12.4 能源与可持续发展（分层练习）-2024-2025学年高二物理同步备课课堂（人教版2019必修第三册）

12.4 能源与可持续发展 分层练习 1．到2022年绍兴城将开通地铁，某工地上工人将地面下15m深处的一重为5000N的泥土装箱吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中-10m到地面过程的图线为直线，以地面为重力势能零势能面，根据图象可知（　　） A．-15m至-10m过程中箱子所受的拉力在逐渐减小 B．-10m到地面过程中箱子做匀加速运动 C．-10m到地面过程中合外力做功等于50000J D．移到-10m位置时拉力F大于5000N 【答案】A 【详解】A．在本题中，机械能的增量等于拉力做的功，从-15m至-10m过程中，由图象可知，运动相同的高度，机械能的增量逐渐减少，故拉力逐渐减少，A正确； BCD．从-10m到地面过程中，图象为直线，可知拉力大小保持不变，在这个过程中，由图像可知拉力做功 因此拉力大小 由于土方重为5000N，因此在这个过程中，箱子做匀速运动，故B错误，C错误，D错误。 故选A。 【点睛】机械能地增量等于除重力以处其它力做的功。 2．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 【答案】B 【详解】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； 故选B。 3．如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来．上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（ ） A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加 B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热 C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动 D．小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热 【答案】D 【详解】试题分析：由功能关系知拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加及系统产生的内能，选项A错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加，选项B错误；离开薄纸板前小木块一定一直在做匀加速运动，选项C错误；对于系统，系统的摩擦生热Q=fL1，对于小木块，fL2=ΔEk，可能L2＜L1，故ΔEk＜Q，选项D正确． 考点：本题考查了功能关系． 4．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（　　） A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染 B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害 C．电能的转换效率明显低于其他能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 【答案】B 【详解】A．火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误； B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害，故B正确； C．目前人类主要利用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，故C错误； D．核能发电会产生高低阶放射性核废料，若处理不当，会造成重大的核污染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。 故选B。 5．如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是(   ) A．木块动能的增加量等于f(s＋d) B．子弹损失的动能等于fs C．子弹与木块总机械能的损失等于fs D．子弹与木块总机械能的损失等于fd 【答案】D 【详解】A. 木块位移为s，木块动能的增加量等于fs，故A错误； B. 木块位移为s+d，子弹损失的动能等于f(s+d)，故B错误； CD. 子弹在木块中滑行的距鹑为d，木块系统损失的机械能转化为系统的内能，损失的机械能为fd，故C错误，D正确． 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．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 【答案】B 【分析】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． 7．“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆具备时则同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。该系统（　　） A．只可以实现风能转化为电能 B．只可以实现太阳能转化为电能 C．可以实现电能转化为风能 D．可以同时实现风能、太阳能转化为电能 【答案】D 【详解】“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，有风时通过风力发电机将风的机械能转化为电能。 故选D。 8．利用物体的动能做功，为人类服务的实例是（    ）． A．自然界中海浪冲击海滩 B．流动的水推动水轮机 C．龙卷风把耕牛卷到天空 D．行驶中的公交车撞坏了隔离栏 【答案】B 【详解】A.