2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册5.2能源的利用方式课后练（Word版含解析）

能源的利用方式
一、单选题
1．如图所示，甲、乙两金属球完全相同，若将两球从相同的初温加热到相同的末温，且不计悬线和支持面的吸热，依据能量守恒的观点可判断（　　）
A．甲球吸热较多 B．乙球吸热较多
C．两球吸热一样多 D．无法比较哪只球吸热较多
2．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图所示。韩晓鹏在此过程中（　　）
A．动能增加了 B．重力势能减小了
C．内能增加了 D．机械能减小了
3．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，上述不同现象中所包含的相同的物理过程是（　　）
A．物体机械能守恒
B．物体的动能转化为其它形式的能量
C．物体的势能转化为其它形式的能量
D．物体的机械能转化为其它形式的能量
4．关于功和能，下列说法正确的是（　　）
A．功就是能，功可以转化为能 B．做功越多，物体的能越大
C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D．功是矢量，所以有正负
5．潮汐能是海水周期性涨落运动中所具有的能量，是一种可再生能源。现建立一个简化模型，某发电站大坝内储水水库的有效面积为，涨潮时，当大坝外侧海平面高度为时（以海水流入前的水库水面为参考系），打开大坝下面通道的闸门海水流入，此过程中通道处的水轮机利用水流的动能发电，直至大坝内外水面等高，关闭闸门。等到完全退潮后，开闸放水，再次发电，直至大坝内外水面再次相同，关闭闸门，等待下一次涨潮发电（此时的水库水面高度即为涨潮前的水库水面高度）。由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，潮水一天涨落两次，海水的势能有25%转化为电能，则这个发电站一天的发电量约为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是（　　）
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
7．某地有一风力发电机，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向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内空气动能的10%转化为电能，若该风力发电机的发电功率约为1.63×104W，则该地区的风速约为（　　）
A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．4m/s
8．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（　　）
A．物体的机械能和内能都不变
B．物体的机械能减少，内能不变
C．物体的机械能增加，内能增加
D．物体的机械能减少，内能增加
二、多选题
9．2022年2月18日，我国选手谷爱凌荣获北京冬奥会女子滑雪U型槽项目的冠军。如图所示，型槽可简化成由、两个相同的四分之一圆弧与水平雪道组成，与圆弧雪道相切。质量为的谷爱凌（可视为质点）从点自由下落，由左侧点进入型槽中，从右侧点自由飞出后上升至点。其中，，圆弧半径。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）
A．谷爱凌运动到点的速度为
B．谷爱凌首次运动到点时，对点的压力为
C．谷爱凌由到过程损耗的机械能比到过程的大
D．谷爱凌第二次离开型槽后，最高能够到达相对于点的位置
10．如图所示，光滑斜面体ABC固定在水平面上，底角θ=37°，顶角∠B=90°，物块a和长木板b分别放在斜面BC和AB上，细线绕过固定在斜面顶点的轻质光滑定滑轮，两端分别与物块a和长木板b相连，将物块a锁定，滑轮两侧的细线分别与两侧的斜面平行，长木板b的质量为m，物块a质量为2m，解除物块a的锁定，同时将质量为0.5m的物块c轻放在长木板的上端，物块c始终保持静止，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列判断正确的是（　　）
A．物块c与长木板b间的动摩擦因数为0.6
B．物块a运动的加速度为
C．物块a机械能的减小量大于长木板b机械能的增加量
D．物块a机械能的减小量等于长木板b机械能的增加量
11．如图所示，轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点，另一端固定在一个小物块上。小物块从位置（此位置弹簧伸长量为零）由静止开始运动，运动到最低点位置，然后在弹力作用下上升运动到最高点位置（图中未标出）。在此两过程中，下列判断正确的是（　　）
A．下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒
B．下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小
C．下滑过程弹簧和小物块组成的系统机械能减小量比上升过程机械能减小量大
D．下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高
12．下列过程中，可能实现的是（　　）
A．水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能
B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高
C．利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能转化为机械能
D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来
三、填空题
13．如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，与薄板剧烈摩擦，将________能转化为内能，使钻头附近的金属迅速升温熔化，从而钻出一个孔。这是通过________的方式改变了物体的内能。
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
温度升高，球的体积变大，甲球膨胀后重心下降，重力对甲球做正功，重力势能减少，乙球膨胀后重心上升，重力对乙球做负功，重力势能增加，根据能量守恒可知，乙球吸收的热量大于甲球吸收的热量，B正确，ACD错误；
