高中物理人教版第七章機械能守恒定律單元測試 第7章第10節(jié)

第七章第十節(jié)基礎夯實一、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(導學號00820547)()A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B．太陽照射到地球上的光能轉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”違背了能量轉化和守恒定律，因而是不可能的D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產生答案：C解析：永動機是指不消耗或少消耗能量，而可以大量對外做功的裝置，違背了能量轉化和守恒定律，A錯。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，一定是轉化成了別的能量，B錯。馬和其他動物，包括人要運動，必須消耗能量，動物的能量來源是食物中儲存的生物質能，C正確。所謂的“全自動”手表內部是有能量轉化裝置的，只有當人戴著手表活動時，才能不斷補充能量，維持手表的運行，如果把表放在桌面上靜置兩天，它一定會停擺的，D錯。2．能源短缺和環(huán)境惡化指的是eq\x(導學號00820548)()①煤炭和石油的開采與技術有關，在當前技術條件下，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，石油儲藏將在百年內用盡，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大量煤炭和石油產品在燃燒時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，也不可重復使用，它們的儲量是有限的，并不是取之不盡、用之不竭的，這是所講的能源短缺，②正確；能源在使用時會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，小電扇快速轉動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽。該裝置的能量轉化情況是eq\x(導學號00820549)()A．太陽能→電能→機械能 B．太陽能→機械能→電能C．電能→太陽能→機械能 D．機械能→太陽能→電能答案：A解析：電池板中太陽能轉化為電能，小電動機中電能轉化為機械能。4．溜溜球是一種流行的健身玩具，具有很濃的趣味性，備受學生的歡迎。溜溜球類似“滾擺”，對稱的左右兩輪通過固定軸連接(兩輪均用透明塑料制成)，軸上套一個可以自由轉動的圓筒，圓筒上系條長約1m的棉線，玩時手掌向下，用力向正下方擲出溜溜球，當滾到最低處時，輕抖手腕，向上拉一下繩線，溜溜球將返回到你的手上，如圖所示。溜溜球在運動過程中eq\x(導學號00820550)()A．一邊轉動一邊向下運動，由于重力做功，溜溜球越轉越快，動能不斷增大，溜溜球的勢能轉變?yōu)閯幽蹷．在溜溜球上下運動中，由于發(fā)生動能和勢能的相互轉化，因此機械能守恒C．在溜溜球上下運動中，由于空氣阻力和繩子與固定軸之間摩擦力的作用，會損失一部分能量D．在溜溜球轉到最低點繩子將要開始向上纏繞時，輕抖手腕，向上拉一下繩子，給溜溜球提供能量答案：ACD解析：溜溜球向下運動時由于重力做正功，動能一定增大，勢能轉化為動能，選項A正確；溜溜球在上下運動的過程中由于有阻力做功，所以會損失一部分機械能，機械能不守恒，若不及時補充能量則上升的高度會越來越低，因此可在溜溜球運動到最低點時輕抖手腕，向上拉一下繩子，給其補充能量，故選項C、D正確，B錯誤。5．在體育比賽項目中，高臺跳水是我國運動員的強項。質量為m的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設水對他的阻力大小恒為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為當地的重力加速度)eq\x(導學號00820551)()A．他的動能減少了Fh－mgh B．他的重力勢能增加了mghC．他的機械能減少了(F－mg)h D．他的機械能減少了Fh答案：AD解析：由動能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動能減少了Fh－mgh，A選項正確；他的重力勢能減少了mgh，B選項錯誤；他的機械能減少了ΔE＝Fh；C選項錯誤，D選項正確。二、非選擇題6．如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經A點滑至B點，接著沿水平路面滑至C點停止。人與雪橇的總質量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關數據，請根據圖表中的數據解決下列問題：eq\x(導學號00820552)(1)人與雪橇從A到B的過程中，產生的熱量是多少？(2)設人與雪橇在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)損失的機械能轉化為熱量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段做減速運動的加速度a＝eq\f(vC－vB,t)＝eq\f(0－12,10－4)m/s＝－2m/s2根據牛頓第二定律f＝ma＝70×(－2)N＝－140N。7．如圖所示為一種擺式摩擦因數測量儀，可測量輪胎與地面間動摩擦因數，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細桿。擺錘的質量為m，細桿可繞軸O在豎直平面內自由轉動，擺錘重心到O點距離為L。測量時，測量儀固定于水平地面，將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放。擺錘到最低點附近時，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(導學號00820553)(1)擺錘在上述過程中損失的機械能；(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功；(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數。答案：(1)mgLcosθ(2)－mgLcosθ(3)eq\f(mgLcosθ,Fs)解析：(1)由功能關系知，損失的機械能為ΔE＝E1－E2＝mgLcosθ(2)上述過程中只有摩擦力對擺錘做功，故摩擦力對擺錘做的功為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構圖，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(導學號00820554)()A．