海浪的动能没有被人类利用，A错误； B.水的动能推动水轮机转动，被人类利用了，B正确； C.龙卷风的动能产生了破坏作用，也不属于被人类利用，C错误； D.公交车撞击护栏，动能也没有被利用，D错误； 故选B。 9．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 【答案】A 【详解】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。 10．随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源 B．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少 C．能量在转化过程中具有方向性，因此能源是有限的 D．核能是可再生能源，应大力开发和使用 【答案】C 【详解】ABC．自然界中的能量是守恒的，即能量在数量上是保持不变的；但是由于能量在转化过程中具有方向性，所以人类可利用的能源是有限的，人类需要节约能源，故AB错误、C正确； D．核能是不可再生能源，故D错误。 故选C。 11．对于功和能的关系，下列说法中正确的是（    ）． A．功就是能，能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．做功过程就是物体能量的转化过程 D．功是物体能量的量度 【答案】C 【分析】本题考查对功能关系的理解，对于功和能的关系，要抓住功是能量转化的量度，功反映了能量转化的本领。 【详解】A.功与能是不同的物理量，功反映了能量转化的本领，选项A错误； B.功是能量转化的量度，但不能说功可以变为能，能可以变为功，选项B错误； C.做功的过程总是伴随能量在转化，做功的过程就是能量的转化过程，选项C正确； D.做了多少功，就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度，而不是能量的量度，选项D错误。 故选C。 【点睛】抓住功是能量转化的量度，是理解功能关系的关键。 12．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（　　） A．水能、石油、核燃料 B．风能、煤炭、天然气 C．煤炭、石油、天然气 D．风能、水能、太阳能 【答案】D 【详解】煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，风能、水能、太阳能属于可再生能源，故选项D正确，ABC错误。 故选D。 13．质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。当子弹进入木块的深度为d时相对木块静止，这时木块前进的距离为s。若木块对子弹的阻力大小F视为恒定，下列关系正确的是（　　） A．Fs= B．Fd= C．Fd=﹣（m+M） D．F（s+d）=﹣ 【答案】ACD 【详解】A．对木块运用动能定理得 故A正确； BCD．根据能量守恒得，摩擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失，有 则 故B错误，CD正确。 故选ACD。 【点睛】解决本题的关键知道运用动能定理解题，首先要确定好研究的对象以及研究的过程，然后根据动能定理列表达式。知道摩擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失。 14．在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（　　） A．能量耗散说明能量在不断的减少 B．能量耗散遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】BD 【详解】A．能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，A错误； B．能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化必须遵循能量守恒定律，B正确； C．能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，C错误； D．能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，D正确。 故选BD。 15．如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB．小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为 B．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则 C．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为 D．若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h 【答案】BC 【详解】A、在D点对小球进行受力分析，如图所示： 则 则 则摩擦力功为 故选项A错误； B、从C到D点后，在返回C点，根据动能定理： 则 故选项B正确； C、当质量为m时，从C到D根据动能定理： 则： 若仅把小球的质量变成，从C到D根据动能定理： 则： 故选项C正确； D、若仅把小球的质量变成，则小球向下运动到速度为零时，则弹簧做功变大，且无法求出，故小球下落最终位置无法求出，故选项D错误。 16．2022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 【答案】AC 【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。 17．