高中物理 第10章 第6节 能源和可持续发展同步练习 新人教版选修33.docx

1、高中物理 第10章 第6节 能源和可持续发展同步练习 新人教版选修332019-2020年高中物理 第10章 第6节 能源和可持续发展同步练习 新人教版选修3-3一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1以下说法正确的是()A煤、石油、天然气等燃烧时可放出氧气B汽油是一种清洁能源C水能是可再生能源D煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的答案：C解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的，燃烧时放出二氧化碳，A错；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错。2下列供热方式最有利于环境保护的是()A用煤做燃料供

2、热B用石油做燃料供热C用天然气或煤气做燃料供热D用太阳能灶供热答案：D解析：煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能。但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧不充分，使得废气中所含粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气。而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，答案应选D。3人类只有一个地球，我们要保护赖以生存的环境。试完成以下三个题目：(1)下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题()A酸雨 B臭氧层的破坏C人口的急剧增长 D温室效应(2)酸雨的形成主要是由于()A大气中CO2含量的增加B大气中SO2含量的增加C乱砍滥伐森林，破坏生态环境D大气中氟利昂含量增加(3)大气臭氧层()A能大量反射

3、太阳辐射中的紫外线，所以那里的温度较低B能散射太阳光中的紫外线，使地面生物免受紫外线之害C是大气层中存在臭氧的唯一场所，我们应该加以保护D吸收大量的太阳紫外线，减少到达地面的紫外线辐射答案：(1)C(2)B(3)D4下列叙述中正确的是()A煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一答案：ACD解析：煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，所以A正确；氟利昂会使臭氧层遭到破坏，但无氟冰箱不含氟利昂，所以B错误；引起温室效应的气体有很多，但

4、在大气中CO2含量最大，所以CO2含量增多是引起温室效应的主要原因，C正确；“白色污染”物是一些不易分解的化工材料，所以亟待解决，如近几年国家发布“限塑令”就是为解决“白色污染”所采取的有效措施，故D正确。二、非选择题5在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验。某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；(d)玻璃板一块(约1m2)。如图所示。假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述

5、实验器材按实验设计要求画在下图中。如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量t间的关系是Qcmt，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、t外，还应测量的物理量是_，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：_。答案：实验图示如下：还应测时间T(或t)解析：产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收(或水吸收的太阳能还有一部分损失等)6某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多少？答案：3.4k

6、W解析：首先可以求在时间t内作用于风车的气流质量为mr2vt，这些气流的动能为mv2，转变的电能为Emv210%，故风车带动电动机功率为Pr2v310%代入数据以后得P3.4kW能力提升一、选择题(单选题)1柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标。有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关

7、于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确答案：B解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低。故B正确。2.凡是能提供某种形式能量的物质，或是物质各种各样的运动，统称为能源，下面是一组关于能源的问题，请完成下列题目。(1)“能源分类的相关图”如

8、图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是()A煤炭、石油、天然气B水能、生物质能、天然气C太阳能、风能、生物质能D地热能、海洋能、核能(2)煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是()A可再生能源，取之不尽，用之不竭B不可再生能源，用一点，少一点C来自太阳辐射的能源D污染环境的能源(3)煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是()A太阳辐射能化学能热能B太阳辐射能机械能电能C生物质能电能化学能热能D太阳辐射能机械能化学能答案：(1)C(2)C(3)A3CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射。大气中CO2浓度的增加，能使地表温度因受太阳辐射而上

9、升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样。因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖。(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为()A光热效应 B光电效应C光气效应 D温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是()A大量植物和生物物种灭绝B大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C人口剧增，呼出的二氧化碳增多D自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)为了减缓CO2浓度的增加，可以采取的措施有()A禁止使用煤、石油和木柴B开发使用核能、太阳能和天然气C将汽车燃料由汽油改为液化石油气D植树

10、造林答案：(1)D(2)B(3)D解析：大气中CO2浓度的增加，导致了温室效应；为了缓解这种局面，一方面要尽量少使用煤、石油等常规能源，另一方面要开发利用新能源并植树造林改善环境。二、非选择题4太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中。晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告： (1)晓阳家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25加热到45需要多长时间？(2)与效率为80%的电热水器相比

