2.4能源与可持续发展
课时作业（含解析)
1．关于功和能，下列说法中正确的是（
）．
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，能量转化越大
D．功是物体能量的量度
2．PM2.5主要来自化石燃料、生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是
A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源
C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源
D．能量耗散说明自然界的能量正在不断减少
3．关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少
C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
4．下列说法正确的是
( )
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
5．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是（ ）
A．重力势能减少，动能不变，机械能减少
B．重力势能减少，动能增加，机械能减少
C．重力势能减少，动能增加，机械能增加
D．重力势能减少，动能增加，机械能守恒
6．如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，生热为Q2，则应有(
)
A．W1B．W1＝W2，Q1＝Q2
C．W1D．W1＝W2，Q17．关于能量和能量耗散，下列说法中正确的是（ ）
A．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性
B．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
C．能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源
D．能量之间可以相互转化，故能源可以很方便的循环利用
8．关于能源和能量，下列说法错误的是（ ）
A．自然界的能量是守恒的，所以地球上的能源永不枯竭
B．能源的利用过程中有能量耗散，所以自然界的能量在不断减少
C．能量耗散遵循能量守恒定律
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
9．如图甲所示，倾角为的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的炭块(可视为质点)轻放在传送带上，炭块相对地面的v-t图象如图乙所示，整个过程炭块未滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2。则（ ）
A．炭块与传送带间的动摩擦因数为0.4
B．0~2.0s内摩擦力对炭块做功-24J
C．0~2.0s内炭块与传送带摩擦产生的热量为24J
D．炭块在传送带上的痕迹长度为4m
10．质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能守恒
B．物体的机械能减少了
C．物体的重力势能减少了
D．物体克服阻力做功
11．电流通过电饭煲时电能转化为_______能；电流通过洗衣机时电能转化为_______能；电流通过电镀装置时电能转化为_______能.
12．针对日益恶化的人类生存环境和能源危机，行之有效的能源利用方法是________和________.
13．瀑布从20m高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发电的电功率有多大？（水在山顶的速度可忽略不计，取g=10m/s2，结果保留三位有效数字）
14．踏板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列复杂而优美的动作后入水．将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化．
参考答案
1．C
【解析】
本题根据功和能的物理意义分析。能是表征物体运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化；做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功来量度，即功是能量转化的量度。
【详解】
A.
功和能是不同的物理量，功是过程量，能是状态量，这是两个概念，故不能说功就是能，选项A错误；
B.做功越多，能量就转化越多，但并不表示物体具有的能量就越大，选项B错误；
C.做功的过程就是能量转化的过程，做的功越多，能量转化就越大，选项C正确；
D.功是能量转化的量度，不是物体能量多少的量度，选项D错误；
故选C。
【点睛】
本题要求理解功与能的关系，知道功是能量转化的量度：即做了多少功必然伴随多少能量发生了转化；反之转化了多少能量必定同时做了多少功。
2．C
【解析】
A．煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；
B．能量被使用后转化为其他形式的能；能量并没有消失；故B错误；
C．太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；
D．能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故D错误；
故选C。
3．B
【解析】
能量是守恒的，但能源需要节约；能量耗散具有方向性；能量不能被创造，也不是消失．
【详解】
A、自然界的能量守恒，但能源需要节约，同时为了提高生活质量．故A不正确；
B、在利用与节约能源的过程中，能量在数量并没有减少．故B正确；
C、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了．所以转化具有方向性．故C不正确；
D、人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失．故D不正确；
故选B．
【点睛】
能量不会创造也不会消失，是守恒的，但能源是有限的，且能量耗散具有方向性的．
4．C
【解析】
永动机违反能量守恒定律定理，则即使随着科技的发展，永动机也是不可以制成的，选项A错误；根据能量守恒定律，
太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，照射到宇宙空间的能量也不会消失，选项B错误；
“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的，选项C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，选项D错误；故选C.
5．B
【解析】
小孩加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小；速度增大，动能增加；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小，而总能量不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．A
【解析】
根据W=Fscosθ，比较拉力所做的功，摩擦产生的热量Q=fs相对，通过比较相对位移比较摩擦产生的热量．
【详解】
木块从木板左端滑到右端F所做的功W=Fs，因为木板不固定时木块的位移要比固定时长，所以W1＜W2.摩擦产生的热量Q=fs相对，两次都从木板左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1=Q2.故A正确，B、C、D错误.故选A.