如图所示，固定坡道倾角为θ，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块质量为m，从坡道顶端由静止滑下，经过底端O点进入水平面时无机械能损失，为使小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（  ） A．弹贽弹性势能的最大值为mgh B．小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小 C．小物块在坡道上往返运动的总路程为 D．小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为 【答案】BC 【详解】A．根据能量的转化与守恒，当小物块压缩弹簧到最短时，物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为内能，所以弹簧弹性势能的最大值小于mgh，故A错误； B．根据牛顿第二定律，小物块下滑时 小物块上滑时 可见 故B正确； C．物块m最终停止在O点，对于运动的全过程，由动能定理得 解得在斜面上运动的总路程 故C正确； D．设物体能够上升得最大高度h1，物体被弹回过程中由动能定理得： 解得 故D错误。 故选BC。 18．在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v=2m/s运行，质量为m=0.5kg的工件以v0=1m/s的初速度从位置A滑上传送带．工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g=10m/s2，则下列说法中正确的是(     ) A．工件经0.5s停止相对滑动 B．正常运行时传送带上相邻工件相距0.5m C．摩擦力对每个工件做正功为0.75J D．每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为1 J 【答案】AC 【分析】当工件的速度等于传送带的速度时，停止相对滑动，则由牛顿第二定律及速度公式可求得时间，由前后两工件的运动情况可求得两工件间的距离；摩擦力与对地位移的乘积为摩擦力所做的功．摩擦力与相对位移的乘积等于产生的内能． 【详解】A．工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速度大小由：μmg=ma得： a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2 加速运动的时间： ， 故A正确； B．在0.5s内传送带相对地的位移即是正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为： d=vt=2×0.5m=1m， 故B错误； C．由动能定理得摩擦力对每个工件做正功为： ， 故C正确； D．工件对地位移为： 传送带对地位移为 x2=vt=1m 则工件相对传送带的位移大小为： 因摩擦产生的内能为： ， 故D错误． 19．下列说法中正确的是__________； A．能量的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律 B．一般来说物体的温度变化时，它的内能都要随之改变 C．有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体 D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 【答案】ABD 【详解】A、能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散是能量的形式发生了转化，能量的利用品质下降，但总能量仍守恒，所以不违反能量守恒定律．故A正确． B、物体的内能与物体的温度、体积质量有关，物体的温度或体积变化时它的内能都要随之改变，故B正确； C、有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体和多晶体，故C错误． D、由表面张力产生的本质可知，液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D正确． 20．质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是 A．滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小 B．滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大 C．滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小 D．滑块最终停在距离弹簧右端处 【答案】ACD 【详解】A．滑块向右运动过程中，弹簧弹力大于摩擦力时滑块加速，机械能增大；当弹簧弹力小于摩擦力时滑块开始减速，机械能减小，A正确； B．滑块向左运动过程中机械能一直是减小的，故滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大再减小，故B错误； C．因摩擦力一直做负功，滑块与弹簧组成的系统机械能一直是减小的，C正确； D．由能量守恒得滑块整个过程中通过的路程s 故滑块最终停在距离弹簧右端处，故D正确。 故选ACD。 【点睛】本题易漏选A。A选项的对象是滑块而不是滑块与弹簧组成的系统，很多同学认为有摩擦力做功，机械能应是一直减小的，诚然对系统来说机械能是一直减小的，但对于滑块来说，其重力势能没变，机械能的变化等于动能的变化，等于除重力外即摩擦力与弹簧弹力所做的总功。 21．某课外兴趣小组为了测量木块与木板间的动摩擦因数，设计了如图所示的实验装置并进行了如下实验．将一轻质弹簧的一端固定在木板上，木板竖直放置，如图甲所示，弹簧自然伸长时弹簧的另一端位于A点．将木块紧靠弹簧推至B点后由静止释放，木块脱离弹簧后上升的最高点为C（图中未画出）．将木板改为水平放置，如图乙所示．