鲁科版选修3-3 6.2能源的开发与环境保护 达标作业（解析版)

6.2能源的开发与环境保护
达标作业（解析版)
1．2019年春晚在舞《春海》中拉开帷幕。如图，五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，下列说法中正确的是（ ）
A．观众欣赏表演时可把领舞者看作质点
B．2号和4号领舞者的重力势能一定相等
C．3号领舞者的重力势能可能为负值
D．她们在上升过程中机械能守恒
2．水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面，如图所示，斜面上放一质量为、长的薄板。质量为的滑块（可视为质点）位于薄板的最下端，与之间的动摩擦因数。开始时用外力使、静止在斜面上，某时刻给滑块一个沿斜面向上的初速度，同时撤去外力，已知重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A．在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为
B．从、开始运动到、相对静止的过程所经历的时间为
C．从、开始运动到、相对静止的过程中滑块克服摩擦力所做的功为
D．从、开始运动到、相对静止的过程中因摩擦产生的热量为
3．运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是
A．阻力对系统始终做负功
B．系统受到的合外力始终向下
C．重力做功使系统的重力势能增加
D．任意相等的时间内重力做的功相等
4．下列能源属于不可再生能源的是
A．水能
B．风能
C．太阳能
D．天然气
5．如图所示，一沿斜面向上运动的物块受到一恒定的沿斜面向上的拉力F作用，在某一过程中力F对物块做功20J，物块克服重力做功10J，物块克服摩擦阻力做功8J，物块运动中所受的空气阻力忽略不计，则（　　）
A．此过程中物块的机械能增加2J
B．此过程中物块可能做匀速运动
C．此过程物块的重力势能增加10J
D．此过程中物块的动能增加12J
6．如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角为 ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中下列说法错误的是( )
A．物块a的重力势能减少
B．摩擦力对a做的功等于a机械能的增量
C．摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增量之和
D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
7．下列说法中正确的是（　　）
A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低
C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
8．下述做法能改善空气质量的是（ ）
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
9．如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧直到速度为零在小球向上运动的整个过程中，下列说法正确的是　　
A．小球的动能先增大后减小 B．小球的机械能守恒
C．小球离开弹簧时动能最大 D．小球动能最大时弹性势能不为零
10．沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益．抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．如图所示，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4×108 kW·h，年发电量为1.8×108 kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)
A．能用于发电的水的最大重力势能Ep＝ρVgH
B．能用于发电的水的最大重力势能Ep＝ρVg(H－)
C．电站的总效率达75%
D．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW计)约10 h
11．能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：________；________；天然气．清洁能源有________；________；风能等．
12．按基本形态分类，能源通常可分为一次能源和二次能源．太阳能属于________．按再生性分类，能源分为再生能源和非再生能源．天然气属于________．
13．火力发电,利用燃烧____等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A.观众欣赏表演时不可把领舞者看作质点，因为如果看领舞者看作质点，则没法欣赏，故A错误；
B. 2号和4号领舞者的重力势能不一定相等，因为两者的质量可能不一样，尽管高度相同，故B错误；
C.如果把3号领舞者的上方规定为参考平面，则3号领舞者的重力势能可能为负值，故C正确；
D.因为缓缓升起过程，钢丝线对她们做了功，所以她们在上升过程中机械能不守恒，故D错误。
2．D
【解析】
【详解】
A.由题中条件可知，当滑块向上运动时，薄板将沿斜面向下运动，由受力分析和牛顿第二定律可知，对薄板，则有，薄板的加速度，方向沿斜面向下；对滑块，则有，则滑块的加速度，方向沿斜面向下，故在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为，故选项A错误；
B.开始运动时，滑块向上做匀减速直线运动，减速到零所需要的时间，此时薄板的速度大小为，然后二者均向下运动，且二者的加速度不变，最后速度相同，则有，代入数据可解得，共同速度为，、从开始运动到速度相同所用时间为，故选项B错误；
C.沿斜面向上运动的位移，此过程中向下运动的位移，球沿斜面向下运动到两者速度相同时，下滑的位移，此过程中，向下运动的位移，故整个过程中摩擦力对滑块所做的功，即滑块克服摩擦力所做的功为，故选项C正确；
D.整个过程中因摩擦产生的热量为，故选项D正确。
3．A
【解析】
试题分析：A、阻力的方向始终与人的运动的方向相反，所以阻力对系统始终做负功，故A正确．
B、运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在减速下降的过程中，由牛顿第二定律可知，此时合力的方向是向上的，所以B错误．
C、在下降的过程中重力做正功，由能的转化和可知此时物体的重力势能减小，所以C错误．
D、由重力做的功W=mgh可知，由于人不是匀速运动的，在相等的时间内下降的高度不同，所以任意相等的时间内重力做的功不相等，故D错误．
故选A．
4．D
【解析】
【详解】
A. 水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项A错误；
B. 风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项B错误；
C. 太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项C错误；
D. 天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，选项D正确。
5．C
【解析】
【详解】
A．根据功能关系，机械能增加量等于除重力和弹力之外其他力做的功，所以等于12J，故A错误.
