高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第十節(jié) 能量守恒定律與能源檢測(cè) 新人教版必修2

1、第十節(jié) 能量守恒定律與能源A級(jí)抓基礎(chǔ)1一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能增大，究其原因，下列推測(cè)正確的是()A可能是重力對(duì)系統(tǒng)做了功B一定是合外力對(duì)系統(tǒng)做了功C一定是系統(tǒng)克服合外力做了功D可能是摩擦力對(duì)系統(tǒng)做了功解析：只有重力做功時(shí)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，不影響物體的機(jī)械能的總和，故A錯(cuò)誤；除重力、彈力以外的力做功時(shí)，物體的機(jī)械能才會(huì)變化，故B、C錯(cuò)誤；如果摩擦力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能可能增大，故D正確答案：D2對(duì)于正常工作的電風(fēng)扇和電飯鍋，下列說(shuō)法中正確的是()A電風(fēng)扇和電飯鍋消耗的電能均大于各自產(chǎn)生的內(nèi)能B電風(fēng)扇和電飯鍋消耗的電能均等于各自產(chǎn)生的內(nèi)能C電風(fēng)扇消耗的電能大于產(chǎn)生的內(nèi)能，電飯鍋消耗的

2、電能等于產(chǎn)生的內(nèi)能D電風(fēng)扇消耗的電能等于產(chǎn)生的內(nèi)能，電飯鍋消耗的電能大于產(chǎn)生的內(nèi)能解析：電風(fēng)扇消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和風(fēng)扇及空氣的動(dòng)能，電飯鍋消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電風(fēng)扇消耗的電能大于產(chǎn)生的內(nèi)能，電飯鍋消耗的電能等于產(chǎn)生的內(nèi)能選項(xiàng)C正確答案：C3關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A物體受拉力作用水平向右運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1 J，則物體動(dòng)能的增加量也是1 JB“神舟十號(hào)”載人飛船的返回艙在大氣層以外向地球做無(wú)動(dòng)力飛行的過(guò)程中，機(jī)械能增大C一輛汽車的速度從10 km/h增加到20 km/h，或從50 km/h增加到60 km/h，兩種情況下?tīng)恳ψ龅墓σ粯佣郉一個(gè)重10 N的物體，在15

3、 N的水平拉力的作用下，分別在光滑水平面和粗糙水平面上發(fā)生相同的位移，拉力做的功相等解析：根據(jù)動(dòng)能定理，合力做的功等于動(dòng)能的變化，因拉力做的功不一定等于合力做的功，故動(dòng)能增加量不一定是1 J，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“神舟十號(hào)”載人飛船的返回艙在大氣層以外向著地球做無(wú)動(dòng)力飛行的過(guò)程中，只有地球?qū)︼w船的引力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，可知WWfmvmv，所以速度從10 km/h加速到20 km/h，或從50 km/h加速到60 km/h的兩種情況下?tīng)恳ψ龅墓Σ煌蔆錯(cuò)誤；由WFx知，拉力的大小相同，物體的位移也相同，所以拉力對(duì)物體做的功一樣多，故D正確答案：D4.(多選)在懸崖跳水比賽中

4、，選手們從懸崖上一躍而下，驚險(xiǎn)刺激的場(chǎng)景令觀眾大呼過(guò)癮如圖所示為一選手從距離水面高為20 m的懸崖上跳下，選手受到的空氣阻力與速度成正比(g取10 m/s2)，則以下說(shuō)法正確的是()A選手在空中做勻加速運(yùn)動(dòng)B選手從開(kāi)始跳下到入水的時(shí)間大于2 sC選手在空中下落過(guò)程合力做正功，入水后合力做負(fù)功D選手在空中下落過(guò)程機(jī)械能增大，入水后機(jī)械能減少解析：選手向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度增大，所以受到的阻力增大，則向下的合力逐漸減小，所以選手在空中做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；若選手做自由落體運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t s2 s，運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)的加速度小于g，所以在空中的時(shí)間大于2 s，故B正確；選手在空中下落過(guò)程

5、中，合力的方向與速度的方向都向下，合力做正功，入水后合力的方向向上，做負(fù)功，故C正確；選手在空中下落過(guò)程中，空氣阻力做負(fù)功，所以機(jī)械能減少，故D錯(cuò)誤答案：BC5.如圖所示，一質(zhì)量均勻、不可伸長(zhǎng)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(guò)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(shì)能，重力勢(shì)能增加是重心升高的結(jié)果，故A正確答案：A6(多選)如圖所示，一固定斜面傾斜為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，