仍用该木块紧靠弹簧推至同一点B后由静止释放，木块脱离弹簧后滑行一段距离停于D点（图中未画出）． (1)为测得木块与木板间动摩擦因数，实验过程中应测量下列哪些物理量 A．木块质量m B．木板竖直放置时A点到C点的距离H1 C．木板竖直放置时B点到C点的距离H2 D．木板水平放置时A点到D点的距离L1 E．木板水平放置时B点到D点的距离L2 (2)木块与木板间动摩擦因数 （用（1）问中测量的物理量对应的字母表示）． 【答案】 CE 【详解】(1)[1]木板竖直放置时，根据能量守恒可得： 木板改为水平放置，根据能量守恒可得： 联立可得木块与木板间动摩擦因数： A．与分析不符，故A错误； B．与分析不符，故B错误； C．与分析相符，故C正确； D．与分析不符，故D错误； E．与分析相符，故E正确． (2)[2]通过(1)分析可得木块与木板间动摩擦因数： 22．为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为L至恢复到原长过程中，弹力所做的功为．于是他设计了下述实验： 第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止． 第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态． 请回答下列问题： （1）你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）： 和 ． （2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式：μ= ． 【答案】 弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s ； 弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2； 【详解】（1）[1][2]测出AB间距离x1，　AC间距离L；滑块挂在竖直放置的弹簧下静止时弹簧的伸长x2 （2）[3]该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数， 在整个过程中根据功能关系有 kx2=μmgs 所以要测量物体滑行的距离s μ= 23．某同学拟用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中滑动变阻器和电阻箱的调节范围足够大，电流表和电压表均为非理想电表，测量步骤如下： （1）将滑动变阻器滑片滑到最右端，将电阻箱阻值调为零。将S2和S3的开关分别掷向1和4，闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，记录多组对应的电压表和电流表读数U和I，描绘出U—I图如图乙中直线①，其横、纵截距分别为a1、b1，内阻测量值为r= 。 （2）该同学认为（1）中内阻的测量值不够准确，故在（1）的基础之上进行下面两种方式的操作，使内阻测量更精确： I．将开关S2和S3分别掷向2和4，闭合S1，反复调节电阻箱和滑动变阻器，使电流表和电压表能大角度偏转并使电阻箱的示数尽可能大，分别记录此时的电压表、电流表、电阻箱的示数、、R0，结合（1）可得电源内阻的真实值为= 。 II．将开关S2和S3分别扳到1和3，将电阻箱的读数调为零，调节滑动变阻器的滑片，记录多组相应电压表和电流表的读数U和I，描绘出的U—I图如图乙中直线②，其横、纵截距分别为、，若用作为内阻的测量值，则该值 （填“大于”“等于”或“小于”）内阻的真实值。该同学欲用作为内阻的真实值是否正确 （填“正确”或“不正确”）。 【答案】 小于 正确 【详解】（1）[1]由U—I图像可知，此时b1刚好为电源两端的断路电压，故而电动势测量值为b1，此值也为电动势的真实值，a1为短路电流的测量值，因而内阻的测量值为 r= （2）I [2]由等效电源的原理可知为电源内阻的真实值与电流表内阻之和，而电流表内阻的测量值为 RA= 所以内阻的真实值为 = II[3] a2为短路电流的真实值，但b2比电动势的真实值小，所以作为内阻的测量值，则该值小于内阻的真实值。 [4]b1、a2分别为电动势和短路电流的真实值，所以用作为内阻的真实值是正确的。 24．准备一些试纸，在你所到之处（如家乡的城市和农村，外地的城市和风景区），凡遇下雨，就用这些试纸测定雨水的酸度，连同测量时间、地点及所了解到的当地工业发展状况，一起记录下来，并据此写出调查报告或论文。适当的时候在班上举行一次关于酸雨的研讨会。 【答案】见解析 【详解】解：凡遇下雨，就用试纸测定雨水的酸度，取刚降到地面的雨水水样，每隔5分钟用试纸测定雨水的酸度，如某次测定值如下表所示 测量时间:10:00  10:05  10:10  10:15  10:20 :     4.95   4.94   4.92   4.89   4.88 雨水的值小于5.6，属于酸雨。 地点：某地 当地工业发展情况： 调查报告： 准备研讨会： 25．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E= V，r= Ω。（结果均保留一位小数） 【答案】 3.0 1.0 【详解】[1][2]由闭合电路欧姆定律得 E=I（R+r） 变形得 由此知图线的斜率等于电动势E的值，纵轴截距的绝对值为内阻r的值，则有 E= V=3.0 V，r=1.0 Ω 26．请阅读2004年11月4日某报的报道（摘要）： 电荒、地荒、水荒的警钟接连在长江三角洲上空敲响。这使得长三角地区城市的负责人深刻反省：“必须站在长三角全面、协调、可持续发展的全局高度来统筹全地区的发展。” 日前在长江三角洲16个城市峰会上，有关领导在总结一年来的工作情况时说，长三角总的形势虽好，但隐忧凸显。今年以来，我国最大的区域电网——华东电网饱受缺电之苦。仅1到5月份，全网拉限电量就超过56亿千瓦时，接近去年全年拉限电总量60亿千瓦时的水平，达到历史之最。 “河网纵横”“湖泊星罗棋布”曾是描述“鱼米之乡”长三角典型地貌的用语。