【点睛】
解决本题的关键掌握恒力做功的求法，以及知道摩擦产生的热量Q=fs相对．
7．AB
【解析】
A．能量守恒定律是普遍规律，能量耗散过程中能量也是守恒的，从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性，故A正确；
B．能量的转化和转移具有方向性，有些能量耗散到空中无法再次回收和利用，因此能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，故B正确；
CD．能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，不能循环利用，所以我们需要节约能源，故CD错误；
故选AB。
8．ABD
【解析】
A．自然界的能量是守恒的，但提供能量的物质即能源是有限的，是会枯竭的，故A错误，符合题意；
BC．能源的利用过程中有能量耗散，但自然界中的能量是守恒的，所以自然界中的能量不会减小，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，故D错误，符合题意。
故选ABD。
9．BC
【解析】
A．由图知，炭块先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后（在时刻），由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，炭块继续向下做匀加速直线运动，从图象可知传送带的速度为
在0-1.0s内，炭块摩擦力方向沿斜面向下，匀加速运动的加速度为
由图象可得
即有
在1.0-2.0s，炭块的加速度为
由图象可得
即有
联立可得
故A错误；
BCD．根据“面积”表示位移，可知0～1.0s炭块相对于地的位移
传送带的位移为
炭块对传送带的位移大小为
方向向上
摩擦力对炭块做功为
炭块与传送带摩擦产生的热量为
根据“面积”表示位移，可知1.0～2.0s炭块相对于地的位移为
传送带的位移为
1.0～2.0s内炭块对传送带的位移大小为
方向向下
摩擦力对炭块做功为
炭块与传送带摩擦产生的热量为
所以0～2.0s内摩擦力对炭块做功
炭块与传送带摩擦产生的热量为
因痕迹有重叠，故留下的痕迹为5m，故B，C正确，D错误；
故选BC。
10．BD
【解析】
因物体的加速度为，故说明物体受阻力作用，由牛顿第二定律可知
解得
重力做功
阻力做功
A．物体下落过程中除重力还有阻力做功，机械能不守恒，故A错误；
B．机械能的变化量等于除重力以外的力做的功，所以机械能减少，故B正确；
C．重力做功等于重力势能的改变量，重力做正功，故重力势能减小，故C错误；
D．物体克服阻力做功，故D正确。
故选BD。
11．内
机械
化学
【解析】
[1][2][3]
电流通过电饭煲时电能转化为内能，电流通过洗衣机时电能转化为机械能，电流通过电镀装置时电能转化为化学能。
12．节能
开发新能源
【解析】
[1][2]
针对日益恶化的人类生存环境和能源危机，行之有效的能源利用方法是节能和开发新能源
13．
【解析】
每秒钟流过发电机的水的质量为
每秒钟水流机械能损失为
每秒钟发电机的电能
发电机发电的电功率
14．见解析
【解析】
跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程运动员将身体储存的化学能转化为跳板的(弹性)势能，然后再将这一(弹性)势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳板上升的过程，动能逐渐转化为(重力)势能；当运动员从最高点下降时，(重力)势能逐渐减小，运动员的动能逐渐增大，所以此过程是(重力)势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力的作用，运动员的(重力)势能和动能都要减小，这部分能量最终转化为水的内能．2.4能源与可持续发展
课时作业（含解析)
1．针对下图中工厂烟囱向空中排放大量废气的现象，下列说法中，错误的是（ ）
A．排放废气不仅浪费能源，而且严重违反能量守恒定律
B．排放废气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律
C．当前存在着环境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废气排放等污染治理
D．能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化
2．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
3．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是( )
A．太阳能→电能→机械能
B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能
D．机械能→太阳能→电能
4．全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低。下列关于能量和能源说法正确的是
（ ）
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少
C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
5．关于能源和能量，下列说法中正确的是（
）
A．自然界的能量是守恒的，所以地球上能源永不枯竭
B．能源的利用过程中有能量耗散，这表明自然界的能量是不守恒的
C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
6．关于能量和能源，下列说法正确的是(
)
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
C．能量的转化和转移没有方向性
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式
7．关于能量和能源，下列说法中正确的是
A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了
8．关于能源的开发和利用，下列观点正确的是（ ）
A．能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径
9．如图，质量为、长度为的小车静止在光滑水平面上，质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。此过程中，下列结论正确的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．小物块克服摩擦力所做的功为
D．小物块和小车增加的机械能为
10．下列说法中正确的是（ ）
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
B．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的
C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
11．随着上海经济的发展，上海的电力日趋紧张，为了缓解上海的电力紧张问题，已完成的三峡水力发电站一期工程和秦山核电站三期工程并网发电，为上海经济的发展提供了能源保障.三峡水力发电站利用的是________，秦山核电站利用的是________.两电站中，________利用的是燃料能源.
