《高中物理人教版必修2习题：7.10能量守恒定律与能源 Word版含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2习题：7.10能量守恒定律与能源 Word版含解析.docx（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础巩固1关于能量和能源,下列说法正确的是()A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源B.在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造解析:自然界的总能量是守恒的,能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体,能量不可能被创造;在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,能量转化具有方向性。答案:B2不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。如图所示的现象中在能量转化方面的共同点是()A.物体的机械能转化为其他形式的能量B.物体的动能全部转化为重力势能C.其他形式的能量转化为物体的机械能
2、D.物体的重力势能转化为其他形式的能量解析:题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量,选项A正确。答案:A3(多选)下列对能量耗散的理解正确的是()A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散遵循能量守恒定律C.能量耗散导致能量可利用的品质降低D.能量耗散是指其他形式的能量转化为环境的内能后,我们无法将分散在环境中的内能重新收集起来加以利用的现象答案:BCD4在体育比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A.他的动能减少
3、了FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了(F-mg)hD.他的机械能减少了Fh解析:由动能定理,Ek=mgh-Fh,动能减少了Fh-mgh,选项A错误;他的重力势能减少了mgh,选项B错误;他的机械能减少了E=Fh,选项C错误,D正确。答案:D5(多选)某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中,重力做功W1,空气阻力做功W2,人对物体做功W3,取地面重力势能为零,则()A.物体的重力势能等于-W1B.物体的动能等于W3-W2-W1C.物体的动能等于W3+W2+W1D.物体的总机械能等于W3解析:根据功能关系,重力势能的变化等于重力做功的负值,选项A正确;物体动能的变化等于合外力
4、做的总功,即Ek=W3+W2+W1,选项C正确,B错误;物体机械能的变化等于除去重力之外其他力做的功,即E=W3+W2,选项D错误。答案:AC6如图所示,一质量均匀、不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,现在最低点C处施加一竖直向下的力,将最低点缓慢拉至D点,在此过程中,绳的重心位置()A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变解析:外力对绳索做正功,绳索的机械能增加,由于绳索的动能不变,增加的必是重力势能,重力势能增加是重心升高的结果,故A正确。答案:A7质量为m的钢球以速度v落入沙坑,钢球在沙坑中下陷的深度为d,重力加速度为g,求:(1)钢球在沙坑中受到的阻力大小Ff
5、;(2)钢球下陷过程中产生的内能。解析:(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得mgd-Ffd=0-12mv2,解得:Ff=mg+mv22d。(2)由能量守恒定律可知,内能的增量等于钢球机械能的减少量,故E内=mgd+12mv2。答案:(1)mg+mv22d(2)mgd+12mv28飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,其俯视图如图所示。现开启电动机,传送带达到稳定速度v后,将行李依次轻轻放在传送带上。若有n件质量均为m的行李需要通过传送带运送给旅客,已知行李与传送带间的动摩擦因数为,在拐弯处行李做圆周运动的半径为R,并且行李与传送带间无相对滑动(忽略电动机自身损失的能量)。则从传送带
6、稳定运动到运送完行李,电动机要消耗的电能是多少?解析:传送带与行李间由于摩擦产生的总热量Q=nmgx由运动学公式得x=x传-x行=vt-vt2=vt2又v=at=gt联立以上三式可得Q=12nmv2根据题意可知,从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗的电能为E=Q+Ek=12nmv2+12nmv2=nmv2。答案:nmv2能力提升1(多选)如图,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列正确的是()A.从A到B的过程中,