但眼下，在卫星遥感照片中，“星罗棋布”的不再是湖泊而是开发区，本是土地丰饶的长三角地区已出现“地荒”。 更令人震惊的是。河网纵横的长三角地区竟然因为水质型缺水而酿成“水荒”。由于工业排污日渐严重，长三角的水源不断恶化，一些城市出现了工业用水和居民饮用水吃紧的局面。 你阅读了这一报道后。有什么想法？请与同学商讨、交流后作出回答。‍‍ 【答案】见解析 【详解】电荒、地荒、水荒的出现，说明国家的建设发展迅速，同时人民生活水平和质量的提高，对能源的需求日渐增大，所以“必须站在长三角全面、协调、可持续发展的全局高度来统筹全地区的发展。”在整合和调整现有资源的情况下，大力开发新能源。提倡节约用水用电，同时对违规建筑要坚决说不，对滥开采水资源的要坚决制止，对工业的排污一要减少，二要用科学技术来消除，变废为宝再利用。树立绿水青山就是金山银山的理念。使国家的建设，人民的生活在清洁的大环境下健康快速发展，把祖国建成一个强大的国家，站在世界领先的地位。 27．什么叫酸雨？酸雨有哪些危害？如何防治酸雨？ 【答案】见解析 【详解】煤炭和石油中常常含有硫，燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成酸雨；酸雨危害有：腐蚀建筑物和工业设备，破坏露天的文物古迹，损坏植物叶面，破坏森林生长，酸化土壤，使农作物减产，污染水源，对人体有害；酸雨是由于空气污染造成的，防治酸雨的措施是：在工业生产中采用烟气脱硫装置，并提高煤炭燃烧的利用率，减少石油的使用，减少二氧化硫的排放，使用清洁能源，用天然气代替烧煤，乘坐公共交通，少开私家车，支持废物回收再利用。 28．某海湾共占面积1.0×106m2，涨潮时水深20m，若利用这个海湾修建一座水坝，此时关上水坝的闸门时，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建水力发电站，已知重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，涨潮和退潮时水流都推动水轮机发电，试估算该电站一天能发多少电能？重力加速度g取10m/s2。海水密度近似为1.0×103kg/m3。 【答案】 【详解】一次涨潮水的质量 一次涨潮水的重力势能变化 一次涨潮水的重力势能转化为电能 电站一天能发电能 29．人类社会自从进入电气化时代以来，就一直在不断地探寻电能的来源。如今有哪些常见的发电方式？说明相应的能量转化形式。 【答案】如今常见的发电方式有：火力发电、水力发电、核发电，火力发电是通过燃烧燃料，将燃料中存在的化学能转化为高温高压蒸气的内能释放出来，通过热机将内能转化为机械能，再通过发电机将内能转化为电能；水力发电是利用水的机械能转移给发电机，发电机再将机械能转化为电能；核发电是将原子能转化为电能。 【详解】如今常见的发电方式有：火力发电、水力发电、核发电，火力发电是通过燃烧燃料，将燃料中存在的化学能转化为高温高压蒸气的内能释放出来，通过热机将内能转化为机械能，再通过发电机将内能转化为电能；水力发电是利用水的机械能转移给发电机，发电机再将机械能转化为电能；核发电是将原子能转化为电能。 30．围湖造田既可扩大耕地，增产粮食，也会破坏生态环境，给人类造成灾害，对此谈谈你的看法。 【答案】见解析 【详解】围湖造田确实有一定的好处，比如围湖造田可增加耕地面积，增产粮食，这在一定程度上我国人民的吃饭问题，也有利于解决建筑行业、工业等建设开发的用地问题。 但湖水作为自然生态系统的一部分，能够调控洪水、净化水质、维持生物多样性、调整流域局部气候。同时它还为人类提供水资源与动植物产品、支持航道运输。人为的围湖造田会破坏生态环境，给人类造成灾害。比如破坏植被，造成水土流失，湿地面积减少；生态环境劣变，水生动植物资源衰减等。 面对围湖造田对环境的危害，退田还湖是解决问题的根本。我们要以实事求是，从实际出发的态度，首要解决蓄垦矛盾，例如建立适当的分洪区的围堰、安全台等，以保障人们的生命安全；同时大力发展和谐社会，解决渔农矛盾，保护天然湖泊，重建鱼米之乡，把已经干涸的湖开垦为田，增加粮食生产。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.4 能源与可持续发展 分层练习 1．到2022年绍兴城将开通地铁，某工地上工人将地面下15m深处的一重为5000N的泥土装箱吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中-10m到地面过程的图线为直线，以地面为重力势能零势能面，根据图象可知（　　） A．-15m至-10m过程中箱子所受的拉力在逐渐减小 B．-10m到地面过程中箱子做匀加速运动 C．-10m到地面过程中合外力做功等于50000J D．移到-10m位置时拉力F大于5000N 2．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 3．如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来．上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（ ） A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加 B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热 C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动 D．小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热 4．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（　　） A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染 B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害 C．