2024-2025學年高中物理第七章機械能守恒定律10能量守恒定律與能源課時作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE4-能量守恒定律與能源(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.自由搖擺的秋千搖擺的幅度越來越小,下列說法中正確的是 ()A.機械能守恒B.能量正在消逝C.只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D.削減的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒【解析】選D。在秋千搖擺的過程中,由于阻力的存在,須要克服阻力做功,機械能會削減,但能量并沒有消逝,削減的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,總能量保持不變。2.如圖所示是具有登高平臺的消防車,具有肯定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400kg)上升60m到達滅火位置。此后,在登高平臺上的消防員用水炮滅火,已知水炮的出水量為3m3/min,水離開炮口時的速率為20m/s,則用于(g取10m/s2A.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為1×104WB.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為4×104WC.水炮工作的發(fā)動機輸出功率約為2.4×106WD.伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機輸出功率約為800W【解析】選B。登高平臺的發(fā)動機輸出功率為克服伸縮臂和人連同平臺的重力的功率,克服人和平臺重力的功率P==W=800W,故輸出功率應大于800W,選項D錯誤;在1s內(nèi),噴出去水的質(zhì)量為m2=ρV=103×kg=50kg,增加的重力勢能為WG=m2gh=50×10×60J=3×104J,增加的動能為m2v2=1×104J,所以1s內(nèi)水增加的機械能為4×104J,所以水炮工作的發(fā)動機輸出功率為4×104W,選項B正確,A、C錯誤。3.燃放禮花已成為節(jié)日必不行少的項目,節(jié)日燃放禮花彈時,要先將禮花放入一個豎直的炮筒中,然后點燃禮花彈的放射部分,通過火藥猛烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃氣,將禮花彈由炮筒底部射向空中,若禮花彈在由炮筒底部擊發(fā)至炮筒口的過程中,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2,高壓燃氣對禮花彈做功W3,則禮花彈在炮筒內(nèi)運動的過程中(設(shè)禮花彈放射過程中質(zhì)量不變) ()A.禮花彈的動能改變量為W3+W2+W1B.禮花彈的動能改變量為W3-W2-W1C.禮花彈的重力勢能改變量為W3-W1D.禮花彈的機械能改變量為W3-W2-W1【解析】選B。依據(jù)動能定理ΔEk=W3-W2-W1,故A錯,B對;ΔEp=-WG=W1,故C錯;由能量守恒:ΔE=W3-W2,故D錯。4.(2024·濰坊高一檢測)如圖,一顆小彈丸從離水面不高處落入水中,濺起的幾個小水珠可以跳得很高(不計能量損失),下列說法正確的是 ()A.小彈丸下落時具有的重力勢能等于幾個水珠在最高點的重力勢能B.小彈丸下落時具有的重力勢能小于幾個水珠在最高點的重力勢能C.小彈丸下落時具有的重力勢能大于幾個水珠在最高點的重力勢能D.小水珠跳起的高度超過彈丸下落的高度,是違反能量守恒的【解析】選C。彈丸的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈丸的動能,再轉(zhuǎn)化為水的彈性勢能,最終轉(zhuǎn)化成小水珠的動能,小水珠上升的過程中,動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能(即表現(xiàn)為小水珠的高度),在這一過程中,水的總動能要小于彈丸的動能,但是,各個水珠的質(zhì)量都比較小,因此,小水珠跳起的高度存在多種可能性,當彈丸的質(zhì)量比較大的時候,完全有可能出現(xiàn)個別小水珠跳起的高度較高的狀況,甚至可以超過彈丸下落的高度,故C正確,A、B、D都錯誤。二、計算題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)5.如圖所示,質(zhì)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=的速度勻速向左運動,傳送帶長L,工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=。求:(1)工件離開傳送帶時的速度,工件是從傳送帶的左邊還是右邊離開傳送帶?(2)工件在傳送帶上運動過程產(chǎn)生的熱量?！窘馕觥?1)設(shè)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=mv2解得v=>0所以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t,則mgh=mv′2v′-v=ata=μg產(chǎn)生的熱量Q=μmg(v0t+L)由以上各式解得Q=mgh答案:(1)右邊(2)mgh(10分鐘·20分)6.(10分)(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止起先下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g。則圓環(huán) ()A.下滑過程中,加速度始終減小B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2C.在C處,彈簧的彈性勢能為mv2-mghD.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度【解析】選B、D。圓環(huán)受到重力、彈力、阻力、支持力,圓環(huán)的運動是先做加速度減小的加速運動,再做加速度增大的減速運動,最終靜止,A項錯誤;A到C過程,依據(jù)能量守恒定律有mgh-Wf=Ep(Wf為阻力做功,Ep為彈性勢能),C到A過程,mv2+Ep=mgh+Wf,聯(lián)立解得Wf=mv2,B項正確;在C處,彈簧的彈性勢能為mgh-mv2,C項錯誤;A到B過程,mgh1-Wf1=m+ΔEp1,C到B過程,mv2+ΔEp2=m+mgh2+Wf2,比較得vB2>vB1,D項正確。7.(10分)滑塊以某一初速度從固定的粗糙斜面底端向上運動,然后又滑回斜面底端。若滑塊向上運動的位移中點為A,滑塊兩次經(jīng)過A點的速率分別為vA1、vA2,上滑和下滑過程的重力勢能的改變量的肯定值分別為ΔEp1、ΔEp2,則 ()A.vA1=vA2,ΔEp1=ΔEp2B.vA1=vA2,ΔEp1>ΔEp2C.vA1>vA2,ΔEp1=ΔEp2D.vA1>vA2,ΔE