貴州省2018_2019學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律7.10能量守恒定律與能源同步測(cè)試新人教版.docx

10 能量守恒定律與能源演練提升夯基達(dá)標(biāo)1.騎自行車上坡前往往是加緊蹬幾下,這樣做是為了 ( ) A.增大車的慣性 B.增大車的沖力 C.增大車的動(dòng)能 D.增大車的勢(shì)能 解析:上坡過(guò)程中,自行車的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,開(kāi)始的動(dòng)能越大,就越能順利上坡。故上坡前應(yīng)緊蹬幾下,提高車速,以便增加動(dòng)能。 答案:C 2.自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小,下列說(shuō)法正確的是( ) A.機(jī)械能守恒 B.能量正在消失 C.只有動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化 D.減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒 解析:擺動(dòng)過(guò)程中,由于要克服阻力做功,機(jī)械能減少,所以D正確。 答案:D 3.試說(shuō)明下列現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的。 (1)在水平公路上行駛的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后,速度越來(lái)越小,最后停止。 (2)電風(fēng)扇通電后開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),斷電后轉(zhuǎn)動(dòng)著的風(fēng)扇又慢慢停下來(lái)。 (3)火藥爆炸產(chǎn)生燃?xì)?子彈在燃?xì)獾耐苿?dòng)下從槍膛發(fā)射出去,射穿一塊鋼板,速度減小。 (4)用柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,供給電動(dòng)水泵抽水,把水從低處抽到高處。 解答:(1)在水平公路上行駛的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后,速度越來(lái)越小,最后停止。這一過(guò)程,汽車所受的阻力做負(fù)功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (2)電風(fēng)扇通電后開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),電流做功,電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,另有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;斷電后轉(zhuǎn)動(dòng)著的風(fēng)扇又慢慢停下來(lái),阻力做負(fù)功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (3)火藥爆炸產(chǎn)生燃?xì)?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;子彈在燃?xì)獾耐苿?dòng)下從槍膛發(fā)射出去,推力做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;子彈射穿一塊鋼板,速度減小,阻力做負(fù)功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 (4)用柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,又轉(zhuǎn)化為電能;發(fā)電機(jī)發(fā)電后供給電動(dòng)水泵抽水,電流做功,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電動(dòng)水泵把水從低處抽到高處,水泵對(duì)水做功,使水泵的機(jī)械能傳遞給水。 4.下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散( ) A.利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B.電能在燈泡中變成光能 C.電池的化學(xué)能變成電能 D.火爐把屋子烤暖 解析:能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后,不能再被收集起來(lái)重新利用。 答案:D 能力提升5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.隨著科技的發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的 B.太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了 C.”既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,因而是不可能的 D.有種”全自動(dòng)”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動(dòng),說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 解析:永動(dòng)機(jī)是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對(duì)外做功的裝置,歷史上曾出現(xiàn)過(guò)各式各樣的所謂永動(dòng)機(jī)的發(fā)明,結(jié)果都以失敗告終,原因就是違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。人類只能發(fā)現(xiàn)規(guī)律、利用規(guī)律,但絕不可以創(chuàng)造規(guī)律、改變規(guī)律,違背規(guī)律行事,即使以后科技再發(fā)達(dá),也要受自然規(guī)律的制約,所以永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)不可能制成的,A錯(cuò)。 太陽(yáng)輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,就形成了風(fēng)云雨雪,使萬(wàn)物生長(zhǎng)。但輻射到星際空間的能量也沒(méi)有消失,一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯(cuò)。 馬和其他動(dòng)物,包括人要運(yùn)動(dòng),必須消耗能量,動(dòng)物的能量來(lái)源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能,C正確。 所謂”全自動(dòng)”手表內(nèi)部還是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,一般是一個(gè)擺錘,當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí),使擺錘不停擺動(dòng),給游絲彈簧補(bǔ)充能量,才會(huì)維持手表的走動(dòng)。如果把這種表放在桌面上靜置兩天,它一定會(huì)停擺的,D錯(cuò)。 答案:C 6.運(yùn)動(dòng)員把原來(lái)靜止的足球踢出去,使足球獲得100 J的動(dòng)能。則在運(yùn)動(dòng)員踢球的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員消耗的體能( ) A.等于100 J B.大于100 J C.小于100 JD.無(wú)法確定 解析:原來(lái)靜止的足球獲得了100 J的動(dòng)能,說(shuō)明在踢球過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做了100 J的功,有100 J的體能(即體內(nèi)的化學(xué)能)轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能;同時(shí)運(yùn)動(dòng)員在踢球的過(guò)程中,由于自身的劇烈運(yùn)動(dòng),也要消耗一部分體能。所以,運(yùn)動(dòng)員消耗的體能大于100 J。 答案:B 7.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,并從中穿出。對(duì)于這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B.子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 C.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和 D.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和 解析:子彈射穿木塊的過(guò)程中,由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少,木塊獲得動(dòng)能,同時(shí)產(chǎn)生熱量,且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失。A選項(xiàng)漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能,C選項(xiàng)應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加。 答案:BD 8.如圖所示,質(zhì)量為m的小物體A以水平速度從左側(cè)沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l置于光滑水平面C上的木板B,剛好不從木板上掉下,已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為此時(shí)木板對(duì)地位移為x,在這一過(guò)程中,求: (1)木板增加的動(dòng)能; (2)小物體減少的動(dòng)能; (3)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。 解析:(1)滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板B做正功,根據(jù)動(dòng)能定理得 解得木板增加的動(dòng)能。 (2)滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體A做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理得 解得小物體減少的動(dòng)能。 (3)系統(tǒng)內(nèi)能的增量為 或系統(tǒng)內(nèi)能的增加等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少, 即。 答案: 拓展探究9.風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等,如圖所示,試分析下列問(wèn)題: (1)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過(guò)的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為氣流速度為v,風(fēng)輪葉片長(zhǎng)度為r。求t時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能;在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下,要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間內(nèi)接受的風(fēng)能,簡(jiǎn)述可采取的措施。 (2)一般強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速約為v=20 m/s,空氣密度為1.3 kg/。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)扇葉在空間掃過(guò)橫截面積為60 m,發(fā)電機(jī)能將其中風(fēng)能的4%轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)電功率的大小約為 。 A. WB. W C. WD. W (3)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率P與成正比。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速 m/s時(shí)能夠輸出的電功率 kW。我國(guó)某地區(qū)風(fēng)速不低于 m/s的時(shí)間每年約為5 000小時(shí),試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)。 解析:(1)如圖所示,在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)輪的空氣是以S為截面積、vt為長(zhǎng)度的一段圓柱體,t時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)輪的空氣的圓柱質(zhì)量為則t時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能為:。 由上式可知