物理人教版必修2課時作業(yè)7-10能量守恒定律與能源

課時作業(yè)21能量守恒定律與能源時間：45分鐘一、單項選擇題1．關(guān)于“能量耗散”的下列說法中，正確的是(A)①能量在轉(zhuǎn)化過程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散；②能量在轉(zhuǎn)化過程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散；③能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的；④能量耗散表明，各種能量在不轉(zhuǎn)化時是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時是不守恒的．A．①③B．②④C．①④D．②③解析：由能量耗散的定義可知①說法正確，能量的耗散是指能源的可利用品質(zhì)下降，但能量仍然是守恒的，故A選項正確．2．質(zhì)量為m的子彈，以水平速度射入放在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊中，剛好能從木塊中射出，下列說法中正確的是(B)A．子彈克服阻力做的功，等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加B．子彈動能的減少量，等于子彈克服阻力做的功C．子彈損失的機(jī)械能，等于木塊和子彈組成的系統(tǒng)內(nèi)能的增加D．阻力對子彈做的功，等于木塊獲得的動能解析：對子彈射擊木塊的過程，由于子彈和木塊之間存在相互作用力，子彈受到阻力作用，木塊受動力推動而獲得動能，所以子彈克服阻力做的功等于子彈動能的減少量，而子彈減少的動能一部分使木塊的動能增加，另一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，B選項正確．3．下列說法中正確的是(D)A．能就是功，功就是能B．做功越多，物體的能量就越大C．外力對物體不做功，這個物體就沒有能量D．能量轉(zhuǎn)化的多少可以用功來量度解析：功和能是兩個不同的概念，做功的多少只是說明了能量轉(zhuǎn)化的多少而不能說明能量的多少，外力做功與否不能說明物體能量的有無．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，故D正確，正確把握功、能關(guān)系，理解能量守恒．4．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法中正確的是(D)A．機(jī)械能守恒B．能量正在消失C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒解析：秋千在擺動過程中受阻力作用，克服阻力做功，機(jī)械能減小，內(nèi)能增加，但總能量不變．5．利用下列哪種能源時，給人類帶來污染較小(D)A．煤 B．石油C．天然氣 D．核能二、多項選擇題6．如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行．整個系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過程中(CD)A．物塊A的重力勢能增加量一定等于mghB．物塊A的動能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和C．物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對其做功的和D．物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對物塊的支持力和B對彈簧拉力做功的和解析：由于斜面光滑，物塊A靜止時彈簧彈力與斜面支持力的合力與重力平衡，當(dāng)整個裝置加速上升時，由牛頓第二定律可知物塊A受到的合力應(yīng)向上，故彈簧伸長量增加，物塊A相對斜面下滑一段距離，下滑高度小于h，故選項A錯誤；根據(jù)動能定理可知，物塊A動能的增加量應(yīng)等于重力、支持力及彈簧彈力對其做功的代數(shù)和，故選項B錯誤；物塊A機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力以外的其他力對其做功的代數(shù)和，選項C正確；物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量應(yīng)等于除重力和彈簧彈力以外的其他力做功的代數(shù)和，故選項D正確．7．滑雪是人們喜愛的一種冬季戶外活動，某滑雪場有一種雙人無動力滑雪車，兩人前后相隔一定距離坐在車上，沿傾斜雪道加速滑到坡底水平雪道上，驚險刺激．甲、乙兩人同乘一輛滑雪車，甲在前，乙在后，如果兩人可視為質(zhì)點，忽略滑雪車質(zhì)量，且不計各種機(jī)械能損耗，當(dāng)兩人都到達(dá)水平雪道上時，甲的機(jī)械能與出發(fā)時相比(AC)A．一定增加B．一定減少C．兩人下滑時間距越大，甲的機(jī)械能變化越大D．兩人下滑時間距越大，甲的機(jī)械能變化越小解析：該題考查了機(jī)械能的變化問題．忽略滑雪車質(zhì)量，甲、乙相當(dāng)于相互牽拉的連接體，下滑過程中乙的作用力對甲做正功，甲的作用力對乙做負(fù)功，因此甲的機(jī)械能增加，乙的機(jī)械能減少，故A對，B錯；設(shè)兩人質(zhì)量都為m，間距為x，甲距地面高度為h，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能原理得mgh＋mg(h＋xsinθ)＝eq\f(1,2)(2m)v2，甲機(jī)械能增加量ΔE＝eq\f(1,2)mv2－mgh＝eq\f(1,2)mgx·sinθ，所以x越大，機(jī)械能增加越大，C正確，D錯誤．8．