练案19 12.4 能源与可持续发展-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

时，流过电源的电流和电源的输出功米为1=R,=子A,P 练案[19] =广R=子W,B错误：丙图中，表笔a和6短接，由闭合电路 1.B电动机正常工作时，虽然内阻会消耗一小部分电能面转化 E 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 的欧蝴定律得1=，+R,+R,解得R'=1490.C错误：丙图 确.A、C、D错误。故选B。 中，欧姆调零后，由闭合电路的欧姆定律得「=2.B火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废 +R,+R+R,解得R=300,D正确。故选D。 E 弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误：利用太阳能 发电可以做到干净，不产生公害，做B正确；目前人类主要利 5.(1)右(2)电压(3)5.500.250 用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，放C错误：核 (4)B(5)D 能发电会产生放射性核废料，若处理不当，会造成币大的核污 解析：(1)电路中的滑动变阻器采用的是展流式接法，闭合开 染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。故选B。 关前为了确保电路安全，应使滑动变阻幕接入电阻最大，即应 3.D木块位移为5，木块动能的增加量等于斥，故A错误：子弹 将滑片移到最右端。 位移为：+d,子弹损失的动能等于八s+d),故B错误：子弹在 (2)图中“数字多用表1”与滑动变阻器并联，其是用米测量电 木块中滑行的师离为d,系统损失的机械能转化为系统的内 压的，即图中“数字多用表1”是电压表。 能，损失的机械能为d.故C错误，D正确 (3)根据实验电路，结合闭合电路的欧姆定律有U=E-(r+ 4.B自然界的能量守恒，但能源需要节约，故A不正确：在利 R),结合U-1图像有E=5.50V,+R,=550-40n,解 2.0 用与节约能源的过程中，能量在数量上并没有减少，故B正 得r=0.2502 确：能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热 (4)由于电动势的测量值为5.50V,因此若用一只机械式多 水过段时间，热量散失，水冷了，所以转化具有方向性，故C不 用电表相略判断该充电宝在电量减夕时电动势是否会减小， 正确：人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造 测量时他应该把选择开关置于10V的直流电压挡位，可知， 也不会消失，故D不正确。故选B。 第二个选项中的示意图符合要求，故选B。 5.D“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能电池板将太 (5)由于充电宝在电量减少较多时，电动势几乎不变，而电感 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 线圈与电阻不具备这个特征，电容器电量减小时，电压也减 为电能。故选D。 小，因此可以推测充电宝内可能用来储存电能的是电池。故 6.B下落过程中冰雹受到的空气阻力与其速度成正比，则空气 选D。 阻力=血，由牛顿第二定律得g一在=m,解得a=g-侣 6.(1)5(4)1.510(5)见解析图 则加速下落过程中冰雹加速度减小，速度增加，放A错误：由 解析：(1)由困甲根据并联电路电流的关系有 u+11= Ro 冰爸的动能：=之m,可知加速下落过程中冰爸的速度增 结合图乙中数据解得Ru=( - -=52 大，动能增大，故B正确：冰雹加速下落过程中，空气阻力做负 (4)由闭合电路的欧姆定神得E=I(化+Ru+）) 功，冰位的机械能减小，故C错误：克服空气阻力做功的功率 解得IR=E-《R1+r) P=F=布=如，所以克服空气阻力做功的功率与其速度的平 R。-I图像的纵截距表示电源电动势，由图丁知E=1,5V 方成正比，故D错误。放选B。 R。-I图像的斜率的能对信表示R1+T, 7.BD能量耗做是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会 |4u|_1L.5×1030=150 则Ru+r=F1001 碱少，A错误：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：能量既不能凭空产生，也 解得电源内阻r=10D。 不能凭空消失，C错误：能量耗散是一个宏观过程，代表者能 (5)由E=(R+Ru+r)得 量向不可收集利用的方向转化.D正确。故选BD。 +”-+0 Ral +r 8.BC在D点对小球进行受力分析，如图所示，则F、=Lsin8 =x=0.5mg,则f=uFx=0.25mg,则摩擦力功为W,=-h= 以为织坐标，以儿为横坐标作-尾图像。 -0.25mgh,故选项A错误：从D点返回C点，根据动能定理 -0.25mgh=0-子m2,则u=√，故选项B正确：当质量为 20 m时，从C到D根据动能定理mgh+W,+W=0,则W= 子mgh,若仅把小球的质量变成2m,从C到D根据动能定 3 理2m动++=子·2m心则=√瓜，故选项C正确： R/2 10 若仅把小球的质量变成2m,则小球向下运动到速度为零时， 275 弹簧做功变大，且无法求出.故小球下落最终位置无法求出， 运动的时间1=”=0.5s.故A正确：在0.5年内传送带相 故选项D错误。故选C。 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=t=2×0.5m=1m,枚B错误：由动能定理得摩擦 力对每个工件微正功为W,=之2-子m,2=0.75J.