緩沖器的機械能守恒B．摩擦力做功消耗機械能C．墊板的動能全部轉化為內能D．彈簧的彈性勢能全部轉化為動能答案：B解析：在撞擊緩沖過程中，摩擦力和彈力做負功，機械能轉化為內能，動能轉化為彈性勢能和內能，機械能不守恒，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。漲潮時開閘，水由通道進入海灣水庫蓄水，待水面升至最高點時關閉閘門(如圖甲)，落潮時，開閘放水發(fā)電(如圖乙)。設海灣水庫面積為5．0×108m2，平均潮差為3．0m，一天漲落潮兩次，發(fā)電機的平均能量轉化效率為10%，則一天內發(fā)電的平均功率約為(ρ海水＝1．0×103kg/m3，g取10m/s2)eq\x(導學號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，海水的重力勢能減少，其中10%轉化為電能。一天內提供的重力勢能為Ep＝2mgh＝2ρVgh＝2×1．0×103×5．0×108×3．0×10×1．5J＝4．5×1013J，則一天內發(fā)電的平均功率為P＝eq\f(Ep×10%,24×3600s)≈5．2×104kW。故選項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，此過程中木塊移動了s，則eq\x(導學號00820556)()A．子彈損失的動能為fsB．木塊增加的動能為f(s＋d)C．子彈動能的減少等于木塊動能的增加D．子彈、木塊系統(tǒng)總機械能的損失為fd答案：D解析：子彈克服阻力做功為Wf＝f(s＋d)，子彈損失的動能為f(s＋d)，A錯；f對木塊做的功為Wf′＝fs，木塊增加的動能為fs，B錯；由功能關系知，子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內能之和，C錯；子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)內能的增加量等于fd，D正確。4．(杭州二中2023～2023學年高一檢測)如圖所示是流星在夜空中發(fā)出的明亮光焰，此時會有人在內心里許下一個美好的愿望。有些流星是外太空物體被地球強大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦產生的。下列相關說法正確的是eq\x(導學號00820557)()A．形成流星的物體同空氣摩擦時部分機械能轉化為內能B．引力對形成流星的物體做正功，其動能增加，機械能守恒C．當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，形成流星的物體做曲線運動D．形成流星的物體進入大氣層后做斜拋運動答案：AC解析：形成流星的物體同空氣摩擦時部分機械能轉化為內能，A正確；引力對形成流星的物體做正功，除了重力之外還有其他力做功，機械能不守恒，B錯誤；當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，形成流星的物體做曲線運動，C正確；由于存在空氣阻力及重力加速度變化，故D錯誤。5．(南陽一中2023～2023學年高一下學期檢測)構建和諧、節(jié)約型社會的思想深得民心，也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動充電式電動車就是很好的一例：將電動車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池連接，當電動車滑行時，就可以向蓄電池充電，將其他形式的能轉化成電能儲存起來?，F(xiàn)有某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關閉充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移的變化關系如圖線①所示；第二次啟動充電裝置。其動能隨位移的變化關系如圖線②所示，則eq\x(導學號00820558)()A．電動車受到的摩擦阻力為50NB．電動車受到的摩擦阻力為83NC．第二次啟動充電裝置，向蓄電池所充的電能是200JD．第二次啟動充電裝置，向蓄電池所充的電能是300J答案：AC解析：當關閉充電裝置，讓車自由滑行時，電動車的動能全部用來克服摩擦力做功，轉化為內能，有Ek＝fs1，解得f＝50N；當啟動充電裝置滑行時，自行車的動能一部分克服摩擦力做功，另一部分轉化為蓄電池的電能，根據能量守恒有Ek＝fs2＋E電，故E電＝Ek－fs2＝200J。二、非選擇題6．(福建師大附中2023～2023學年高一下學期期中)如圖所示，質量為m的工件，從高h的光滑曲面上由靜止下滑，水平向右進入傳送帶，傳送帶以v0＝eq\r(2gh)速度勻速向左運動，傳送帶長L，物體與傳送帶之間的動摩擦因數μ＝eq\f(h,2L)。求：(1)物體離開傳送帶時的速度。物體是從傳送帶的左邊還是右邊離開傳送帶？(2)物體在傳送帶上運動過程產生的熱能。eq\x(導學號00820559)答案：(1)eq\r(gh)；右邊(2)eq\f(5－2\r(2),2)mgh解析：(1)設工件從傳送帶右邊離開，工件到達傳送帶右邊時速度大小為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)工件到達傳送帶時速度大小為v＇，在傳送帶上運動時間為tmgh＝eq\f(1,2)mv′2v＇－v＝ata＝μg產生的熱量Q＝μmg(v0t＋L)由以上各式解得Q＝eq\f(5－2\r(2),2)mgh7．風能將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風力發(fā)電機是將風能(氣流的動能)轉化為電能的裝置，其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。如圖所示。eq\x(導學號00820560)(1)風輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積。設空氣密度為ρ，氣流速度為v，風輪機葉片長度為r。求單位時間內流向風輪機的最大風能Pm；(2)已知風力發(fā)電機的輸出電功率P與Pm成正比。某風力發(fā)電機在風速v1＝9m/s時能夠輸出電功率P1＝540kW。我國某地區(qū)風速不低于v2＝6m/s的時間每年約為5000小時。試估算這臺風力發(fā)電機在該地區(qū)