高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律單元測(cè)試 第7章第10節(jié)

第七章第十節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820547)()A．隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的B．太陽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)，說明能量可以憑空產(chǎn)生答案：C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，違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，A錯(cuò)。太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極少的一部分，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，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)物的能量來源是食物中儲(chǔ)存的生物質(zhì)能，C正確。所謂的“全自動(dòng)”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，只有當(dāng)人戴著手表活動(dòng)時(shí)，才能不斷補(bǔ)充能量，維持手表的運(yùn)行，如果把表放在桌面上靜置兩天，它一定會(huì)停擺的，D錯(cuò)。2．能源短缺和環(huán)境惡化指的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820548)()①煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān)，在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤炭和石油的開采是有限的，這叫能源短缺。②煤炭和石油資源是有限的，以今天的開采和消耗速度，石油儲(chǔ)藏將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)，這叫能源短缺。③煤炭和石油具有很大的氣味，在開采、存放和使用過程中這些氣味會(huì)聚集在空氣中污染空氣，使環(huán)境惡化。④大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時(shí)排出的有害氣體污染了空氣，改變了大氣成分，使環(huán)境惡化A．①③ B．①④C．②③ D．②④答案：D解析：煤炭和石油都是由幾億年以前的生物遺體形成的，這些能源不能再次生成，也不可重復(fù)使用，它們的儲(chǔ)量是有限的，并不是取之不盡、用之不竭的，這是所講的能源短缺，②正確；能源在使用時(shí)會(huì)排出有害氣體污染空氣，這是所講的環(huán)境惡化，④正確。故D正確。3．市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)。在陽光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)，能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽。該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820549)()A．太陽能→電能→機(jī)械能 B．太陽能→機(jī)械能→電能C．電能→太陽能→機(jī)械能 D．機(jī)械能→太陽能→電能答案：A解析：電池板中太陽能轉(zhuǎn)化為電能，小電動(dòng)機(jī)中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。4．溜溜球是一種流行的健身玩具，具有很濃的趣味性，備受學(xué)生的歡迎。溜溜球類似“滾擺”，對(duì)稱的左右兩輪通過固定軸連接(兩輪均用透明塑料制成)，軸上套一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，圓筒上系條長(zhǎng)約1m的棉線，玩時(shí)手掌向下，用力向正下方擲出溜溜球，當(dāng)滾到最低處時(shí)，輕抖手腕，向上拉一下繩線，溜溜球?qū)⒎祷氐侥愕氖稚?，如圖所示。溜溜球在運(yùn)動(dòng)過程中eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820550)()A．一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由于重力做功，溜溜球越轉(zhuǎn)越快，動(dòng)能不斷增大，溜溜球的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能B．在溜溜球上下運(yùn)動(dòng)中，由于發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，因此機(jī)械能守恒C．在溜溜球上下運(yùn)動(dòng)中，由于空氣阻力和繩子與固定軸之間摩擦力的作用，會(huì)損失一部分能量D．在溜溜球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)繩子將要開始向上纏繞時(shí)，輕抖手腕，向上拉一下繩子，給溜溜球提供能量答案：ACD解析：溜溜球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)由于重力做正功，動(dòng)能一定增大，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，選項(xiàng)A正確；溜溜球在上下運(yùn)動(dòng)的過程中由于有阻力做功，所以會(huì)損失一部分機(jī)械能，機(jī)械能不守恒，若不及時(shí)補(bǔ)充能量則上升的高度會(huì)越來越低，因此可在溜溜球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)輕抖手腕，向上拉一下繩子，給其補(bǔ)充能量，故選項(xiàng)C、D正確，B錯(cuò)誤。5．在體育比賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)。質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820551)()A．他的動(dòng)能減少了Fh－mgh B．他的重力勢(shì)能增加了mghC．他的機(jī)械能減少了(F－mg)h D．他的機(jī)械能減少了Fh答案：AD解析：由動(dòng)能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動(dòng)能減少了Fh－mgh，A選項(xiàng)正確；他的重力勢(shì)能減少了mgh，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；他的機(jī)械能減少了ΔE＝Fh；C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。二、非選擇題6．如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止。人與雪橇的總質(zhì)量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820552)(1)人與雪橇從A到B的過程中，產(chǎn)生的熱量是多少？(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小。(g＝10m/s2)位置ABC速度(m/s)2．012．00時(shí)刻(s)0410答案：(1)9100J(2)140N解析：(1)從A到B的過程中，人與雪橇損失的機(jī)械能為ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱量Q＝ΔE＝(70×10×20＋eq\f(1,2)×70×22－eq\f(1,2)×70×122)J＝9100J(2)人與雪橇在BC段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(vC－vB,t)＝eq\f(0－12,10－4)m/s＝－2m/s2根據(jù)牛頓第二定律f＝ma＝70×(－2)N＝－140N。7．如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測(cè)量?jī)x，可測(cè)量輪胎與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)，其主要部件有：底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿。擺錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，擺錘重心到O點(diǎn)距離為L(zhǎng)。測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放。擺錘到最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s?L)，之后繼續(xù)擺至與豎直方向成θ角的最高位置。若擺錘對(duì)地面的壓力可視為大小為F的恒力，重力加速度為g，求eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820553)(1)擺錘在上述過程中損失的機(jī)械能；(2)在上述過程中摩擦力對(duì)擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案：(1)mgLcosθ(2)－mgLcosθ(3)eq\f(mgLcosθ,Fs)解析：(1)由功能關(guān)系知，損失的機(jī)械能為ΔE＝E1－E2＝mgLcosθ(2)上述過程中只有摩擦力對(duì)擺錘做功，故摩擦力對(duì)擺錘做的功為Wf＝－mgLcosθ(3)由功的概念Wf＝Ffs＝－μFs，所以有－μFs＝－mgLcosθ，得μ＝eq\f(mgLcosθ,Fs)能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820554)()A．