高中物理2練習(xí)：第七章 第13講 能量守恒定律與能源 含解析

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)必貴于專精第13講能量守恒定律與能源［時(shí)間：60分鐘]題組一對(duì)能量守恒定律的理解及應(yīng)用1．下列關(guān)于能量守恒定律的認(rèn)識(shí)不正確的是()A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B．某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C．不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)不可能制成D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了2．自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小，下列說(shuō)法中正確的是(）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3．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度．他的辦法是：關(guān)好房間的門窗然后打開(kāi)冰箱的所有門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開(kāi)機(jī)后,室內(nèi)的溫度將()A．逐漸升高B．保持不變C．開(kāi)機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又升高D．開(kāi)機(jī)時(shí)升高,停機(jī)時(shí)降低4.如圖1所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是()圖1A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小，總能量減小B．重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加，機(jī)械能減小，總能量不變C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，總能量增加D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒，總能量不變5．物體只在重力和一個(gè)不為零的向上的拉力作用下，分別做勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng)．在這三種情況下，物體機(jī)械能的變化情況是(）A．勻速上升機(jī)械能不變，加速上升機(jī)械能增加，減速上升機(jī)械能減小B．勻速上升和加速上升機(jī)械能增加,減速上升機(jī)械能減小C．由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確，所以不能確定物體機(jī)械能的變化情況D．三種情況中,物體的機(jī)械能均增加6。如圖2所示，在粗糙的桌面上有一個(gè)質(zhì)量為M的物塊,通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連，不計(jì)輕繩與滑輪間的摩擦，在小球下落的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（)圖2A．小球的機(jī)械能守恒B．物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．若小球勻速下降，小球減少的重力勢(shì)能等于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量D．若小球加速下降，小球減少的機(jī)械能大于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量題組二對(duì)功能關(guān)系的理解及應(yīng)用7．石塊自由下落過(guò)程中，由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力做的功是10J，下列說(shuō)法正確的是（）A．由A到B,石塊的勢(shì)能減少了10JB．由A到B，功減少了10JC．由A到B,10J的功轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能D．由A到B，10J的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能8.在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中,高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)．如圖3所示，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)她的阻力大小恒為F，那么在她減速下降高度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?)圖3A．她的動(dòng)能減少了FhB．她的重力勢(shì)能增加了mghC．她的機(jī)械能減少了(F－mg）hD．她的機(jī)械能減少了Fh9.如圖4所示，輕質(zhì)彈簧長(zhǎng)為L(zhǎng),豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開(kāi)始下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x，在下落過(guò)程中,小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能為（）圖4A．(mg－F阻）（H－L＋x）B．mg(H－L＋x）－F阻(H－L）C．mgH－F阻(H－L）D．mg(L－x）＋F阻(H－L＋x）10。如圖5所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱,使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的有()圖5A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量題組三摩擦生熱及內(nèi)能的有關(guān)計(jì)算11。如圖6所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈水平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對(duì)靜止，在子彈入射的過(guò)程中，木塊沿桌面移動(dòng)的距離為L(zhǎng)，木塊對(duì)子彈的平均阻力為Ff,那么在這一過(guò)程中不正確的是（）圖6A．