11、，晓阳家每天可节约多少电能？答案：(1)3.9h(2)2.9kWh解析：(1)设T为光照时间，k1.0103J/(sm2)，Q吸cm(tt0)4.210310020J8.4106J太阳能热水器传给水的热量Q放kST因为Q吸Q放，所以Ts1.4104s3.9h(2)由Q电W1得WJ1.05107J2.9kWh2019-2020年高中物理 第11章 机械振动限时检测 新人教版选修3-4一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1手机是常用的通

12、信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的()答案：A解析：B、C、D中图形均为中心对称图形，转动起来不会引起振动。2装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()答案：D解析：试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时，向上提起的距离就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D。3.如图所示，光

13、滑轨道的半径为2m，C点为圆心正下方的点，A、B两点与C点相距分别为6cm与2cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时释放，则两小球相碰的位置是()AC点 BC点右侧CC点左侧 D不能确定答案：A解析：由于半径远大于运动的弧长，小球都做简谐运动，类似于单摆。因为在同一地点，周期只与半径有关，与运动的弧长无关，故两球同时到达C点，故选项A正确。4(青州市xxxx学年高二下学期检测)如图甲所示，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图乙是振子做简谐运动时的位移时间图象，则关于振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是()答案：C解析：加速度与位移关系a，而xAsin(t)，所

14、以aAsin(t)，则可知加速度时间图象为C项所示。5(银川一中xxxx学年高二下学期期中)一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A质点振动频率是4HzB在10s内质点经过的路程是20cmC第4s末质点的速度是零D在t1s和t3s两时刻，质点位移大小相等，方向相同答案：B解析：由振动图象可知，质点振动的周期是4s，频率为0.25Hz，故选项A错误。振幅为2cm，每周期质点经过的路程为4A,10s为2.5个周期，经过的路程为2.54A10A20cm，选项B是正确的，4s末质点在平衡位置速度最大，故选项C错误。在第t1s和t3s两时刻，质点分别在正最大位移和负最大位移，大小相等、方向

15、相反，故选项D错误。6(北京市房山区周口店中学xxxx学年高二下学期期中)如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长。物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J，对于这段过程有如下说法：物体的动能增加1.0JC点的位置可能在平衡位置以上D点的位置可能在平衡位置以上物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置以上说法正确的是()A和 B和C和 D只有答案：A解析：由于系统机械能守恒，由弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J，则可知动能减少1.0J，故错误

16、；由于到D点的时候动能已经减少了，故D之前到达了平衡位置，C也在D之前，故C有可能在平衡位置以上，故正确；由的分析知，D不可能在平衡位置以上，故错误；由于只知道D位置是在平衡位置以下，但是可能是速度减小到零，返回来又经过D位置，故物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置，故正确。7铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法正确的是()A列车的危险速率为40m/sB列车过桥需要减速，是为了防止

17、列车发生共振现象C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D增加钢轨的长度有利于列车高速运行答案：ABD解析：对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率v40m/s，A正确。为了防止共振现象发生，过桥时需要减速，B正确。由v知L增大时，T不变，v变大，所以D正确。8如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲、乙两个振子质量相等，则()A甲、乙两振子的振幅分别为2cm、1cmB甲、乙两个振子的相位差总为C前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值D第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大答案：AD解析：两振子的振幅A甲2cm，A乙1cm，A对

18、；两振子的频率不相等，相位差为一变量，B错；前2秒内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，C错；第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，D对。9如图所示是用频闪照相的方法拍摄到的一个弹簧振子的振动情况，图甲是振子静止在平衡位置时的照片，图乙是振子被拉到左侧距平衡位置20cm处放手后向右运动周期内的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则下列说法正确的是()A该振子振动的周期为1.6sB该振子振动的周期为1.2sC振子在该周期内做加速度逐渐减小的变加速运动D从图乙可以看出再经过0.2s振子将运动到平衡位置右侧10cm处答案：BC解析：相邻两次频闪的时间间隔ts0.1s，由题图乙

19、可知3t，则振子振动的周期为T1.2s，选项B对，A错；振子在该周期内受到弹簧的弹力逐渐减小，加速度减小，选项C对；由振动方程x20sintcm，当t0.2s，x10cm，选项D错。10(曲阜师大附中xxxx学年高二下学期检测)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是()A若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线表示月球上单摆的共振曲线B若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1 l225 4C图线若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1mD若摆长均为1m，则图线是在地球上完成的答案：ABC解析：图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频