电能的转换效率明显低于其他能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 5．如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是(   ) A．木块动能的增加量等于f(s＋d) B．子弹损失的动能等于fs C．子弹与木块总机械能的损失等于fs D．子弹与木块总机械能的损失等于fd 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．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 7．“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆具备时则同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。该系统（　　） A．只可以实现风能转化为电能 B．只可以实现太阳能转化为电能 C．可以实现电能转化为风能 D．可以同时实现风能、太阳能转化为电能 8．利用物体的动能做功，为人类服务的实例是（    ）． A．自然界中海浪冲击海滩 B．流动的水推动水轮机 C．龙卷风把耕牛卷到天空 D．行驶中的公交车撞坏了隔离栏 9．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 10．随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源 B．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少 C．能量在转化过程中具有方向性，因此能源是有限的 D．核能是可再生能源，应大力开发和使用 11．对于功和能的关系，下列说法中正确的是（    ）． A．功就是能，能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．做功过程就是物体能量的转化过程 D．功是物体能量的量度 12．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（　　） A．水能、石油、核燃料 B．风能、煤炭、天然气 C．煤炭、石油、天然气 D．风能、水能、太阳能 13．质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。当子弹进入木块的深度为d时相对木块静止，这时木块前进的距离为s。若木块对子弹的阻力大小F视为恒定，下列关系正确的是（　　） A．Fs= B．Fd= C．Fd=﹣（m+M） D．F（s+d）=﹣ 14．在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是（　　） A．能量耗散说明能量在不断的减少 B．能量耗散遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 15．如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB．小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h.已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为 B．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则 C．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为 D．若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h 16．2022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 17．如图所示，固定坡道倾角为θ，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块质量为m，从坡道顶端由静止滑下，经过底端O点进入水平面时无机械能损失，为使小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（  ） A．弹贽弹性势能的最大值为mgh B．小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小 C．小物块在坡道上往返运动的总路程为 D．小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为 18．在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v=2m/s运行，质量为m=0.5kg的工件以v0=1m/s的初速度从位置A滑上传送带．工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g=10m/s2，则下列说法中正确的是(     ) A．工件经0.5s停止相对滑动 B．正常运行时传送带上相邻工件相距0.5m C．摩擦力对每个工件做正功为0.75J D．每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为1 J 19．下列说法中正确的是__________； A．能量的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律 B．一般来说物体的温度变化时，它的内能都要随之改变 C．有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体 D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 20．