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2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第三册章节（21）能源与可持续发展
1.质量为的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响物体，下落的加速度为，在物体下落高度的过程中，下列说法正确的是(
)
A．物体的动能增加了
B．物体的机械能减少了
C．物体克服阻力所做的功为
D．物体的重力势能减少了
2.如图,质量为的小车静止于光滑的水平面上,小车上部分是半径的四分之一光滑圆弧,部分是粗糙的水平面，今把质量为的小物体从点由静止释放,小物块与部分间的动摩擦因数为,最终小物体与小车相对静止于之间的点,则间距离随各量变化的情况是(
)
A.其他量不变,越大越小
B.其他量不变,越大越小
C.其他量不变,越大越小
D.其他量不变,越大越小
3.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为，其左边缘点比右边缘点高。若摩托车经过点时的动能为，它会落到坑内点。与的水平距离和高度差均为；若经过点时的动能为，该摩托车恰能越过坑到达点。则等于(
)
A.20
B.18
C.9.0
D.3.0
4.小车静置于光滑的水平面上，小车的端固定一个水平轻质小弹簧，端粘有橡皮泥，小车的质量为，长为，质量为的木块放在小车上，用细绳连接于小车的端并使弹簧压缩(细绳未画出)，开始时小车与都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块离开弹簧向端冲去，并跟端橡皮泥粘在一起，以下说法中错误的是(
)
A．由于水平面光滑，整个系统任何时刻动量都守恒
B．当木块相对地面运动的速度大小为时，小车相对地面运动的速度大小为
C．小车向左运动的最大位移为
D．小车向左运动的最大位移为
5.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程(
)
A.动能增加
B.机械能增加
C.重力势能增加
D.电势能增加
6.如图所示，在竖直平面内有一个半径为的圆弧轨道。半径水平、竖直，一个质量为的小球自正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力，已知，重力加速度为，则小球从到的运动过程中克服摩擦力做功(
)
A．
B．
C．
D．
7.下列能源中属于常规能源的是(
)
A.太阳能
B.地热能
C.核能
D.天然气
8.电机把一次能源转换为机械能的过程是：一次能源　　电能　　机械能.(
)
A.发电机，电动机
B.电动机，发电机
C.发电机，发电机
D.电动机，电动机
9.诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象……这条定律就是
(
)
A.牛顿第一定律
B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律
D.能量守恒定律
10.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.从始运动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
11.下列有关功的叙述中，正确的是(
).
A.功是能量转化的量度
B.功是能量的量度
C.功的正负表示功的方向不同
D.功的正负表示功的大小
12.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
13.你看见过杂技里的蹦床表演吗？演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起，在这个过程中，发生的能量转化顺序是(
)
A.重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能
B.动能——弹性势能——重力势能
C.势能——动能——势能——动能
D.动能——弹性势能——动能——重力势能
14.关于功和能，下列说法中错误的是(
).
A.功和能的单位相同，它们的概念也相同
B.做功的过程就是物体能量的转化过程
C.做了多少功，就有多少能量发生了转化或转移
D.各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，能的总量是守恒的
15.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
16.如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球下落的轨迹如图中虚线所示，轨迹与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于两点，在同一水平线上，，A点距离的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试求：
（1）小球通过C点的速度大小；
（2）小球由A点到C点的过程中电势能的增加量.
17.某高中兴趣学习小组成员在学习完必修1与必修2教材内容后，设计出如图所示的实验.为一水平弹射器，弹射口为A.为一光滑曲杆，其中水平，为竖直杆（长度可调节），为四分之一圆弧形杆，其圆心为，半径为，杆的各处均平滑连接.D的下方水平放置一块橡皮泥板，长度足够长（E在D正下方）.现让弹射器弹射出一质量的小环，小环从弹射口A射出后沿光滑曲杆运动到D处飞出，不计小环在各个连接处的能量损失和空气阻力.已知弹射器每次弹射出的小环具有相同的初速度.若某次实验中小组成员调节的高度为，测得小环从D处飞出的速度，求：
（1）弹射器释放的弹性势能及小环在D处对圆弧形杆的压力；
（2）小环的落地点离E的距离；（已知小环落地时与橡皮泥板接触后不再运动）
（3）若不改变弹射器所具有的弹性势能，改变的高度，使h在0~2
m之间，求小环落在橡皮泥板上的范围.
18.能量转化形式多种多样，在下列现象中，是什么形式的能量转化成什么形式的能量.
