同步课时精练（十九）5.2能源的利用方式（后附解析）

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同步课时精练（十九）5.2 能源的利用方式（后附解析）
一、单选题
1．如图所示是我国自主设计研发的舰载机在航空母舰上起飞的情境。下列说法正确的是（ ）

A．舰载机在航空母舰的水平甲板上加速滑行时，不具有惯性
B．以起飞的舰载机为参照物，航空母舰是静止的
C．舰载机加速升空的过程中，驾驶舰载机的飞行员处于超重状态
D．舰载机在起飞的过程中，燃料燃烧释放的内能全部转化为舰载机的动能
2．电动平衡车已成为现代人代步、休闲娱乐的一种新型绿色环保车。电动平衡车所用电池是锂电池，锂电池内阻很小可忽略，若电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡，该过程中关于能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．电能转化为动能和重力势能 B．电能转化为重力势能和内能
C．电能转化成动能和内能 D．电能转化为机械能和内能
3．关于能量转化，下列说法中正确的是（　　）
A．电饭锅把电能转化为内能 B．燃气热水器把电能转化为内能
C．电风扇把机械能转化为电能 D．火力发电是把电能转化为内能
4．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失
B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能
C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源
D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源
5．下雨时，雨滴在空中先加速下降，后匀速下降；流星在空中坠落并发出明亮的光；双手搓动时手发烫。对这三个过程的描述，下列说法正确的是（　　）
A．都存在物体克服阻力做功 B．都是重力势能转化为内能
C．都是动能转化为其他形式的能 D．都是其他形式的能转化为机械能
6．电动机正常工作时主要是（　　）
A．电能转化为内能 B．电能转化为机械能
C．内能转化为机械能 D．机械能转化为电能
7．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断增加
B．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断减少
C．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用能源有限，故必须节约能源
8．研究影响风力发电机发电功率P的模型如图所示。风对叶片做功，将部分风能转化为电能。设叶片的旋转半径为r、风速恒为v、空气质量分布均匀且密度恒定，则（ ）
A．P ∝ rv 3 B．P ∝ r2v 2 C．P ∝ r2v 3 D．P ∝ rv 4
9．焦耳为了研究热功转换问题，1847年设计并完成了一个奇妙的实验：用一个保温性能良好的量热器装上水，再浸入叶轮。叶轮由圆筒带动，而圆筒本身又与下垂的重锤连接。焦耳要论证机械功与热量的转换关系，下列物理量中不需要测量的是（　　）
A．重锤下落通过细绳对圆筒做的功 B．搅拌叶片的转速
C．重锤下落前后水静止稳定时的温度 D．水和量热器的质量
10．蹦极是非常刺激的运动，如图所示，跳跃者站在很高的平台上，一端固定的长长的橡皮绳绑在人的踝关节处，人双腿并拢，由静止开始下落，约5s时，人在橡皮绳的作用下开始往上反弹，反复上下运动多次后，安全悬挂于半空中静止不动，以人、橡皮绳、地球为系统，下列说法正确的是（　　）
A．在5s时，系统的弹性势能最大
B．0到5s内，人下落的高度接近125m
C．0到5s内，系统重力势能的减小量等于弹性势能的增大量
D．人从静止下落到最终静止悬挂的过程中，系统机械能的减小量等于重力势能的减小量
11．核电站中，下列能量转换过程正确的是（ ）.
