2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)16能源的開(kāi)發(fā)與利用含解析教科版必修2

PAGE7-課時(shí)分層作業(yè)(十六)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練](時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．煤、石油、自然氣和生物質(zhì)能作為能源的共同特點(diǎn)是()A．都為可再生能源，取之不盡，用之不竭B．都為不行再生能源，用一點(diǎn)，少一點(diǎn)C．都為來(lái)自太陽(yáng)輻射的能量D．都為污染環(huán)境的能源C[煤、石油、自然氣是不行再生能源，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)峻，生物質(zhì)能是可再生能源，對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染少，但它們都來(lái)自太陽(yáng)輻射．因此，選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤．]2．(多選)下列關(guān)于功和機(jī)械能的說(shuō)法，正確的是()A．在有阻力作用的狀況下，物體重力勢(shì)能的削減不等于重力對(duì)物體所做的功B．合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變更量C．物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)D．運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的削減量肯定等于其重力勢(shì)能的增加量BC[任何狀況下，重力勢(shì)能的削減總等于重力對(duì)物體做的功，A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知B項(xiàng)正確；依據(jù)重力勢(shì)能的產(chǎn)生可知，重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，勢(shì)能的大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)，C項(xiàng)正確；只有在機(jī)械能守恒或其他外力做功為0時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的削減量才等于其重力勢(shì)能的增加量，D錯(cuò)誤．]3．(多選)為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒，小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入鐵罐，兩端分別固定在罐蓋和罐底上，如圖所示．讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下，到斜面上B處停下，發(fā)覺(jué)橡皮筋被卷緊了，接著鐵罐盡然從B處自動(dòng)滾了上去．下列關(guān)于該裝置能量轉(zhuǎn)化的推斷正確的是()A．從A處滾到B處，主要是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．從A處滾到B處，主要是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能C．從B處滾到最高處，主要是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D．從B處滾到最高處，主要是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能BD[在A處和B處時(shí)鐵罐速度為零，動(dòng)能為零，所以從A處到B處是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．從B處又滾到最高處的過(guò)程是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．]4.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在升降機(jī)的底板上．若升降機(jī)從靜止起先以a＝eq\f(g,2)的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)一段位移h.下列說(shuō)法正確的是()A．物體所受的支持力為eq\f(mg,3)B．物體動(dòng)能的增加量為mghC．物體重力勢(shì)能的減小量為mghD．物體機(jī)械能的削減量為eq\f(mgh,2)CD[依據(jù)牛頓其次定律得：mg－N＝ma，得物體所受的支持力為N＝mg－ma＝eq\f(mg,2)，故A錯(cuò)誤；合力做功為W合＝mah＝eq\f(1,2)mgh，依據(jù)動(dòng)能定理得，物體動(dòng)能的增加量為ΔEk＝W合＝eq\f(1,2)mgh，故B錯(cuò)誤；重力做功為mgh，則物體重力勢(shì)能的減小量為mgh，故C正確；依據(jù)功能關(guān)系得知，物體機(jī)械能的削減量等于物體克服支持力做功，即為eq\f(1,2)mgh，故D正確．]5.一物塊從如圖所示的弧形軌道上的A點(diǎn)由靜止起先滑下，由于軌道不光滑，它僅能滑到B點(diǎn)．由B點(diǎn)返回后，僅能滑到C點(diǎn)，已知A、B高度差為h1，B、C高度差為h2，則下列關(guān)系正確的是()A．h1＝h2B．h1＜h2C．h1＞h2D．h1、h2大小關(guān)系不確定C[由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，物塊由A到B的過(guò)程中重力勢(shì)能削減mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即WfAB＝mgh1，同理：WfBC＝mgh2，又隨著物塊最大高度的降低，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的同位置處物塊對(duì)軌道的壓力變小，必有WfAB>WfBC，所以mgh1＞mgh2，得：h1＞h2，C項(xiàng)正確．]6.(多選)如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車(chē)靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊放在小車(chē)的最左端．現(xiàn)有一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊和小車(chē)之間的摩擦力為f.經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移為s，物塊剛好滑到小車(chē)的最右端()A．此時(shí)物塊的動(dòng)能為(F－f)(s＋l)B．這一過(guò)程中，物塊對(duì)小車(chē)所做的功為f(s＋l)C．這一過(guò)程中，物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為FsD．這一過(guò)程中，物塊和小車(chē)產(chǎn)生的內(nèi)能為flAD[依據(jù)動(dòng)能定理得，(F－f)(s＋l)＝eq\f(1,2)mv2－0，則物塊的動(dòng)能為Ek＝(F－f)(s＋l)，故A正確；這一過(guò)程中，物塊對(duì)小車(chē)有壓力和摩擦力，壓力不做功，摩擦力所做的功為fs，故物塊對(duì)小車(chē)所做的功為fs，故B錯(cuò)誤；由功能關(guān)系得知，物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為F(s＋l)－fl，故C錯(cuò)誤；系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服滑動(dòng)摩擦力做的功fl，故D正確．]二、非選擇題(14分)7．在質(zhì)量為0.5kg的重物上安裝一極輕的細(xì)棒(設(shè)細(xì)棒足夠長(zhǎng))，如圖所示的那樣，用手在靠近重物處握住細(xì)棒，使重物靜止，握細(xì)棒的手不動(dòng)，稍稍減小握力，使手和細(xì)棒間保持肯定的摩擦力，讓重物和細(xì)棒保持肯定的加速度下落，在起初的1.0s的時(shí)間里，重物落下了0.50m．在此過(guò)程中手和細(xì)棒之間所產(chǎn)生的熱量是多少？(g取10m/s2)[解析]由h＝eq\f(1,2)at2a＝eq\f(2h,t2)＝1m/s2由v＝at＝1×1.0m/s＝1m/s由能量守恒mgh＝eq\f(1,2)mv2＋Q熱Q熱＝0.5×10×0.50J－eq\f(1,2)×0.5×12J＝2.25J.