7、小球的机械能守恒B.从A到B的过程中,小球的机械能减少C.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+mv2RD.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+mv22R解析:运动过程中,弹簧的弹力对小球做负功,小球的机械能减少,A错,B对;由牛顿第二定律得F-mg=mv2R,故小球过B点时,弹力F=mg+mv2R,C对,D错。答案:BC2(多选)构建和谐、节约型社会的思想深得民心,也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很好的一例:将电动车的前轮装上发电机,发电机与蓄电池连接,当电动车滑行时,就可以向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭充
8、电装置,让车自由滑行,其动能随位移的变化关系如图线所示;第二次启动充电装置,其动能随位移的变化关系如图线所示,则()A.电动车受到的摩擦阻力为50 NB.电动车受到的摩擦阻力为83 NC.第二次启动充电装置,向蓄电池所充的电能是200 JD.第二次启动充电装置,向蓄电池所充的电能是300 J解析:当关闭充电装置,让车自由滑行时,自行车的动能全部用来克服摩擦力做功,转化为内能,有Ek=Ffx1,解得Ff=50 N;当启动充电装置滑行时,自行车的动能一部分克服摩擦力做功,另一部分转化为蓄电池的电能,根据能量守恒有Ek=Ffx2+E电,故E电=Ek-Ffx2=200 J。答案:AC3两块完全相同的木
9、块A、B,其中A固定在水平桌面上,B放在光滑水平桌面上。两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块,穿透后子弹的速度分别为vA、vB,在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为QA、QB,设木块对子弹的摩擦力大小一定,则()A.vAvB,QAQBB.vAvB,QA=QBC.vA=vB,QAvB,QA=QB解析:设子弹的初速度为v0,质量为m,木块的厚度为d,穿透过程中子弹所受阻力大小为f,未固定的木块前进了x,根据动能定理:fd=12mv02-12mvA2,f(d+x)=12mv02-12mvB2,比较以上两式得vAvB,两种情况下产生的热量相等,QA=QB=fd,故D正确。答案:D4(多选
10、)如图所示,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中,下列说法正确的是()A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B.F对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势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和解析:木箱加速上移的过程中,拉力F做正功,重力和摩擦力做负功,支持力不做功,由动能定理得WF-WG-Wf=12mv2-0。即WF=WG+Wf+12mv2。选项A、B错误,D正确;又因木箱克服重力做的功WG等于木箱增加的重力势能,故C正确。答案:CD
11、5一水电站,水流的落差为20 m,水流冲击水轮发电机后,水的势能有20%转化为电能,若发电机的功率为200 kW,则每分钟流下的水量是m3。解析:设每分钟流下的水量为V,则有Vgh=Pt,即1103 kg/m3V10 N/kg20 m0.2=200103 W60 s,解得V=300 m3。答案:3006传统的能源煤和石油在利用过程中将产生严重的环境污染,而且储量有限,有朝一日将要被开采尽,因此寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向。利用风能发电即是一例。我国已建立了一定数量的风能电站。假设某地强风的风速约为v=20 m/s,设空气密度为=1.3 kg/m3,如果把通过横截面积为S=20 m2的
12、风的动能全部转化为电能,则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=,大小约为W(取一位有效数字)。解析:P=12mv2t=12Sv3=121.320203 W=1105 W。答案:12Sv311057如图所示,一质量为m的物块放在水平地面上,现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为。求:(1)撤去F时,物块速度的大小。(2)撤去F后,物块还能滑行多远。解析:(1)根据功能关系知,力F做的功等于物体克服摩擦力做功与物体增加的动能之和,即Fx=mgx+12mv2解得v=2(F-mg)xm。(2)设撤去F后物块还能滑行的距离为x,
13、由能量守恒定律知,物体的动能全部用来克服摩擦力做功,则12mv2=mgx解得x=Fmg-1x。答案:(1)2(F-mg)xm(2)Fmg-1x8如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距离水平地面高H=0.75 m,C距离水平地面高h=0.45 m。一质量m=0.10 kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离 l=0.60 m。不计空气阻力,g取10 m/s2。求:(1)小物块从C点运动到D点经历的时间。(2)小物块从C点飞出时速度的大小。(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功。解析:(1)小物块从C水平飞出后做平抛运动,由h=12gt2得小物块从C到D运动的时间t=2hg=0.3 s。(2)从C点飞出时速度的大小v=lt=2.0 m/s。(3)小物块从A运动到C的过程中,根据动能定理得mg(H-h)+Wf=12mv2-0得摩擦力做功Wf=12mv2-mg(H-h)=-0.1 J此过程中克服摩擦力做的功Wf=-Wf=0.1 J。答案:(1)0.3 s(2)2.0 m/s(3)0.1 J