质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是 A．滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小 B．滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大 C．滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小 D．滑块最终停在距离弹簧右端处 21．某课外兴趣小组为了测量木块与木板间的动摩擦因数，设计了如图所示的实验装置并进行了如下实验．将一轻质弹簧的一端固定在木板上，木板竖直放置，如图甲所示，弹簧自然伸长时弹簧的另一端位于A点．将木块紧靠弹簧推至B点后由静止释放，木块脱离弹簧后上升的最高点为C（图中未画出）．将木板改为水平放置，如图乙所示．仍用该木块紧靠弹簧推至同一点B后由静止释放，木块脱离弹簧后滑行一段距离停于D点（图中未画出）． (1)为测得木块与木板间动摩擦因数，实验过程中应测量下列哪些物理量 A．木块质量m B．木板竖直放置时A点到C点的距离H1 C．木板竖直放置时B点到C点的距离H2 D．木板水平放置时A点到D点的距离L1 E．木板水平放置时B点到D点的距离L2 (2)木块与木板间动摩擦因数 （用（1）问中测量的物理量对应的字母表示）． 22．为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为L至恢复到原长过程中，弹力所做的功为．于是他设计了下述实验： 第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止． 第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态． 请回答下列问题： （1）你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）： 和 ． （2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式：μ= ． 23．某同学拟用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中滑动变阻器和电阻箱的调节范围足够大，电流表和电压表均为非理想电表，测量步骤如下： （1）将滑动变阻器滑片滑到最右端，将电阻箱阻值调为零。将S2和S3的开关分别掷向1和4，闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，记录多组对应的电压表和电流表读数U和I，描绘出U—I图如图乙中直线①，其横、纵截距分别为a1、b1，内阻测量值为r= 。 （2）该同学认为（1）中内阻的测量值不够准确，故在（1）的基础之上进行下面两种方式的操作，使内阻测量更精确： I．将开关S2和S3分别掷向2和4，闭合S1，反复调节电阻箱和滑动变阻器，使电流表和电压表能大角度偏转并使电阻箱的示数尽可能大，分别记录此时的电压表、电流表、电阻箱的示数、、R0，结合（1）可得电源内阻的真实值为= 。 II．将开关S2和S3分别扳到1和3，将电阻箱的读数调为零，调节滑动变阻器的滑片，记录多组相应电压表和电流表的读数U和I，描绘出的U—I图如图乙中直线②，其横、纵截距分别为、，若用作为内阻的测量值，则该值 （填“大于”“等于”或“小于”）内阻的真实值。该同学欲用作为内阻的真实值是否正确 （填“正确”或“不正确”）。 24．准备一些试纸，在你所到之处（如家乡的城市和农村，外地的城市和风景区），凡遇下雨，就用这些试纸测定雨水的酸度，连同测量时间、地点及所了解到的当地工业发展状况，一起记录下来，并据此写出调查报告或论文。适当的时候在班上举行一次关于酸雨的研讨会。 25．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图乙所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E= V，r= Ω。（结果均保留一位小数） 26．请阅读2004年11月4日某报的报道（摘要）： 电荒、地荒、水荒的警钟接连在长江三角洲上空敲响。这使得长三角地区城市的负责人深刻反省：“必须站在长三角全面、协调、可持续发展的全局高度来统筹全地区的发展。” 日前在长江三角洲16个城市峰会上，有关领导在总结一年来的工作情况时说，长三角总的形势虽好，但隐忧凸显。今年以来，我国最大的区域电网——华东电网饱受缺电之苦。仅1到5月份，全网拉限电量就超过56亿千瓦时，接近去年全年拉限电总量60亿千瓦时的水平，达到历史之最。 “河网纵横”“湖泊星罗棋布”曾是描述“鱼米之乡”长三角典型地貌的用语。但眼下，在卫星遥感照片中，“星罗棋布”的不再是湖泊而是开发区，本是土地丰饶的长三角地区已出现“地荒”。 更令人震惊的是。河网纵横的长三角地区竟然因为水质型缺水而酿成“水荒”。由于工业排污日渐严重，长三角的水源不断恶化，一些城市出现了工业用水和居民饮用水吃紧的局面。 你阅读了这一报道后。有什么想法？请与同学商讨、交流后作出回答。‍‍ 27．什么叫酸雨？酸雨有哪些危害？如何防治酸雨？ 28．某海湾共占面积1.0×106m2，涨潮时水深20m，若利用这个海湾修建一座水坝，此时关上水坝的闸门时，可使水位保持20m不变。退潮时，坝外水位降至18m。假如利用此水坝建水力发电站，已知重力势能转化为电能的效率是10%，每天有两次涨潮，涨潮和退潮时水流都推动水轮机发电，试估算该电站一天能发多少电能？重力加速度g取10m/s2。海水密度近似为1.0×103kg/m3。 29．人类社会自从进入电气化时代以来，就一直在不断地探寻电能的来源。如今有哪些常见的发电方式？说明相应的能量转化形式。 30．围湖造田既可扩大耕地，增产粮食，也会破坏生态环境，给人类造成灾害，对此谈谈你的看法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$