(1)摩擦生热______；
(2)气体膨胀做功______；
(3)水轮机带动发电机发电______；
(4)电动机带动水泵______；
(5)用打气筒给轮胎打气______；
(6)植物的光合作用______
19.运动员将质量为的杠铃举高2
m，他做了________J的功，由________能转化为________.(g取)
参考答案
1.答案：A
解析：本题考查动能定理、机械能守恒定律、摩擦力做功。下落阶段，物体受重力和摩擦力，由动能定理，即，，可求，选项A正确；机械能减少量等于克服摩擦力所做的功，选项B、C错误；重力势能的减少量等于重力做的功，选项D错误
2.答案：D
解析：根据能量守恒，所以与无关，越大，越大，越大越小，所以ABC错误；D正确。
3.答案：B
4.答案：D
5.答案：B
解析：小球动能的增加量为，A错误；小球在竖直方向上的分运动为匀减速直线运动，到N时竖直方向的速度为零，则两点之间的高度差为，小球重力势能的增加量为，C错误；电场力对小球做正功，则小球的电势能减少，由能量守恒定律可知，小球减少的电势能等于重力势能与动能的增加量之和，则电势能的减少量为，D错误；功能关系可知，除重力外的其他力对小球所做的功在数值上等于小球机械能的增加量，即，B正确。
6.答案：C
7.答案：D
解析：常规能源是已能大规模生产和广泛利用的一次能源，故天然气是常规能源；太阳能和地热能还有核能还没有大规模使用，是新能源；故选D.
8.答案：A
解析：发电机是将其他能量转化为电能的装置；电动机是将电能转化为机械能输出的装置；故选A.
9.答案：D
解析：牛顿定律只适用于宏观物体的低速运动，具有局限性；物理学家从千差万别的自然现象中抽象出一个贯穿其中的物理量：能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，支配着至今所知的一切现象，这条定律即能量守恒定律；
A.牛顿第一定律，与结论不相符，选项A错误；
B.牛顿第二定律，与结论不相符，选项B错误；
C.牛顿第三定律，与结论不相符，选项C错误；
D.能量守恒定律，与结论相符，选项D正确；
故选D.
10.答案：D
解析：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。
11.答案：A
解析：A.做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，功是能量转化的量度，选项A正确；
B.功是能量转化的量度，做了多少功，就有多少能量发生转化，但并不意味着有多少能量，因此不能说功是能量的量度，选项B错误；
C.功是标量，功不存在方向，选项C错误；
D.功的正负表示能量转移的方向，选项D错误。
故选A。
12.答案：C
解析：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。
13.答案：A
解析：演员在高处具有重力势能，从高初跳落下时重力势能减少，动能增加，到蹦床上后，动能减少，蹦床的弹性势能增加，又被弹起时，弹簧的弹性势能减少，演员的动能增加，离开蹦床后再往上的过程是演员的动能减少，重力势能增加。因此演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起，在这个过程中，发生的能量转化顺序为重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能，选项A正确，BCD错误。
故选A。
14.答案：A
解析：A.功和能的单位相同，但它们的物理意义不同，功是过程量，能是状态量，选项A说法错误；
B.
做功的过程就是物体能量的转化过程，选项B说法正确；
C.
功是能量转化的量度，做了多少功，就有多少能量发生转化或转移，选项C说法正确；
D.各种不同形式的能量可以互相转化，而且在转化过程中，总能量是守恒的，选项D说法正确。
本题选择错误的，故选A。
15.答案：B
解析：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。
16.答案：（1）在以正电荷为圆心的圆上，故两点电势相等，小球由B点到C点的过程中电场力做的功为零.
由动能定理得
解得小球通过C点的速度大小.
（2）小球由A点到C点的过程中只有重力和电场力做功，根据动能定理得
联立解得电场力做的功
根据电势能变化与电场力做功的关系得电势能的增加量
.
解析：
17.答案：（1）根据能量守恒定律可得
对小环在最高点D时受力分析可得，解得
根据牛顿第三定律知，小环对杆的压力大小为7
N，方向竖直向上.
（2）小环离开杆后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由可得
故.
（3）小环刚好到达D点的临界条件为，解得
此时落地点为E.改变h，小环做平抛运动，分析可得小环水平方向位移应有最大值，根据能量守恒定律可得
小环自由下落的时间
小环的水平位移
联立并代入数据可得
由数学知识可知，当时小环的水平位移最大，最大位移.故小环落地点在离E点水平向右0～1.8
m的范围内.
解析：
18.答案：（1）机械能转化为内能（2）内能转化为机械能（3）机械能转化为电能（4）电能转化为机械能（5）机械能转化为内能（6）光能转化为化学能
解析：
(1)摩擦生热，动能即机械能转化为内能；
(2)气体膨胀做功，气体的内能转化为活塞的机械能；
(3)轮机带动发电机发电，水轮机带动发电机转动的机械能转化为电能输出；
(4)电动机带动水泵把水抽到高处，水泵将电能转化为水的机械能；
(5)用打气筒给轮胎打气，活塞的动能转化为气体的内能；
(6)植物的光合作用，将光能转化为化学能；
19.答案：3000;化学能;机械能
解析：运动员举高杠铃的过程中克服重力做功为：
150×10×2J=3000J
这些功全部由其化学能转化而来。
这些化学能转化为杠铃的机械能。

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