故C 1 正确：工件对地位移为气=“台=05m,传送带对地位移 mg 为x:=t=1m,则工件相对传送带的位移大小为△x=一x 9.AC谷爱凌从0点自由下落到A点过程，有2gh=,2,解得 -1m-0.75m=0.25m。因摩擦产生的内能为Q=4mg· 谷爱凌运动到A点的速度为，=√2g,A正确：容爱凌从0 4x=0.2×0.5×10×0.25J=0.25J,故D错误。放选AC 点自由下落到首次到B点过程，根据动能定理可得mg(h+12.ACD滑块向右运动过程中，弹簧弹力大于摩擦力时滑块加 R)-用=之m<mg(h+R)=3meh,谷爱凌经过B点时，根 速，机械能增大；当弹簧弹力小于摩擦力时滑块减速，机械能 减小，故A正确：滑块向左运动过程中机械能一直是减小的， 据牛顿第二定律可得R一mg=m不<3mg,解得尺<4mg, 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：因摩擦力一直做负功，滑块与弹簧组成的系统 根据牛顿第三定律可知谷爱凌首次运动到B点时，对B点的 机械能一直是减小的，故C正确：设滑块整个过程中通过的 压力小于4mg,B错误：谷爱凌从A到D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 路程为4，由能量守恒得m=2,“=故滑块最终 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 停在距离弹簧右端 -2,处，故D正确。故选ACD。 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 练案[20] 的运动时受到的摩擦力也较大，故从A到B过程中克服摩擦 力做的功比从C到D过程中克服摩擦力做的功多，可知谷爱1.B发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。故 凌由A到B过程损耗的机械能比C到D过程的大，C正确：设 选B 谷爱凌第一次经过U形槽过程，克服摩擦力做功为围，根据2.B电场线可以是直线，也可以是曲线，放A错误：磁感线没 动能定理可得mghw-W,=0,解得W,=0.25mgh,谷爱凌第 有起点也没有终点，是闭合的曲线，故B正确：磁感线是为了 二次经过U形槽过程，克服摩擦力做功为W',由于第二次经 描述磁场假想的曲线，不是运动轨迹，故C错误；电场线是为 过U形槽的平均速率小于第一次经过U形槽的平均速率，可 了形象地描述电场而假想的线，实际不存在，故D错误。故 知W'<W=0.25mgh,假设谷爱凌第二次离开U形槽后，最 选B。 高能够到达相对于A点'的位置，根据动能定理可得3.C 根据安培定则，可知两根通电直导线在各个区域产生的磁 mg(0.75h-h')-W/=0,联立解得h'>0.5h,D错误。故 场方向如图所示，可知电流所产生的磁场在导线所在平面内 选AC 的区域Ⅲ内方向是一致且向外的。故选C 10.BC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：根 据牛顿第二定律，小物块下滑时a=mgin9-mgcs0三 sim8-4 geos,小物块上滑时a'=mgsin8±4mgos0 s血8+gms0,可见a<a,故B正确：物块m最终停止在O4.B奥斯特实验发现通电直导线下方的小磁针发生了偏转，其 价值在于直接证实了电流周围会产生磁场。故选B 点，对于运动的全过程，由动能定理得mgh一umg心os8·【= 5.D根据安培定则可知，通电线圈的左端相当于条形磁体的N 0,解得在斜面上运动的总路程1= a0s日放C正确；设物休 极，通电线圈的右端相当于条形磁体的S极，则磁感线从通电 能够上升的最大高度为点：，物体被弹回过程中由动能定理得 线圈的左端出发从外部指向通电线圈的右端，从内部回到通 -mh ungos0:语=0-之，解得有 电线圈的左端，构成闭合的曲线：小磁针的N极与所在处的强 1 ucot 8 场方向相同，则a处小磁针的N极向左：b处小磁针的N极向 故D错误。故选BC。 右：c处小磁针的N极向左：d处小磁针的N极向左。故选D 11,AC工件进人水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速6.B两环靠近处电流方向相同，两环之间电流产生的磁场方向 度大小由wmg=ma得a=g=0.2×10m/s2=2m/s2,加速 相反，会相互吸引，同理b右侧受到排斥力，但该排斥力小于 -276练案[19] 第十二章 第4节 能源与可持续发展 C.可以实现电能转化为风能 基础巩固练 D.可以同时实现风能、太阳能转化为电能 1.电动机正常工作时主要是 )6.受寒潮南下影响，2024 A.电能转化为内能 年2月21日晚间，浙江 B.电能转化为机械能 丽水等多地出现短时大 C.内能转化为机械能 冰雹。其中在丽水青田 D.机械能转化为电能 县，冰混杂着雨水，有的如鸡蛋大小。一粒冰 2.下列有关电能开发与利用的说法正确的是 雹自高空云层由静止竖直下落，下落过程中冰 雹受到的空气阻力与其速度成正比，不计冰雹 A.我国以火力发电为主，是因为火力发电无 质量的变化，则加速下落过程中冰雹() 污染 A.加速度变大 B.利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害 B.动能变大 C.电能的转换效率明显低于其他能源 C.机械能守恒 D.核能发电的优点是低成本、零污染 D.克服空气阻力做功的功率与其速度成正比 3.如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹 能力提升练 水平射入木块中，射人深度为d,平均阻力为 。设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列7.