6、加速度大小等于重力加速度的大小g.物塊上升的最大高度為H，則此過(guò)程中，物塊的()A動(dòng)能損失了2mgHB動(dòng)能損失了mgHC機(jī)械能損失了mgHD機(jī)械能損失了mgH解析：由于mgsin 30Ffmg，故Ffmg，由動(dòng)能定理，得mgHFf2HEk，故動(dòng)能變化量Ek2mgH，即動(dòng)能減少了2mgH，A對(duì)，B錯(cuò)；機(jī)械能的變化量EFf2HmgH，C對(duì)，D錯(cuò)答案：ACB級(jí)提能力7.如圖所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m.在管口右端用蓋板A密閉，兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長(zhǎng)度為4h，先拿去蓋板，液體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，由于管壁的阻力作用，最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng)，則該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.mg

7、h B.mghC.mgh D.mgh解析：去掉管口右側(cè)蓋板之后，液體向左側(cè)流動(dòng)，最終兩側(cè)液面相平，液體的重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能如圖所示，最終狀態(tài)可等效為右側(cè)h的液柱移到左側(cè)管中，即增加的內(nèi)能等于該液柱減少的重力勢(shì)能，則Qmghmgh，故A正確答案：A8.(多選)小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，它在下降的過(guò)程中經(jīng)過(guò)了B點(diǎn)，之后繼續(xù)下降已知A、B兩點(diǎn)處，彈簧對(duì)小球的彈力大小相等，且OBAOAB，在小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，則()A彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功B彈簧彈力的功率為零的位置有兩個(gè)C彈簧彈力對(duì)小球所做的正功等于小球克

8、服彈簧彈力所做的功D小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在A、B兩點(diǎn)的重力勢(shì)能之差解析：由題可知，A、B兩點(diǎn)處，彈簧對(duì)小球的彈力大小相等，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中OA為壓縮狀態(tài)，OB為伸長(zhǎng)狀態(tài)，小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中彈簧的長(zhǎng)度先減小后增大，則彈簧的彈性勢(shì)能先增大，后減小，再增大，所以彈力對(duì)小球先做負(fù)功再做正功，最后再做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；A處速度為零，彈力功率為零，下滑過(guò)程彈簧彈力與桿垂直時(shí)彈力功率為零，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈力為零，功率為零，故彈力功率為零的位置共有三處，故B錯(cuò)誤；因A點(diǎn)與B點(diǎn)彈簧的彈力大小相等，所以彈簧的形變量相等，彈性勢(shì)能相同，彈力對(duì)小球做的總功為零，則彈簧彈力對(duì)小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做

9、的功，故C正確；小球從A到B的過(guò)程中合外力做的功等于重力做的功，所以小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在A、B兩點(diǎn)的重力勢(shì)能之差，故D正確答案：CD9兩塊完全相同的木塊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(guò)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()AvAvB，QAQB BvAvB，QAQBCvAvB，QAQB DvAvB，QAQB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(guò)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：fdmvmv

10、，f(dx)mvmv，比較以上兩式得vAvB，兩種情況下產(chǎn)生的熱量相等，QAQBfd，故D正確答案：D10.如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角為30，其上A、B兩點(diǎn)間的距離為x5 m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m10 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過(guò)程中，求(g取10 m/s2)：(1)傳送帶對(duì)小物體做的功；(2)電動(dòng)機(jī)做的功解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律，知mgcos mgsin ma，可得ag2.5 m/s2.當(dāng)小物體的速度為1 m/s時(shí)，位移為x0.2 m，即小物體

11、勻速運(yùn)動(dòng)了4.8 m，Ekmv20，Epmgxsin .由功能關(guān)系，可得WEkEp255 J.(2)電動(dòng)機(jī)做功使小物體機(jī)械能增加，同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱量Q，而由vat，得t0.4 s，相對(duì)位移為xvtx0.2 m，摩擦生熱Qmgxcos 15 J，W電WQ255 J15 J270 J，故電動(dòng)機(jī)做的功為270 J.答案：(1)255 J(2)270 J11如圖所示，從A點(diǎn)以v04 m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長(zhǎng)木板上，圓弧軌道C端的切線水平，已知長(zhǎng)木板

12、的質(zhì)量M4 kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H0.6 m、h0.15 m，圓弧軌道半徑R0.7 m，物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2，g取10 m/s2.已知sin 370.6，cos 370.8，求：(1)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向；(2)物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力大?。?3)長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng)，才能保證物塊不滑出長(zhǎng)木板解析：(1)物塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有Hhgt2，到達(dá)B點(diǎn)的豎直分速度vBygt，到達(dá)B點(diǎn)的速度vB，聯(lián)立得vB5 m/s.設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)物塊的速度方向與水平面的夾角為，則cos 0.8，即與水平方向成37角斜向下(2)設(shè)物塊到達(dá)C點(diǎn)的速度為vC，從A點(diǎn)到C點(diǎn)由機(jī)械能守恒定律，得mgHmvmv，設(shè)物塊在C點(diǎn)受到的支持力為FN，由牛頓第二定律，得FNmgm，解得FN50 N.由牛頓第三定律，得物塊對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力大小為50 N，方向豎直向下(3)物塊對(duì)長(zhǎng)木板的