20、率相等，从图线上可以看出，两单摆的固有频率，f10.2Hz，f20.5Hz，根据周期公式可得f，当两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时，g越大，f越大，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以图线表示月球上单摆的共振曲线，选项A正确。若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则g相同，两次摆长之比l1 l2 25 4，所以选项B正确。图线若是在地球上完成的，将g9.8m/s2和f20.5Hz代入频率的计算公式可解得l21m，所以选项C正确，D错误。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分)如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物

21、体的振动图线。从三个图线可知，这三个物体振动的共同特点是具有 _，三个物体中，最简单的振动是 _。图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8cm/s，则此人的心率是 _次/分。答案：周期性弹簧振子的振动67.5解析：由图可看出，三个物体振动的共同特点是都具有周期性，弹簧振子的图线是简谐运动的图线，是最简单的振动；心脏跳动的频率为1.860/(0.53.2)次/分67.5次/分。 12(6分)有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周

22、期T和摆长L的关系。然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2L图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是 _(填“A”或“B”)。另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知两单摆摆长之比 _，在t2s时b球振动方向是： _(填“y”或“y”)。答案：B；4 9；y解析：T2L图线的斜率为，南开大学所处纬度高，重力加速度大，对应斜率小，故B图线为去南开大学的同学所作。由图乙可知，又T2L，则。由图象可看出t2s时b的振动方向沿y轴正向。13(7分)(福建省四地六校xxxx学

23、年高二下学期联考)某同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则：(1)该单摆摆长为 _cm，秒表所示读数为 _s。(2)如果他测得的g值偏小，可能的原因是 _。A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了C开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将49次全振动次数记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出几组对应的l与T的数据，然后建立以l为横坐标、以T2为纵坐标的直角坐标系，根据数据描点并连成直线

24、，如图所示。求得该直线的斜率为k，则重力加速度g _。(用k表示)答案：(1)98.5099.8(2)B(3) 解析：(1)摆长ll98.50cm，t99.8s。(2)由单摆周期公式T2，得g，所以l偏大，则g偏大；t偏大，则g偏小；t偏小，则g偏大；n偏大，则g偏大。故选项B正确。(3)由单摆周期公式可得T2，那么图中直线斜率k，所以g。三、论述计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(9分)正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶

25、的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点时用30s；球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为1m，当地重力加速度g取2(m/s2)；根据以上数据求房顶到窗上沿的高度。答案：3.0m解析：T3.0s，T(22)，解得h3.0m15(10分)如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式。(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s的总位移

26、是多少？路程是多少？答案：(1)x5 sint(cm)(2)见解析(3)0；5 m解析：(1)由振动图象可得：A5 cm，T4 s，0则rad/s，故该振子做简谐运动的表达式为：x5 sint(cm)(2)由图可知，在t2 s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大。当t3 s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。(3)振子经过一个周期位移为零，路程为54 cm20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s振子位移x0，振子路程s2025 cm500 c

27、m5 m。16(11分)(海岳中学xxxx学年高二下学期质检)如图所示，A、B叠放在光滑水平地面上，B与自由长度为L0的轻弹簧相连，当系统振动时，A、B始终无相对滑动，已知mA3m，mBm，当振子距平衡位置的位移x时，系统的加速度为a，求A、B间摩擦力Ff与位移x的函数关系。答案：Ffx解析：设弹簧的劲度系数为k，以A、B整体为研究对象，系统在水平方向上做简谐运动，其中弹簧的弹力作为系统的回复力，所以对系统运动到距平衡位置时，有k(mAmB)a由此可得k当系统的位移为x时，A、B间的静摩擦力为Ff，此时A、B具有共同加速度a，对系统有kx(mAmB)a对A有FfmAa由式得Ffx17(12分)

28、将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O点为单摆的悬点，现将小球(可视为质点)拉到A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中B点为运动中最低位置。AOBCOB，小于10且是未知量，图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线，且图中t0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息(g取10m/s2)，求：(1)单摆的周期和摆长；(2)摆球质量及摆动过程中的最大速度。答案：(1)0.4s0.4m(2)0.05kg0.283m/s解析：(1)由图乙可知：单摆周期T0.4s由公式T2可求得摆长l0.4m。(2)mgcosFmin0.495Nmg(llcos)mvFmaxmgm解得m0.05kg，vm0.283m/s。