A．核能→电能 B．核能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→机械能→内能→电能
12．“嫦娥五号”作为我国登月计划中第三期工程的“主打星”，将于2017年左右在海南文昌卫星发射中心发射，登月后又从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”成功返回地面，完成探月工程的重大跨越-带回月球样品，“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发电机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层．如图所示，虚线为大气层的边界．已知地球半径为R，d点距地心距离为r，地球表面重力加速度为g．则下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态
B．“嫦娥五号”在d点的加速度大小等于
C．“嫦娥五号”在a点和c点的速率相等
D．“嫦娥五号”在c点和e点的速率相等
二、多选题
13．下列关于能量的说法中正确的是
A．能量的概念是牛顿最早提出来的
B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变
C．伽利略的斜面理想实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的
D．以上说法均不正确
14．溜溜球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎。溜溜球类似于“滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成)，轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系条长约1 m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图所示。溜溜球在运动过程中（　　）
A．一边转动一边向下运动，由于重力做功，球越转越快，动能不断增大，球的势能全部转化为动能
B．在球上下运动的过程中,由于发生动能和势能的相互转化，因此球机械能守恒
C．在球上下运动的过程中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间的摩擦力作用，球会损失一部分能量
D．在球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，人给球提供能量
15．如图所示，圆筒形铝管竖直置于水平桌面上，一磁块从铝管的正上方由静止开始下落，穿过铝管落到水平桌面上，下落过程中磁块不与管壁接触。忽略空气阻力，则在下落过程中（　　）
A．磁块做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度
B．磁块在整个下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量
C．在磁块穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能
D．若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，管对桌面的压力等于管的重力
三、解答题
16．若有条件，请调查一个发电厂在正常情况下的发电量、每天耗煤量、所用煤的热值，并据此计算该发电厂把煤的化学能最终转化为电能的效率。
17．如图所示，质量m1=2kg小物块放在足够长的质量m2=1kg的木板的左端，板和物块间的动摩擦因数μ1=0.2，板和水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，两者均静止．现突然给木板向左的初速度v0=3.5m/s，同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力F=10N，当木板向左运动最远时撤去F，取g=10m/s2．求：
(1)木板开始运动时，小物块和木板的加速度大小；
(2)整个过程中，木板在水平面上滑行的位移大小；
(3)整个过程中，小物块、木板和水平面组成系统摩擦产生的热．
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：A．质量是惯性的量度，舰载机在航空母舰的水平甲板上加速滑行时，仍具有惯性，故A错误；
B．以起飞的舰载机为参照物，航空母舰是运动的，故B错误；
C．舰载机加速升空的过程中，加速度方向向上，驾驶舰载机的飞行员处于超重状态，故C正确；
D．舰载机在起飞的过程中，存在热量损失，燃料燃烧释放的内能并没有全部转化为舰载机的动能，故D错误。
答案：C。
2．D
解析：电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡过程中，电动平衡车速度增大，动能增大，电动平衡车的高度升高，重力势能增大，且电动平衡车在运动过程中克服摩擦力做功产生热量，故根据能量守恒可知电能转化为机械能和内能。
答案：D。
3．A
解析：A．电饭锅把电能转化为内能，故A正确；
B．燃气热水器把燃气的化学能转化为水的内能，故B错误；
C．电风扇把电能转化为机械能，故C错误；
D．火力发电是把燃料的化学能转化为电能，故D错误。
答案：A。
4．A
解析：A．根据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故A正确；
B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能转化为动能和热能，故B错误；
C．煤炭和石油是不可再生资源，故C错误；
D．能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，所以人类需要节约能源，故D错误。
答案：A。
5．A
解析：三个过程都克服阻力做功；下雨时，雨滴在空中先加速下降，机械能转化为内能；流星在空中坠落并发出明亮的光是机械能转化为内能和光能；双手搓动时手发烫是机械能转化为内能，所以都是机械能转化为其他形式的能。
