高中物理2習(xí)題：7.10能量守恒定律與能源

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精10.能量守恒定律與能源基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是（)A。由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源B。在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少C.能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中沒有方向性D.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造解析：自然界的總能量是守恒的,能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,能量不可能被創(chuàng)造;在利用能源的過程中,能量在數(shù)量上并未減少,能量轉(zhuǎn)化具有方向性。答案：B2不同的物理現(xiàn)象往往反映出相同的物理規(guī)律。如圖所示的現(xiàn)象中在能量轉(zhuǎn)化方面的共同點(diǎn)是（)A。物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B。物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能C。其他形式的能量轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能D.物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：題圖中幾種現(xiàn)象的共同特點(diǎn)是物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,選項(xiàng)A正確。答案:A3（多選)下列對(duì)能量耗散的理解正確的是(）A。能量耗散說明能量在不斷減少B.能量耗散遵循能量守恒定律C。能量耗散導(dǎo)致能量可利用的品質(zhì)降低D。能量耗散是指其他形式的能量轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后,我們無法將分散在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用的現(xiàn)象答案：BCD4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铀俣龋?A。他的動(dòng)能減少了FhB。他的重力勢能增加了mghC。他的機(jī)械能減少了（F—mg）hD。他的機(jī)械能減少了Fh解析:由動(dòng)能定理,ΔEk=mgh—Fh，動(dòng)能減少了Fh-mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;他的重力勢能減少了mgh,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;他的機(jī)械能減少了ΔE=Fh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案:D5（多選)某人將一靜止在地面上的物體提到高空的過程中,重力做功W1，空氣阻力做功W2,人對(duì)物體做功W3,取地面重力勢能為零，則（）A。物體的重力勢能等于-W1B。物體的動(dòng)能等于W3—W2—W1C。物體的動(dòng)能等于W3+W2+W1D。物體的總機(jī)械能等于W3解析:根據(jù)功能關(guān)系,重力勢能的變化等于重力做功的負(fù)值,選項(xiàng)A正確;物體動(dòng)能的變化等于合外力做的總功,即ΔEk=W3+W2+W1,選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；物體機(jī)械能的變化等于除去重力之外其他力做的功，即ΔE=W3+W2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC6如圖所示，一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索,重為G,A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力,將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩的重心位置（）A.逐漸升高B.逐漸降低C。先降低后升高 D。始終不變解析:外力對(duì)繩索做正功，繩索的機(jī)械能增加,由于繩索的動(dòng)能不變，增加的必是重力勢能,重力勢能增加是重心升高的結(jié)果,故A正確.答案：A7質(zhì)量為m的鋼球以速度v落入沙坑，鋼球在沙坑中下陷的深度為d,重力加速度為g，求:（1）鋼球在沙坑中受到的阻力大小Ff;(2）鋼球下陷過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。解析：（1）鋼球在沙坑中下陷過程由動(dòng)能定理得mgd—Ffd=0-12mv2,(2)由能量守恒定律可知,內(nèi)能的增量等于鋼球機(jī)械能的減少量,故ΔE內(nèi)=mgd+答案:(1)mg+m8飛機(jī)場上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶,其俯視圖如圖所示?，F(xiàn)開啟電動(dòng)機(jī),傳送帶達(dá)到穩(wěn)定速度v后,將行李依次輕輕放在傳送帶上。若有n件質(zhì)量均為m的行李需要通過傳送帶運(yùn)送給旅客,已知行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在拐彎處行李做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,并且行李與傳送帶間無相對(duì)滑動(dòng)（忽略電動(dòng)機(jī)自身損失的能量)。則從傳送帶穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)到運(yùn)送完行李，電動(dòng)機(jī)要消耗的電能是多少?解析:傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Q=nmgμΔx由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Δx=x傳-x行=vt-又v=at=μgt聯(lián)立以上三式可得Q=根據(jù)題意可知,從傳送帶穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)到運(yùn)送完行李,電動(dòng)機(jī)要消耗的電能為E=Q+Ek=答案:nmv2能力提升1（多選)如圖,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為R的圓環(huán)頂點(diǎn)P,另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運(yùn)動(dòng)。設(shè)開始時(shí)小球置于A點(diǎn),彈簧處于自然狀態(tài),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v,對(duì)圓環(huán)恰好沒有壓力.下列正確的是（）A.從A到B的過程中,小球的機(jī)械能守恒B.從A到B的過程中,小球的機(jī)械能減少C。小球過B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為mg+mD.小球過B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈力為mg+m解析:運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功,小球的機(jī)械能減少，A錯(cuò)，B對(duì);由牛頓第二定律得F—mg=mv2R,故小球過B點(diǎn)時(shí),答案：BC2(多選）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)車的前輪裝上發(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。現(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（）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解析：當(dāng)關(guān)閉充電裝置,讓車自由滑行時(shí),自行車的動(dòng)能全部用來克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,有Ek=Ffx1，解得Ff=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=Ffx2+E電，故E電=Ek-Ffx2=200J。答案：AC3兩塊完全相同的木塊A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑水平桌面上。兩顆同樣的子彈以相同的水平速度射入兩木塊,穿透后子彈的速度分別為vA、vB,在子彈穿透木塊過程中因克服摩擦力產(chǎn)生的熱分別為QA、QB,設(shè)木塊對(duì)子彈的摩擦力大小一定，則()A。vA〉vB，QA〉QB B。vA〈vB，QA=QBC。vA=vB,QA〈QB D.vA〉vB,QA=QB解析:設(shè)子彈的初速度為v0，質(zhì)量為m，木塊的厚度為d，穿透過程中子彈所受阻力大小為f，未固定的木塊前進(jìn)了x,根據(jù)動(dòng)能定理：fd=12mv02-12mvA2,f(答案:D★4(多選）如圖所示,卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，下列說法正確的是(）A。F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和B。F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D。F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和解析:木箱加速上移的過程中,拉力F做正功，重力和摩擦力做負(fù)功，支持力不做功，由動(dòng)能定理得WF—WG—Wf=即WF=WG+Wf+選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，D正確；又因木箱克服重力做的功WG等于木箱增加的重力勢能，故C正確。答案:CD5一水電站，水流的落差為20m，水流沖擊水輪發(fā)電機(jī)后，水的勢能有20％轉(zhuǎn)化為電能，若發(fā)電機(jī)的功率為200kW，則每分鐘流下的水量是m3。