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．根据动能定理可得动能增加了
A错误；
B．重力势能的变化用重力做功衡量，则有
故重力势能减小了，B错误；
CD．除重力外，其他做功用来衡量机械能的变化，则有
可知机械能减小了，减少的机械能变成了内能，即内能增加了，C错误，D正确；
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
行驶中的汽车具有动能，克服摩擦力做功将动能转化为内能；通过克服空气阻力做功，流星的机械能转化为内能；降落伞通过克服空气阻力做功，机械能转化为内能；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，机械能转化为电能，故包含的相同的物理过程是物体的机械能转化为其它形式的能量。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．功是能量转化的量度，不是同一个概念，故A错误；
B．做功越多，物体能量转化越多，不是物体的能量越多，故B错误；
C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多，故C正确；
D．功是标量，正负号表示能量的增减，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
根据题意可得电能为
故日发电量约为，ABD错误，C正确。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功，故A错误；
B．要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮自己提供，故B错误；
C．转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故C错误；
D．根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
设风速为v，则在时间t内吹到叶片上的空气的质量
m=vtSρ=vtπr2ρ
则
解得
带入数据解得
v≈6m/s
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。
故选D。
9．AC
【解析】
【详解】
A．谷爱凌从点自由下落到点过程，则有
解得谷爱凌运动到点的速度为
A正确；
B．谷爱凌从点自由下落到第一次到点过程，根据动能定理可得
谷爱凌经过点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知谷爱凌首次运动到点时，对点的压力小于，B错误；
C．谷爱凌从到的过程，由于轨道存在摩擦，谷爱凌在运动过程中克服摩擦力做功，机械能越来越小，在左右圆弧轨道对称的同高度位置重力势能相同，左侧的动能大于右侧的动能，故左侧运动时需要提供较大的向心力，轨道支持力较大，比较左右圆弧轨道对称的同高度位置，左侧的运动时受到的摩擦力也较大，故从到过程中克服摩擦力做的功比从到过程中克服摩擦力做的功多，可知谷爱凌由到过程损耗的机械能比到过程的大，C正确；
D．设谷爱凌第一次经过型槽过程，克服摩擦力做功为，根据动能定理可得
解得
谷爱凌第二次经过型槽过程，克服摩擦力做功为，由于第二次经过型槽的平均速率小于第一次经过型槽的平均速率，可知
假设谷爱凌第二次离开型槽后，最高能够到达相对于点的位置，根据动能定理可得
联立解得
D错误；
故选AC。
10．BC
【解析】
【详解】
A．假设a、b、c都静止，根据平衡条件对a分析可得，绳子的拉力为
对b、c整体分析可得，绳子拉力为
由此可知物块a会沿斜面下滑，物块b沿斜面上滑。由于物块c始终保持静止，则对物块c受力分析，根据平衡条件有
可得，物块c与长木板b间的动摩擦因数为
故A错误；
B．对a受力分析，根据牛顿第二定律有
对b受力分析，根据牛顿第二定律有
联立可得，物块a运动的加速度为
故B正确；
CD．由能量的守恒与转化可知，物块a减小的机械能转化为木板b增加的机械能和木板b与物块c摩擦产生的内能，所以物块a机械能的减小量大于长木板b机械能的增加量，故C正确，D错误。
故选BC。
11．CD
【解析】
【详解】
A．由于下滑和上滑过程摩擦力对小物块做负功，可知下滑和上滑过程弹簧和小物块组成系统机械能减少，A错误；
C．由于摩擦力对小物块做负功，弹簧和小物块组成系统机械能减少，可知位置一定低于位置，、距离大于、距离，且下滑和上滑过程摩擦力大小不变，可知下滑过程系统克服摩擦力做功大于上滑过程系统克服摩擦力做功，即下滑过程弹簧和小物块组成的系统机械能减小量大于上升过程机械能减小量，C正确；
D．假设下滑过程物块速度最大时，弹簧的伸长量为，根据受力平衡可得
假设上滑过程物块速度最大时，弹簧的伸长量为，根据受力平衡可得
可得
由于下滑过程弹簧的伸长量小于上滑过程弹簧的伸长量，可知下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大值位置高，D正确；
B．上滑过程克服重力和摩擦力做功总值等于弹簧对物块做的功，即等于弹性势能的减少量，由于上滑过程的最高点位置低于位置，可知上滑过程弹性势能的减少量小于下滑过程弹性势能的增加量，则有上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小于下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值，B错误；
故选CD。
12．BC
【解析】
【详解】
A．机械能可以全部转化为内能，而内能不可能全部转化为机械能，则知水温度自动下降时释放的内能不可能全部转化为机械能，故A错误；
B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高，故B正确；
C．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合热力学第二定律，所以能够实现，故C正确；
D．一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，可知静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能不能转化为物体的动能，使物体运动起来，故D错误。
故选BC。
13． 机械 做功
【解析】
【详解】
[1][2]当钻头与薄板相互摩擦时，要克服摩擦做功，此过程中将机械能转化为内能，两者的内能都会增大，温度急剧升高，这是通过做功的方式改变了物体的内能。
试卷第1页，共3页
试卷第4页，共4页