木塊的機(jī)械能增量為FfLB．子彈的機(jī)械能減少量為Ff（L＋d)C．系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為FfdD．系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為Ff（L＋d）12．一質(zhì)量為2kg的物塊從離地80m高處自由落下,測(cè)得落地速度為30m/s，求下落過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能．（g取10m/s2)13。如圖7所示，傳送帶保持v＝4m/s的速度水平勻速運(yùn)動(dòng),將質(zhì)量為1kg的物塊無(wú)初速度地放在A端，若物塊與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為0。2,A、B兩端相距6m,則物塊從A到B的過(guò)程中，皮帶摩擦力對(duì)物塊所做的功為多少？產(chǎn)生的摩擦熱又是多少?（g取10m/s2)圖7

答案精析第13講能量守恒定律與能源1．D[能量可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總量不變,A、B、C對(duì)；D中機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，D錯(cuò)．]2．D［在秋千擺動(dòng)的過(guò)程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，機(jī)械能會(huì)減少,但能量并沒(méi)有消失，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量保持不變．]3．A[冰箱工作，會(huì)產(chǎn)生熱量,即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒(méi)有能量交換，所以房?jī)?nèi)溫度會(huì)升高,A正確．]4．B[由能量守恒定律可知，小孩在下滑過(guò)程中總能量守恒，故A、C均錯(cuò)；由于摩擦力要做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)；下滑過(guò)程中重力勢(shì)能向動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化，故只有B正確．]5．D[無(wú)論物體怎樣向上運(yùn)動(dòng)，拉力都做正功，物體的機(jī)械能均增加,故選D。]6．CD［由于繩子對(duì)小球做負(fù)功，因此小球的機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；由于桌面粗糙，摩擦力對(duì)M做負(fù)功，因此物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能減小,B錯(cuò)誤;若小球勻速下降,根據(jù)能量守恒,小球減小的重力勢(shì)能沒(méi)有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而是完全轉(zhuǎn)化為M與桌面摩擦生成的熱量,C正確;而若小球加速下降,則小球減小的機(jī)械能一部分摩擦生熱，另一部分轉(zhuǎn)化為M的動(dòng)能，因此D正確．]7．AD［重力的功與重力勢(shì)能和其他形式的能轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)．］8．D[運(yùn)動(dòng)員下降高度h的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少了mgh,B錯(cuò)誤;除重力做功以外，只有水對(duì)她的阻力F做負(fù)功，因此機(jī)械能減少了Fh,C錯(cuò)誤，D正確；由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能減少了（F－mg)h,故A錯(cuò)誤．］9．A［設(shè)小球克服彈力做功為W彈,則對(duì)小球應(yīng)用動(dòng)能定理得（mg－F阻）(H－L＋x)－W彈＝ΔEk＝0，所以，W彈＝(mg－F阻）(H－L＋x)，即為彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能．]10．BCD［木箱運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有力F、重力、阻力三個(gè)力對(duì)木箱做功,合力做功決定著物體動(dòng)能的改變量，C正確；重力做功決定著重力勢(shì)能的改變量，B正確，A錯(cuò)誤；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的改變量,D正確．]11．D［木塊機(jī)械能的增量等于子彈對(duì)木塊的作用力Ff做的功FfL，A對(duì);子彈機(jī)械能的減少量等于動(dòng)能的減少量,即子彈克服阻力做的功Ff（L＋d）,B對(duì);系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力Ff做的總功，即ΔE＝FfL－Ff(L＋d)＝－Ffd,故機(jī)械能減少量為Ffd，C對(duì)，D錯(cuò)．］12．700J解析這里，內(nèi)能顯然無(wú)法直接計(jì)算，但是下落過(guò)程中減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能．根據(jù)能量守恒，產(chǎn)生的內(nèi)能為E＝mgh－eq\f(1，2)mv2＝（2×10×80－eq\f（1，2）×2×302）J＝700J。13．8J8J解析物塊與皮帶間的摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝0。2×1×10N＝2N.由牛頓第二定律得物塊加速度a＝eq\f(Ff，m）＝eq\f(2,1）m/s2＝2m/s2。物塊速度達(dá)到4m/s時(shí)需發(fā)生位移l＝eq\f(v2,2a)＝eq\f（42，2×2）m＝4m<6m，即物塊在到達(dá)B端之前就已達(dá)到最大速度4m/s，后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，不再發(fā)生滑動(dòng)．皮帶摩擦力對(duì)物塊所做的功等于物塊動(dòng)能的增加量,即W＝ΔEk＝eq\f(1，2）mv2＝eq\f（1，2)×1×42J＝8J。物塊滑動(dòng)過(guò)程中與傳送帶的相對(duì)位移l相＝veq\f（v