BD．根据动能定理，合外力做功等于动能的变化，此过程合外力做功为2J，故动能在发生变化，所以不可能匀速运动，故B错误，D错误.
C．根据功能关系，重力做功等于重力势能的变化，此过程中克服重力做功10J，故重力势能增加10J，故C正确.
6．B
【解析】
【详解】
A.开始时，a、 b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有，则上升h，则a下降，则a重力势能的减小量为
故A正确不符合题意;
BC.根据能量守恒定律得，摩擦力对a做的功等于a、b系统机械能的增量，因为a重力势能的减小量等于b重力势能增加量，系统重力势能不变，所以摩擦力对a做的功等于系统动能的增量，故B错误符合题意，C正确不符合题意;
D.任意时刻a、b的速率相等，对b，克服重力做功的瞬时功率，对a有:
所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等，故D正确不符合题意。
7．D
【解析】
【详解】
A.能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能转化成机械能的过程；故A错误.
B.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，因此在能源的利用过程中，能量可利用的品质会降低，故B错误.
C.石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失；故C错误.
D.能源在使用中存在品质降低的现象，能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的；故D正确.
8．B
【解析】
【详解】
A.以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；
B.利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），故B正确；
C.汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，故C错误；
D.使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误。
9．AD
【解析】
【分析】
撤去力F后，小球先在重力和弹簧弹力作用下向上做加速运动，在弹力和重力相等时，速度最大，然后重力和弹簧弹力的合力向下，向上做减速运动，离开弹簧后，仅受重力做竖直上抛运动。
【详解】
撤去外力刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，后来弹力小于重力，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，故A正确；小球上升的过程中弹簧的弹力做功，小球的机械能增大故B错误；由A分析可知，小球先做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，，速度最大，动能最大，此后弹力小于重力，小球做加速度增大的减速运动，直到弹簧恢复原长时，小球飞离弹簧，故小球在离开弹簧时动能不是最大，小球动能最大时弹性势能不为零，故C错误，D正确。所以AD正确，BC错误。
【点睛】
解决本题的关键会通过物体的受力判断物体的运动，知道弹力和重力相等时，速度最大．理解好机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功，但是有弹力做功时是物体与弹簧组成的系统机械能守恒，单对物体或弹簧来说，机械能不守恒。
10．BC
【解析】
【详解】
AB.上游水库的有效库容为V，能用于发电的水的最大重力势能Ep＝ρVg(H－)，A错误，B正确．
C.电站的总效率η＝×100%＝75%，C正确．
D.电站平均每天发电供给一个城市居民用电的时间t＝h≈5 h，D错误．
11． 煤炭 石油 水力发电 太阳能
【解析】
【详解】
能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：煤炭、石油、天然气、水力等，是促进社会进步和文明的主要能源；
清洁能源是不排放污染物的能源，有：水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等；
【点睛】
常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源．清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”．可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源．可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家．
12． 一次能源 非再生能源
【解析】
【详解】
按基本形态分类，能源通常可分为一次能源和二次能源．太阳能属于一次能源．按再生性分类，能源分为再生能源和非再生能源．天然气属于非再生能源.
13．天然气、石油和煤
【解析】火力发电,利用燃烧天然气、石油和煤等化石燃料产生蒸汽推动蒸汽机发电.