緩沖器的機(jī)械能守恒B．摩擦力做功消耗機(jī)械能C．墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能答案：B解析：在撞擊緩沖過程中，摩擦力和彈力做負(fù)功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和內(nèi)能，機(jī)械能不守恒，B正確，A、C、D不正確。2．如圖所示是某類潮汐發(fā)電示意圖。漲潮時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫蓄水，待水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門(如圖甲)，落潮時(shí)，開閘放水發(fā)電(如圖乙)。設(shè)海灣水庫面積為5．0×108m2，平均潮差為3．0m，一天漲落潮兩次，發(fā)電機(jī)的平均能量轉(zhuǎn)化效率為10%，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(ρ海水＝1．0×103kg/m3，g取10m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820555A．2．6×104kW B．5．2×104kWC．2．6×105kW D．5．2×105kW答案：B解析：放水發(fā)電時(shí)，海水的重力勢(shì)能減少，其中10%轉(zhuǎn)化為電能。一天內(nèi)提供的重力勢(shì)能為Ep＝2mgh＝2ρVgh＝2×1．0×103×5．0×108×3．0×10×1．5J＝4．5×1013J，則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率為P＝eq\f(Ep×10%,24×3600s)≈5．2×104kW。故選項(xiàng)B正確。3．如圖，木塊m放在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，子彈受到的平均作用力為f，射入深度為d，此過程中木塊移動(dòng)了s，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820556)()A．子彈損失的動(dòng)能為fsB．木塊增加的動(dòng)能為f(s＋d)C．子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加D．子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為fd答案：D解析：子彈克服阻力做功為Wf＝f(s＋d)，子彈損失的動(dòng)能為f(s＋d)，A錯(cuò)；f對(duì)木塊做的功為Wf′＝fs，木塊增加的動(dòng)能為fs，B錯(cuò)；由功能關(guān)系知，子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，C錯(cuò)；子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于fd，D正確。4．(杭州二中2023～2023學(xué)年高一檢測(cè))如圖所示是流星在夜空中發(fā)出的明亮光焰，此時(shí)會(huì)有人在內(nèi)心里許下一個(gè)美好的愿望。有些流星是外太空物體被地球強(qiáng)大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦產(chǎn)生的。下列相關(guān)說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820557)()A．形成流星的物體同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．引力對(duì)形成流星的物體做正功，其動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒C．當(dāng)形成流星的物體的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時(shí)，形成流星的物體做曲線運(yùn)動(dòng)D．形成流星的物體進(jìn)入大氣層后做斜拋運(yùn)動(dòng)答案：AC解析：形成流星的物體同空氣摩擦?xí)r部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A正確；引力對(duì)形成流星的物體做正功，除了重力之外還有其他力做功，機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；當(dāng)形成流星的物體的速度方向與空氣阻力和重力的合力方向不在同一直線上時(shí)，形成流星的物體做曲線運(yùn)動(dòng)，C正確；由于存在空氣阻力及重力加速度變化，故D錯(cuò)誤。5．(南陽一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期檢測(cè))構(gòu)建和諧、節(jié)約型社會(huì)的思想深得民心，也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動(dòng)充電式電動(dòng)車就是很好的一例：將電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接，當(dāng)電動(dòng)車滑行時(shí)，就可以向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來?，F(xiàn)有某人騎車以500J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線①所示；第二次啟動(dòng)充電裝置。其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線②所示，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820558)()A．電動(dòng)車受到的摩擦阻力為50NB．電動(dòng)車受到的摩擦阻力為83NC．第二次啟動(dòng)充電裝置，向蓄電池所充的電能是200JD．第二次啟動(dòng)充電裝置，向蓄電池所充的電能是300J答案：AC解析：當(dāng)關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行時(shí)，電動(dòng)車的動(dòng)能全部用來克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有Ek＝fs1，解得f＝50N；當(dāng)啟動(dòng)充電裝置滑行時(shí)，自行車的動(dòng)能一部分克服摩擦力做功，另一部分轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能，根據(jù)能量守恒有Ek＝fs2＋E電，故E電＝Ek－fs2＝200J。二、非選擇題6．(福建師大附中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，質(zhì)量為m的工件，從高h(yuǎn)的光滑曲面上由靜止下滑，水平向右進(jìn)入傳送帶，傳送帶以v0＝eq\r(2gh)速度勻速向左運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)L，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(h,2L)。求：(1)物體離開傳送帶時(shí)的速度。物體是從傳送帶的左邊還是右邊離開傳送帶？(2)物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的熱能。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820559)答案：(1)eq\r(gh)；右邊(2)eq\f(5－2\r(2),2)mgh解析：(1)設(shè)工件從傳送帶右邊離開，工件到達(dá)傳送帶右邊時(shí)速度大小為v，則mgh－μmgL＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(gh)＞0∴工件從傳送帶右邊離開(2)工件到達(dá)傳送帶時(shí)速度大小為v＇，在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為tmgh＝eq\f(1,2)mv′2v＇－v＝ata＝μg產(chǎn)生的熱量Q＝μmg(v0t＋L)由以上各式解得Q＝eq\f(5－2\r(2),2)mgh7．風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(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。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820560)(1)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r。求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm；(2)已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與Pm成正比。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v1＝9m/s時(shí)能夠輸出電功率P1＝540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v2＝6m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí)。試估算這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)