答案：A。
6．B
解析：电动机正常工作时，虽然内阻会消耗一小部分电能而转化为内能，但电动机更主要的是将电能转化为机械能，选项B正确，ACD错误；
答案：B。
7．D
解析：AB．据能量守恒定律知,能量既不能凭空产生，也不可能凭空消失,只能从一种物体转移到另种物体，另一种形式转化为另一种形式，在转化或转移过程中能量的总量保持不变，故AB错误；
CD．虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，无法把消耗的内能重新收集利用，所以必须节约能源，故C错误，D正确。
答案：D。
8．C
解析：设空气密度为，风力发电机的效率为，则时间内，流过叶片转动范围内的空气具有的动能为
所以，风力发电机的发电功率为
即有
答案：C。
9．B
解析：此实验中是重锤的重力势能转化为水和量热器的内能；焦耳要论证机械功与热量的转换关系，必须要测量重锤下落通过细绳对圆筒做的功；通过测量重锤下落前后水静止稳定时的温度以及水和量热器的质量来求解产生的内能；故此实验中不需要测量的是搅拌叶片的转速。
答案：B。
10．A
解析：A．在5s时，人在橡皮绳的作用下开始往上反弹，说明橡皮绳的伸长已经到最大，此时弹性势能最大，A正确；
B．当人做自由落体运动下落5s时，下落高度为125m，人蹦极时，由于有橡皮绳和空气阻力作用，下落的高度要小于125m，B错误；
C．由于有空气阻力，机械能不守恒，一部分重力势能转化为内能，0到5s内，系统重力势能的减小量大于弹性势能的增加量，C错误；
D．人从静止下落到最终静止悬挂的过程中，系统机械能的减小量等于克服空气阻力做功转化的内能，D错误。
答案：A。
11．C
解析：根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
A．核能→电能，与结论不相符，选项A错误；
B．核能→内能→电能，与结论不相符，选项B错误；
C．核能→内能→机械能→电能，与结论相符，选项C正确；
D．核能→机械能→内能→电能，与结论不相符，选项D错误；
答案：C。
12．D
解析：A．“嫦娥五号“沿abc轨迹做曲线运动，曲线运动的合力指向曲线弯曲的凹侧，即在b点合力向上，即加速度向上，因此“嫦娥五号“在b点处于超重状态，故A错误；
B．在d点，由万有引力提供向心力： ，“嫦娥五号”的加速度为：，根据万有引力等于重力：，联立可得：，故B错误；
C．嫦娥五号”从a点到c，万有引力不做功，由于阻力做功，则a点速率大于c点速率，故C错误；
D ．从c点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故D正确。
答案：D。
13．BC
解析：A、能量的概念是焦耳最早提出的，A错误；
B、能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一个物体上传到另一个物体上或者从物体的一部分传到另外一部分，总和保持不变，B正确；
CD、伽利略的斜面理想实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的，C正确，D错误；
14．CD
思路：实践题展示真实情境，请注意分拆模型和抓住细节。
解析：AB．向下运动的过程由能量守恒知球的重力势能转化为动能和内能，机械能不守恒，故AB错误。
CD．摩擦生热消耗机械能，人要通过做功给溜溜球补充机械能，因此CD正确。
答案：CD。
15．CD
解析：A．磁块在穿铝管的过程中，铝管中会产生感应电流，阻碍磁块的下落，即磁块会受两个力，重力和向上的安培力，所以加速度小于重力，但是磁块速度在变，安培力也在改变，所以加速度不是恒定的，是变化的，所以磁块做的不是匀加速直线运动，所以A错误；
BC．磁块由于在下落过程中受向上的安培力，所以要克服安培力做功，将机械能转化为电能，所以磁块在整个下落过程中动能的增加量与电能的增加量等于重力势能的减少量，所以C正确，B错误；
D．若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，不会产生感应电流，磁块不会受到安培力，将会做自由落体运动，所以对与管来说，管对桌面的压力与其所受重力平衡，大小相等，方向相反，所以D正确。
答案：CD。
16．30%
解析：解：设某一热电站，每天燃煤4800t，发电总功率是5×105kW，燃煤的热值q煤=3×107J/kg，由煤的热值和质量，该发电厂每天完全燃烧4800t煤放出的热量
Q放=mq热=4.8×106×3×107J=1.44×1014J
热电站每天能发电
W=pt=5×105×24 kW h =1.2×107kW h=4.32×1013J
煤的化学能转化为电能的效率
17．(1)3 m/s2；7m/s2；(2)-0.625m；(3)9.875J
解析：(1)由题意知木块向右做匀加速运动，木板先向左匀减速运动，再向右匀加速运动，木块与木板间滑动摩擦力为：
则木块的加速度大小为：
方向向右
木板与地面之间的摩擦力为：
根据牛顿第二定律知,木板的加速度大小为：
方向向右
(2)当木板向左的位移最大时，对地面的速度为0，选取向右为正方向，则木板的位移为：
经历的时间为：
此时小物块的速度为：
此过程中小物块的位移为：
在撤去后的小物块水平方向只受到摩擦力，则加速度为：
此后木块向右运动，此时受到地面的摩擦力的方向向左，则木板的加速度为：
设经过时间二者的速度相等,则有：
代入数据得：
此时刻的速度为：
此过程中小物块的位移为：
木板的位移为：
当木块、木板具有共同速度时，若两者不再发生相对滑动，则二者一起做减速运动，它们在水平方向只受到地面的摩擦力；
以小物块与木板组成的系统为研究对象，整体的加速度为：
由于，可知满足二者一起减速的条件．设经过时间，两者速度为0，则有：
代入数据得：
该过程中二者的位移为：
所以木板在水平面上的总位移为：
负号表示方向向左
(3)小物块与木板之间产生的热量为：
木板与地面之间产生的热量为：
所以小物块、木板和水平面组成系统摩擦产生的热为：
答案第1页，共2页
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