（多选）在能源消耗的过程中，我们无法把一 判断正确的是 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地减少 A木块动能的增加量等于f(s+d) B.能量耗散遵循能量守恒定律 B.子弹损失的动能等于s C.能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量 C.子弹与木块总机械能的损失等于尽 却可以凭空消失 D.子弹与木块总机械能的损失等于d D.能量耗散从能量的角度反映出自然界中的 4.关于能量和能源，下列说法正确的是( 宏观过程具有方向性 A由于自然界的能量守恒，所以不需要节约8.（多选）如图所示，一弹性 能源 轻绳（绳的弹力与其伸长 B.在利用能源的过程中，能量在数量上并未 量成正比)穿过固定的光 减少 滑圆环B,左端固定在A C,能量耗散说明能量在转化过程中没有方 点，右端连接一个质量为m 向性 的小球，A、B、C在一条水 D D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能 平线上，弹性绳自然长度 量可以被创造 为AB。小球穿过竖直固定的杆，从C点由静 5.“风光互补路灯”系统在有阳光时通过太阳能 止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离 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 为。已知小球在C点时弹性绳的拉力为， 储存起来，供路灯照明使用。该系统( g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数 A,只可以实现风能转化为电能 为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说 B.只可以实现太阳能转化为电能 法正确的是 () -208 A.小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦 A.弹簧弹性势能的最大值为mgh 力做功为”地 B.小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速 2 度比上滑的加速度小 B.若在D点给小球一个向上的速度，小球恰 C.小物块在坡道上往返运动的总路程 好回到C点，则v=√gh 为h C.若仅把小球质量变为2m,则小球到达D点 ucos 0 时的速度大小为动 D.小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大 D.若仅把小球质量变为2m,则小球向下运动 高度为号 到速度为零时的位置与C点的距离为2h 11.（多选)在工厂中常用如图所示的水平传送 9.（多选)2022年2月18日，我国选手谷爱凌荣 带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以 获北京冬奥会女子滑雪U形槽项目的冠军。 恒定的速度v=2m/s运行，质量为m= 如图所示，U形槽可简化成由AB、CD两个相 0.5kg的工件以o=1m/s的初速度从位置A 同的四分之一圆弧与BC水平雪道组成，BC 滑上传送带。工件与传送带之间的动摩擦因 与圆弧雪道相切。质量为m的谷爱凌（可视 数4=0.2，每当前一个工件在传送带上停止 为质点)从O点自由下落，由左侧A点进入U 相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取 形槽中，从右侧D点自由飞出后上升至Q点。 g=10m/s2,则下列说法中正确的是() 其中OA=h,QD=0.75h,圆弧半径R=2h。不 计空气阻力，下列判断正确的是 00 co 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 A.谷爱凌运动到A点的速度为√2gh C.摩擦力对每个工件做正功为0.75J B.谷爱凌首次运动到B点时，对B点的压力 D.每个工件与传送带间因摩擦产生的内能 为4mg 为1J C,谷爱凌由A到B过程损耗的机械能比C到12.（多选）质量为m的滑块在 D过程的大 水平面上以速率，撞上劲 WWWMm D.谷爱凌第二次离开U形槽后，最高能够到 LBGABCCCAKKKKK6666661660061666 度系数为k的轻质弹簧，当 达相对于A点0.5h的位置 滑块将弹簧压缩了x。时速度减小到零，然后 10.（多选)如图所示，固定坡道倾角为0，顶端距 弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面 光滑水平面的高度为h,一可视为质点的小 间的动摩擦因数为4，整个过程弹簧未超过 物块质量为m,从坡道顶端由静止滑下，经过 弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的 底端O点进人水平面时无机械能损失，为使 是 ( 小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面 A滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大 左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧 后减小 一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间 B.滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先 的动摩擦因数为u,重力加速度为g,则下列 减小后增大 说法正确的是 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 --2x0处 -209