如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動．已知當(dāng)子彈相對木塊靜止時，木塊前進(jìn)距離L，子彈進(jìn)入木塊的深度為s.若木塊對子彈的阻力Ff視為恒定，則在此過程中產(chǎn)生的熱量(CD)A．Q＝Ff(L＋s) B．Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2C．Q＝Ffs D．Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2解析：對木塊：FfL＝eq\f(1,2)Mv2對子彈：－Ff(L＋s)＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)聯(lián)立可得，F(xiàn)fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2依據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，Q＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2產(chǎn)生的熱量Q＝Ffs，故C、D正確．三、非選擇題9．如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運行．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝2kg的小物體以某一初速度放上傳送帶，物體相對地面的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)0～10s內(nèi)物體位移的大小；(2)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(3)0～10s內(nèi)物體機(jī)械能的增量及因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)從題圖乙中求出物體位移為s＝eq\f(4＋8×6,2)m－eq\f(1,2)×2×3m＝33m.(2)由圖象知，物體在傳送帶上滑動時的加速度a＝1.5m/s2，在此過程中對物體分析得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma，得μ＝eq\f(15,16).(3)物體被送上的高度h＝ssinθ＝19.8m，重力勢能增量ΔEp＝mgh＝396J，動能增量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝27J，機(jī)械能增量ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝423J.因0～10s內(nèi)只有前6s發(fā)生相對滑動，而0～6s內(nèi)傳送帶運動距離s帶＝6×6m＝36m.0～6s內(nèi)物體位移s物＝eq\f(1,2)×4×6m－eq\f(1,2)×2×3m＝9m，所以Δx＝s帶－s物＝27m，故產(chǎn)生的熱量Q＝μmgcosθΔx＝405J.答案：(1)33m(2)eq\f(15,16)(3)423J405J10．太陽能煙囪式熱力發(fā)電原理如圖所示，像種蔬菜大棚一樣的太陽能集熱棚將太陽能收集起來，對空氣加熱，熱空氣進(jìn)入煙囪．由于煙囪內(nèi)熱空氣的壓強(qiáng)大于外界的大氣壓，在煙囪中就形成了強(qiáng)大的熱氣流，推動安置在煙囪底部的空氣渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電．已知太陽在地面每平方米面積上的輻射功率為P0，太陽能集熱棚的面積為S0，煙囪內(nèi)部的半徑為R，煙囪底部與外界冷空氣的壓強(qiáng)差為Δp，煙囪內(nèi)熱空氣的密度為ρ，熱空氣的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η.以下分析中可不考慮發(fā)電過程中空氣溫度的變化．求：(1)煙囪熱空氣的流速；(2)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率．解析：(1)太陽能集熱棚吸收太陽熱輻射的功率應(yīng)等于煙囪內(nèi)熱氣流的機(jī)械功率，即P0S0＝ΔpπR2v①熱氣流流速v＝eq\f(P0S0,ΔpπR2).(2)根據(jù)能量守恒定律知發(fā)電機(jī)發(fā)電功率為P電＝η·eq\f(1,2)mv2②其中eq\f(1,2)mv2為單位時間內(nèi)流過發(fā)電機(jī)的熱空氣的動能，則P電＝eq\f(1,2)ρπR2v·v2·η.將①式代入此式中，結(jié)果得P電＝eq\f(ρP\o\al(3,0)S\o\al(3,0)η,2Δp3π2R4).答案：(1)eq\f(P0S0,ΔpπR2)(2)eq\f(ρP\o\al(3,0)S\o\al(3,0)η,2Δp3π2R4)11．如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時無機(jī)械能損失．為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點．已知在OM段，物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點時的速度大??；(2)彈簧為最大壓縮量d時的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零)；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少？解析：(1)由機(jī)械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)