0m。晴天时，电池板每平方米每分钟接收到的太阳辐射能约，电池板的光电转化效率约，平均每天等效日照时间，则1年可发电约（　　）
A． B． C． D．
3．质量相同的物体A、B静止在光滑的水平面上,用质量和水平速度相同的子弹a、b分别射击A、B,最终a子弹留在A物体内,b子弹穿过B,A、B速度大小分别为vA和vB,则
A．vA＞vB B．vA＜vB
C．vA=vB D．条件不足,无法判定
4．如图所示，固定的粗糙斜面AB的倾角为37°，一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（　　）
A．物块沿斜面下滑时机械能减少，沿斜面上滑时机械能增加
B．物块下滑时，动能与势能相等的位置在AB中点下方
C．Q点到B点距离为3m
D．物块从开始释放到最终静止经过的总路程为18m
5．已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小。已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　）
A．0~t1内，传送带对物块做正功
B．物块与传送带间的动摩擦因数为μ，
C．0~t2内，传送带对物块做功为（）
D．系统产生的热量一定比物块动能的减少量大
6．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（　　）
A．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
B．返回舱运动到图中B点时受到大气的作用力大于重力
C．返回舱“打水漂”的过程机械能守恒
D．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
7．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
8．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
9．下列关于能量转化现象的说法，正确的是（　　）
A．用太阳灶烧水是太阳能转化为电能
B．电灯发光是电能转化为光能和内能
C．核电站发电是电能转化为内能
D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能
10．竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为的钢板连接，钢板静止在点。现将一个质量也为的物块放到钢板上，使其缓慢往下运动后到达最低点后放手，物块第一次上升到最高点时钢板恰好向下经过位置。已知间的距离为，重力加速度为，则弹簧最大的弹性势能和钢板第一次经过点时的速度大小分别为（　　）
A．； B．；
C．； D．；
11．如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是（　　）
A．水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s
B．在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J
C．水泵输出的功率340W
D．水泵在1h内消耗的电能
12．大约在东汉时期，我国就发明了用来灌溉农田的水车，它体现了中华民族辉煌的创造力。如图，水车外形酷似古式车轮，轮幅直径大的20m左右，小的也在10m左右，周边装有盛水的容器（一般用竹简做成），在流水的冲力作用下，水车匀速转动将装满水的竹筒送到最高处，并将水全部倒入水槽中。现有一架水车，周边装有60个均匀分布的竹筒，每个竹筒能装m=1kg水，河水的流速为v=0.5m/s，假设水车能获得60%的流水速度匀速转动，则可知水车的功率约为（　　）
A．10W B．30W C．60W D．100W
13．据外媒报道，瑞士的一家采石场正在运营着--辆自重45吨的自卸式电动卡车，令人惊讶的是，该卡车从来不需要充电。关于此报道，下列说法正确的是（　　）
A．这辆卡车的工作应该是满载下山，卸货后空载上山
B．这辆卡车的工作应该是空载下山，装货后满载上山
C．这违反了能量守恒定律，一定是假新闻
D．这辆卡车一定有燃油发动机提供额外动力
14．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（　　）
A．物体和弹簧刚接触时，物体的动能最大
B．在弹簧被压缩到最低点时，物体处于平衡状态
C．在物体向下压缩弹簧的过程，物体的加速度不断增大
D．在物体向下压缩弹簀的过程，物体的动能与弹簧弹性势能之和不断增加
二、填空题（共4题）
15．我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。
(1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的___________入海口。
(2)图中，a、b是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门（图a），水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电（图b）。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）___________。
A．2.6×104kW B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW
16．如图，一小球A从某高处由静止开始下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中小球具有的能量及其变化情况如下表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。
所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能E1 下落到地面时的机械能E2 下落到地面时的重力势能Ep 下落过程中重力势能变化量 Ep 下落到地面时的动能Ek
四楼地面 ___________ -2.5J ___________ ___________ 8J
一楼地面 9J ___________ 0 -9J
17．绳长L=0.1m．小球和水平面接触但无相互作用，球两侧等距处放有固定挡板M、N，MN=L0=2m．现有一质量也为m=0.01kg的小物体B靠在M挡板处，它与水平面间的摩擦因数μ=0.25．物体与小球连线垂直于挡板M、N和绳．现物体B以初速v=10m/s从挡板M处向小球A运动．物体与小球碰撞时速度变为零，小球获得物体碰前的速度，物体与挡板碰撞将以相同速率反弹回来．物体和小球均可看成质点，那么物体和小球第一次碰撞后瞬间，细绳对小球的拉力为________N；物体从开始运动至最后停止的过程中，小球共转了_______个整圈．（g=10m/s2）
18．某同学利用如图1所示的装置测量弹簧的弹性势能和可看成质点的物块与桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下
①用重锤确定物块运动到桌边时投影到地面的位置O
②将轻弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上；
③推动物块，把弹簧压缩到P点，由静止释放物块，测出物块落地点与O点间的水平距离x；
④通过在物块上增减砝码来改变物块的质量，重复步骤③的操作
⑤根据得到的一系列的物块质量m与水平距离x的值，作出的图线如图2所示．
已知重力加速度g，回答下列问题：
（1）为达到实验目的，除已经测出的物块的质量m和物块落地点与O点的水平距离x，还需要测量__________
A．弹簧的原长
B．弹簧压缩后物块到桌面右边眼的距离L
C．桌面到地面的高度H
D．弹簧压缩前物块到周末右边沿的距离
（2）根据图2可知弹簧被压缩到P点时弹性势能为_________，物块与桌面间的动摩擦因数为________．（用图像中的a、b和（1）中所选物理量的符号表示结果）
三、综合题（共4题）
19．一根轻质细绳绕过轻质定滑轮，右边穿上质量M=3kg的物块A，左边穿过长L=2m的固定细管后下端系着质量m=1kg的小物块B，物块B距细管下端h=0.4m处，已知物块B通过细管时与管内壁间的滑动摩擦力F1=10N，当绳中拉力超过F2=18N时物块A与绳之间就会出现相对滑动，且绳与A间的摩擦力恒为18N．开始时A、B均静止，绳处于拉直状态，同时释放A和B．不计滑轮与轴之间的摩擦，g取10m/s2．求：
（1）刚释放A、B时绳中的拉力；
（2）B在管中上升的高度及B上升过程中A、B组成的系统损失的机械能；
（3）若其他条件不变，增大A的质量，试通过计算说明B能否穿越细管．
20．运动员把质量500g的足球踢出后，上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。不计空气阻力，以最高点为零势能面，g取10m/s2．求：
（1）足球踢出时的重力势能；
（2）足球从最高点落到地面的时间；
（3）运动员踢球时对足球所做的功。
21．10只相同的轮子并排水平排列，圆心分别为O1、O2、O3…O10，已知O1O10＝3.6m，水平转轴通过圆心，轮子均绕轴以n＝的转速顺时针转动．现将一根长0.8m、质量为2.0kg的匀质木板平放在这些轮子的左侧，木板左端恰好与O1竖直对齐（如图所示），木板与轮子间的动摩擦因数为0.16，不计轴与轮间的摩擦，g取10m/s2．求：
（1）木板在轮子上水平移动的总时间；
（2）轮子由于传送木板所多消耗的能量．
22．如图所示，在大型超市的仓库中，要利用皮带运输机将货物由平台D运送到平台C上，为了便于运输，仓储员在平台D与皮带问放了一个光滑圆弧轨道ab，轨道半径为R=0.8m，轨道末端切线水平且与皮带平滑连接，货物经b点时仅改变速度的方向，不改变速度的大小。已知b与平台C的竖直高度h=3m，皮带和水平面间的夹角为，皮带和货物间的动摩擦因数=0.75。运输机的皮带以v0=2m/s的速度顺时针匀速运动（皮带和轮子之间不打滑）、仓储员将质量m=100kg的货物从轨道上的a点由静止释放。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）货物运动到轨道最低点b时对轨道的压力大小：
（2）货物从b运送至平台C的过程中，货物与皮带之间因摩擦产生的热量：
（3）皮带将货物从b运送至平台C的过程中，带动皮带的电动机需要多消耗多少电能。
参考答案
1．D
2．B
3．A
4．B
5．D
6．B
7．C
8．C
9．B
10．B
11．B
12．C
13．A
14．D
15．钱塘江 B
16．-1.5J -10.5J -9J 8J
17．9.6 10
18．BC
19．（1）15N；（2）hB=1m，EAB=64J；（3）当mA≥9kg时，B在圆管中上升的最大高度为1.6m，所以不能穿出圆管．
20．（1）﹣50J；（2）s；（3）150J
21.（1）2.5s（2）5.12J
22．（1）3000N；（2）100J；（3）2500J