12．在下列能量转化的过程中，属于机械能向内能转化的是______；属于光能向内能转化的是______；属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是______.
（1）木工锯木头，锯条温度升高
（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发
（3）煤燃烧时，使炉体温度升高
（4）将冰放在温水中，熔化加快
13．如图所示为某运动员撑杆跳时的四个阶段，请根据你所学过的知识分析这四个阶段中的能量转化情况。
14．喇叭发出的声波是空气振动形成的，它具有能量.追根溯源，声波的能量是从哪里来的？又到哪里去了？
参考答案
1．A
【解析】
A．
排放废气浪费能源，但不违反能量守恒定律，故A错误，符合题意；
B．
排放废气引起能量耗散，但并没有违反能量守恒定律，故B正确，不符合题意；
C．
当前存在着环境恶化和能源短缺问题，所以必须加强废气排放等污染治理，故C正确，不符合题意；
D．
能量守恒定律揭示出了各种自然现象之间的相互联系与转化，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．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。
故选A。
3．A
【解析】
帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选A．
4．B
【解析】
AC．在自发状态下，能量传递具有方向性，AC错误；
B．根据能量守恒，在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，Ｂ正确；
D．人类可以不断地开发和利用新能源，但是能量不可以被创造，Ｄ错误；
故选Ｂ．
5．D
【解析】
A．
自然界的能量虽然是守恒的，但是利用过程中有能量耗散，能源被利用后不能被重复使用，所以地球上能被利用的能源并不是永不枯竭。故A错误；
B．
能源的利用过程中有能量耗散，但是自然界的能量是守恒的。故B错误；
C．
能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了。所以转化具有方向性。故C错误；
D．
在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A项：虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，能源的品质在降低，所以必须节约能源，故A错误；
B项：人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；
C项：能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故C错误；
D项：根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，故D正确．
7．D
【解析】
A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；
B．人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项B错误；
C．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质再降低，所以还需要节约能源，选项C错误；
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D正确.
故选D。
8．ACD
【解析】
A．能源是有限的，比如常规能源，所以无节制地利用常规能源是一种盲目的短期行为，故A正确。
B．能量都转化为不能利用或不易利用的能源，所以这样会减少可利用资源的数量，因此应该节约能源，故B错误。
C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，故C正确。
D．不断开发新能源是缓解能源危机加强环境保护的重要途径也是根本途径，故D正确。
故选：ACD。
9．ABC
【解析】
A．由动能定理可得小物块到达小车最右端时的动能
A正确；
B．小车的动能
B正确；
C．小物块克服摩擦力所做的功
C正确；
D．小物块和小车增加的机械能为，D错误。
故选ABC。
10．ACD
【解析】
能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变。
A．根据能量守恒定律可知某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，故A正确；
BCD．能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化，能量虽然符合能量的转化和守恒定律，但其在转化过程中是有方向的，所以在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了；能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，故B错误，CD正确。
故选ACD。
11．水的机械能
原子（核）能
秦山核电站
【解析】
[1][2][3]随着上海经济的发展，上海的电力日趋紧张，为了缓解上海的电力紧张问题，已完成的三峡水力发电站一期工程和秦山核电站三期工程并网发电，为上海经济的发展提供了能源保障.三峡水力发电站利用的是水的机械能转化成电能，秦山核电站利用的是原子（核）能转化成电能。两电站中秦山核电站利用的是燃料能源。
12．（1）
（2）
（4）
【解析】
[1]．属于机械能向内能转化的是：（1）木工锯木头，锯条温度升高；
[2]．属于光能向内能转化的是：（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发；
[3]．属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是：（4）将冰放在温水中，熔化加快。
13．见解析
【解析】
运动员在助跑阶段，身体中的化学能转化为运动员和杆的动能；撑竿起跳过程中，开始时运动员的动能和身体中的化学能转化为运动员的重力势能和杆的弹性势能；然后杆的弹性势能转化为运动员的重力势能，使运动员上升到横杆以上的高度；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能。
14．肌肉做的功，见解析
【解析】
声波的能量来源于乐师胸部肌肉做的功，这个功又来源于他吃的食物，食物的能量来源于光合作用时吸收的太阳能，太阳能来源于太阳上的核反应.声波传播时引起了空气振动，声波能量转化为空气内能
