（新教材適用）高中物理第四章能源與可持續(xù)發(fā)展1能量能量守恒定律課后習(xí)題教科版

1.能量能量守恒定律課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的說法,正確的是()A.用太陽灶燒水是光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.電燈發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能C.核電站發(fā)電是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.生石灰放入盛有涼水的燒杯里,水溫升高是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能答案:AB解析:C選項(xiàng)中是核能轉(zhuǎn)化為電能,D選項(xiàng)中是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A、B選項(xiàng)正確。2.下列對(duì)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)是不可能制成的D.石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機(jī)械能消失了答案:D解析:選項(xiàng)A是指不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的;選項(xiàng)B是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移過程中能量是守恒的,這正好是能量守恒定律的兩個(gè)方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移;選項(xiàng)C中任何永動(dòng)機(jī)都是不可能制成的,它違背了能量守恒定律;選項(xiàng)D中石子在運(yùn)動(dòng)和碰撞過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為石子、空氣、大地的內(nèi)能,機(jī)械能并沒有消失。3.(多選)“神舟”載人飛船從發(fā)射至返回的過程中,以下哪些階段返回艙的機(jī)械能是守恒的()A.飛船升空的階段B.只在地球引力作用下,返回艙沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的階段C.只在地球引力作用下,返回艙飛向地球的階段D.臨近地面時(shí)返回艙減速下降的階段答案:BC解析:飛船升空的階段,推力做正功,機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;飛船在橢圓軌道上繞地球運(yùn)行的階段,只受重力作用,重力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變,故B正確;返回艙在大氣層外向著地球做無動(dòng)力飛行階段,只有重力做功,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能總量守恒,故C正確;降落傘張開后,返回艙下降的階段,克服空氣阻力做功,故機(jī)械能減小,故D錯(cuò)誤。4.(多選)豎直放置的輕彈簧下連接一個(gè)小球,用手托起小球,使彈簧處于壓縮狀態(tài),如圖所示。則迅速放手后(不計(jì)空氣阻力)()A.放手瞬間小球的加速度等于重力加速度B.小球、彈簧、地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.小球的機(jī)械能守恒D.小球向下運(yùn)動(dòng)過程中,小球動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和不斷增大答案:BD解析:放手瞬間小球加速度大于重力加速度,A錯(cuò);整個(gè)系統(tǒng)(包括地球)的機(jī)械能守恒,B對(duì),C錯(cuò);向下運(yùn)動(dòng)過程中,由于重力勢(shì)能減小,所以小球的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和增大,D對(duì)。5.如圖所示,輕繩連接A、B兩物體,A物體懸在空中距地面H高處,B物體放在水平面上。若A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍,不計(jì)一切摩擦。由靜止釋放A物體,以地面為零勢(shì)能參考面。當(dāng)A的動(dòng)能與其重力勢(shì)能相等時(shí),A距地面的高度是()A.15H B.2C.35H D.4答案:B解析:設(shè)A的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)A距地面高度為h,對(duì)A、B組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒得mAg(Hh)=12mAv2+12mBv2,又由題意得mAgh=12mAv2,mA=2mB,解得h=6.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置,絕熱活塞的質(zhì)量為5kg,處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50cm,現(xiàn)在在活塞上方加一15kg的物體,待穩(wěn)定后,被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加多少?(g取10m/s2,忽略大氣壓力及摩擦阻力的影響)答案:20J解析:由能量守恒定律可知,內(nèi)能的增加等于活塞和物體重力勢(shì)能的減少,ΔU=ΔE=(M+m)gh=(15+5)×10×(5040)×102J=20J。7.如圖所示,質(zhì)量為m的物體自由下落的過程中,經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1,下落到高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2,不計(jì)空氣阻力,選擇地面為參考平面,求:(1)物體在A、B處的機(jī)械能;(2)物體在A、B處的機(jī)械能的大小關(guān)系。答案:(1)EA=mgh1+12mv12EB=mgh解析:(1)以地面為參考平面,故在A點(diǎn)重力勢(shì)能為mgh1,動(dòng)能為12mv12,故在A點(diǎn)的機(jī)械能為EA=mgh1+12mv12;在B點(diǎn)的重力勢(shì)能為mgh2,動(dòng)能為1(2)下落過程中,不計(jì)空氣阻力,只有重力做功,所以機(jī)械能守恒,A、B兩點(diǎn)機(jī)械能相等。能力提升1.(多選)下列物理過程,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式?jīng)]有發(fā)生變化的是()A.哈雷彗星繞太陽做變速橢圓運(yùn)動(dòng)B.冰塊沿光滑斜面下滑C.氫氣球勻速上升D.熱水瓶瓶塞向上跳起答案:AB解析:因?yàn)锳、B為機(jī)械運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,始終在機(jī)械能的范疇內(nèi)。C和D都有內(nèi)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。2.如圖所示,滑塊由靜止開始沿曲面下滑,滑到B點(diǎn)時(shí),速度恰好等于零;如果滑塊從B點(diǎn)以速度v沿曲面下滑返回A點(diǎn)時(shí),速度恰好也等于零。設(shè)滑塊從A到B和從B到A平均摩擦力大小相等,則A、B兩點(diǎn)的高度差等于()A.0 B.vC.v24g答案:C解析:由能量守恒定律可知,由A到B有mgh=Q,從B到A有12mv2mgh=Q,聯(lián)立解得h=v3.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,液體開始運(yùn)動(dòng),管壁對(duì)液體有阻力作用,最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動(dòng),則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.116mgh B.1C.14mgh D.1答案:A解析:去掉右側(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)12h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Q=18mg·12h=4.同種材料做成的電阻絲,分別接在兩個(gè)電路中,甲電阻絲長(zhǎng)為l,直徑為d,乙電阻絲長(zhǎng)為2l,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩電阻絲上的電壓應(yīng)滿足 ()A.U甲U乙=C.U甲U乙=2答案:C解析:由R=ρlS可知,R甲R(shí)乙所以U甲5.(多選)如圖所示,把四個(gè)相同的燈泡接成(a)(b)兩種電路后,燈泡都正常發(fā)光,且兩個(gè)電路的總功率相等,則這兩個(gè)電路中的Ua、Ub,Ra、Rb之間的關(guān)系正確的是()(a)(b)A.Ua>Ub B.Ua=4UbC.Ra=4Rb D.Ra=2Rb答案:AC解析:設(shè)燈泡正常工作時(shí)電壓為U,電流為I,則UaI=Ub×2I,則Ua=2Ub,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)I2Ra=(2I)2Rb得Ra=4Rb,C正確,D錯(cuò)誤。6.如圖所示,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng),一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上。若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí),求:(1)小木塊的位移;(2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程;(3)小木塊獲得的動(dòng)能;(4)摩擦過程產(chǎn)生的熱量;(5)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的總能量。答案:(1)v22μg(2)v2μg(3)12mv(5)mv2解析:小木塊剛放上傳送帶時(shí),速度為0,受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力作用,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到與傳送帶相同的速度后不再受摩擦力。整個(gè)過程中小木塊獲得一定的動(dòng)能,系統(tǒng)內(nèi)因摩擦產(chǎn)生一定的熱量。(1)對(duì)小木塊,相對(duì)滑動(dòng)時(shí),由μmg=ma,得a=μg由v=at,得小木塊由靜止到與傳送帶