[答案]2.25J[實(shí)力提升練](時(shí)間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．不同的物理現(xiàn)象往往反映出相同的物理規(guī)律．如圖所示的現(xiàn)象中在能量轉(zhuǎn)化方面的共同點(diǎn)是()A．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B．物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能C．其他形式的能量轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能D．物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量A[題圖中幾種現(xiàn)象的共同特點(diǎn)是物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，選項(xiàng)A正確.]2.(多選)質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為v1和v2，位移分別為s1和s2，如圖所示．則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于()A．Fs2B．F(s1＋s2)C.eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)(m＋m1)veq\o\al(2,1)D.eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)BC[依據(jù)功能轉(zhuǎn)化關(guān)系知道：人做的功都轉(zhuǎn)化成了系統(tǒng)的能量，即m1、m2和人的動(dòng)能，所以C正確；或者利用動(dòng)能定理得繩子上的拉力對(duì)m1、m2做功的和為他們動(dòng)能的增量．依據(jù)恒力做功的計(jì)算方法，繩子上的力也為F，由恒力做功公式W＝Fs得：W＝F(s1＋s2)，所以B正確．]3.(多選)如圖所示，在粗糙的桌面上有一個(gè)質(zhì)量為M的物塊，通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連，不計(jì)輕繩與滑輪間的摩擦，在小球下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．小球的機(jī)械能守恒B．物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．若小球勻速下降，小球削減的重力勢(shì)能等于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量D．若小球加速下降，小球削減的機(jī)械能大于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量CD[由于繩子對(duì)小球做負(fù)功，因此小球的機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；由于桌面粗糙，摩擦力對(duì)M做負(fù)功，因此物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能減小，B錯(cuò)誤；若小球勻速下降，依據(jù)能量守恒，小球減小的重力勢(shì)能沒(méi)有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而是完全轉(zhuǎn)化為M與桌面摩擦生成的熱量，C正確；而若小球加速下降，則小球減小的機(jī)械能一部分摩擦生熱，另一部分轉(zhuǎn)化為物塊與小球組成系統(tǒng)的動(dòng)能，因此D正確．]4.足夠長(zhǎng)的傳送帶以v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊A由靜止輕放于傳送帶上，若小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，當(dāng)小物塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()A．mv2 B．2mv2C.eq\f(1,4)mv2 D.eq\f(1,2)mv2D[物塊A被放于傳送帶，即刻做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg，勻加速過(guò)程前進(jìn)的距離：x1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(v2,2μg)，該時(shí)間內(nèi)傳送帶前進(jìn)距離：x2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝eq\f(v2,μg)，所以物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)距離：Δx＝x2－x1＝eq\f(v2,2μg)，故產(chǎn)生的內(nèi)能：Q＝μmg·Δx＝μmg·eq\f(v2,2μg)＝eq\f(1,2)mv2，D正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)如圖所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M＝2kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與固定的光滑弧面相切．一質(zhì)量m＝1kg的小滑塊自弧面上高h(yuǎn)處由靜止自由滑下，在木板上滑行t＝1s后，滑塊和木板以共同速度v＝1m/s勻速運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2.求：(1)滑塊與木板間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q.[解析](1)對(duì)木板：Ff＝Ma1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有v＝a1t解得Ff＝2N.(2)對(duì)滑塊：－Ff＝ma2設(shè)滑塊滑上木板時(shí)的速度是v0則v－v0＝a2t，可得v0＝3m/s由機(jī)械能守恒定律有mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝eq\f(32,2×10)m＝0.45m.(3)依據(jù)功能關(guān)系有：Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2＝eq\f(1,2)×1×32J－eq\f(1,2)×(1＋2)×12J＝3J.[答案](1)2N(2)0.45m(3)3J6.(14分)嚴(yán)峻的霧霾天氣，對(duì)國(guó)計(jì)民生已造成了嚴(yán)峻的影響．汽車(chē)尾氣是形成霧霾的重要污染源，“鐵腕治污”已成為國(guó)家的工作重點(diǎn)．地鐵列車(chē)可實(shí)現(xiàn)零排放，大力發(fā)展地鐵，可以大大削減燃油公交車(chē)的運(yùn)用，削減汽車(chē)尾氣排放．若一地鐵列車(chē)從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng)，先勻加速運(yùn)動(dòng)20s達(dá)最高速度72km/h，再勻速運(yùn)動(dòng)80s，接著勻減速運(yùn)動(dòng)15s到達(dá)乙站停?。O(shè)列車(chē)在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1×106N，勻速運(yùn)動(dòng)階段牽引力的功率為6×103kW，忽視勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功．(1)求甲站到乙站的距離；(2)假如燃油公交車(chē)運(yùn)行中做的功與該列車(chē)從甲站到乙站牽引力做的功相同，求公交車(chē)排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量．(燃油公交車(chē)每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物3×10－6克)[解析](1)設(shè)列車(chē)勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t1，距離為s1；在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t2，距離為s2，速度為v；在勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t3，距離為s3；甲站到乙站的距離為s.則s1＝eq\f(1,2)vt1 ①s2＝vt