解析:設(shè)每分鐘流下的水量為V，則有ρVghη=Pt，即1×103kg/m3·V×10N/kg×20m×0.2=200×103W×60s,解得V=300m3。答案：3006傳統(tǒng)的能源——煤和石油在利用過程中將產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,而且儲(chǔ)量有限，有朝一日將要被開采盡,因此尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向.利用風(fēng)能發(fā)電即是一例。我國已建立了一定數(shù)量的風(fēng)能電站。假設(shè)某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速約為v=20m/s,設(shè)空氣密度為ρ=1。3kg/m3，如果把通過橫截面積為S=20m2的風(fēng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能,則利用上述已知量計(jì)算電功率的公式應(yīng)為P=，大小約為W(取一位有效數(shù)字)。

解析:P=12mv2t=12答案:7如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊放在水平地面上,現(xiàn)在對(duì)物塊施加一個(gè)大小為F的水平恒力，使物塊從靜止開始向右移動(dòng)距離x后立即撤去F，物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：(1）撤去F時(shí),物塊速度的大小。（2）撤去F后，物塊還能滑行多遠(yuǎn)。解析：（1）根據(jù)功能關(guān)系知，力F做的功等于物體克服摩擦力做功與物體增加的動(dòng)能之和，即Fx=μmgx+解得v=（2）設(shè)撤去F后物塊還能滑行的距離為x’,由能量守恒定律知，物體的動(dòng)能全部用來克服摩擦力做功，則1解得x’=答案:（1)8如圖所示，軌道ABC被豎直地固定在水平桌面上,A距離水平地面高H=0.75m，C距離水平地面高h(yuǎn)=0.45m.一質(zhì)量m=0。10kg的小物塊自A點(diǎn)從靜止開始下滑,從C點(diǎn)以水平速度飛出后落在水平地面上的D點(diǎn)。現(xiàn)測得C、D兩點(diǎn)的水平距離l=0。60m.不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。求：(1）小物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間。（2)小物塊從C點(diǎn)飛出時(shí)速度的大小。（3)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功。解析:(1)小物塊從C水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),由h=12gt2得小物塊從C到D（2)從C點(diǎn)