【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理題組訓(xùn)練：7.10-能量守恒定律與能源(人教版必修2)

10能量守恒定律與能源(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)能量守恒定律的理解及應(yīng)用1．下列關(guān)于能量守恒定律的生疏不正確的是 ()A．某種形式的能量削減，肯定存在其他形式的能量增加B．某個(gè)物體的能量削減，必定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)不行能制成D．石子從空中落下，最終停止在地面上，說明機(jī)械能消逝了答案D解析能量可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，但總量不變，A、B、C對(duì)；D中機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，D錯(cuò)．2．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(jī)械能守恒B．能量正在消逝C．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化D．削減的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒答案D解析在秋千搖擺的過程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，機(jī)械能會(huì)削減，但能量并沒有消逝，削減的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量保持不變．3．有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度．他的方法是：關(guān)好房間的門窗然后打開冰箱的全部門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將 ()A．漸漸有所上升B．保持不變C．開機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又上升D．開機(jī)時(shí)上升，停機(jī)時(shí)降低答案A解析冰箱工作，會(huì)產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒有能量交換，所以房?jī)?nèi)溫度會(huì)上升，A正確．4.圖7－10－5如圖7－10－5所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化狀況是()圖7－10－5A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小，總能量減小B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小，總能量不變C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，總能量增加D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒，總能量不變答案B解析由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，小孩在下滑過程中總能量守恒，故A、C均錯(cuò)；由于摩擦力要做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)；下滑過程中重力勢(shì)能向動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化，故只有B正確．5．物體只在重力和一個(gè)不為零的向上的拉力作用下，分別做勻速上升、加速上升和減速上升三種運(yùn)動(dòng)．在這三種狀況下，物體機(jī)械能的變化狀況是()A．勻速上升機(jī)械能不變，加速上升機(jī)械能增加，減速上升機(jī)械能減小B．勻速上升和加速上升機(jī)械能增加，減速上升機(jī)械能減小C．由于該拉力與重力大小的關(guān)系不明確，所以不能確定物體機(jī)械能的變化情況D．三種狀況中，物體的機(jī)械能均增加答案D解析無論物體怎樣向上運(yùn)動(dòng)，拉力都做正功，物體的機(jī)械能均增加，故選D.圖7－10－66.如圖7－10－6所示，在粗糙的桌面上有一個(gè)質(zhì)量為M的物塊，通過輕繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連，不計(jì)輕繩與滑輪間的摩擦，在小球下落的過程中，下列說法正確的是()圖7－10－6A．小球的機(jī)械能守恒B．物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．若小球勻速下降，小球削減的重力勢(shì)能等于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量D．若小球加速下降，小球削減的機(jī)械能大于物塊M與桌面間摩擦產(chǎn)生的熱量答案CD解析由于繩子對(duì)小球做負(fù)功，因此小球的機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；由于桌面粗糙，摩擦力對(duì)M做負(fù)功，因此物塊與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能減小，B錯(cuò)誤；若小球勻速下降，依據(jù)能量守恒，小球減小的重力勢(shì)能沒有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而是完全轉(zhuǎn)化為M與桌面摩擦生成的熱量，C正確；而若小球加速下降，則小球減小的機(jī)械能一部分摩擦生熱，另一部分轉(zhuǎn)化為M的動(dòng)能，因此D正確．題組二對(duì)功能關(guān)系的理解及應(yīng)用7．石塊自由下落過程中，由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力做的功是10J，下列說法正確的是()A．由A到B，石塊的勢(shì)能削減了10JB．由A到B，功削減了10JC．由A到B，10J的功轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能D．由A到B，10J的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為石塊的動(dòng)能答案AD解析重力的功與重力勢(shì)能和其他形式的能轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)．8.圖7－10－7在奧運(yùn)競(jìng)賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)．如圖7－10－7所示，質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)她的阻力大小恒為F，那么在她減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? ()圖7－10－7A．她的動(dòng)能削減了FhB．她的重力勢(shì)能增加了mghC．她的機(jī)械能削減了(F－mg)hD．她的機(jī)械能削減了Fh答案D解析運(yùn)動(dòng)員下降高度h的過程中，重力勢(shì)能削減了mgh，B錯(cuò)誤；除重力做功以外，只有水對(duì)她的阻力F做負(fù)功，因此機(jī)械能削減了Fh，C錯(cuò)誤，D正確；由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能削減了(F－mg)h，故A錯(cuò)誤．9.如圖7－10－8所示，輕質(zhì)彈簧長(zhǎng)為L(zhǎng)，豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開頭下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x，在下落過程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能為 ()A．(mg－F阻)(H－L＋x)圖7－10－8B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)圖7－10－8C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)答案A解析設(shè)物體克服彈力做功為W彈，則對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)能定理得(mg－F阻)(H－L＋x)－W彈＝ΔEk＝0，所以，W彈＝(mg－F阻)(H－L＋x)，即為彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能．10.圖7－10－9如圖7－10－9所示，在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開頭加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法正確的有 ()圖7－10－9A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量答案BCD解析木箱運(yùn)動(dòng)過程中，有力F、重力、阻力三個(gè)力對(duì)木箱做功，合力做功打算著物體動(dòng)能的轉(zhuǎn)變量，C正確；重力做功打算著重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)變量，B正確，A錯(cuò)誤；除重力做功以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的轉(zhuǎn)變量，D正確．題組三摩擦生熱及內(nèi)能的有關(guān)計(jì)算11.圖7－10－10如圖7－10－10所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈水平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對(duì)靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿桌面移動(dòng)的距離為L(zhǎng)，木塊對(duì)子彈的平均阻力為Ff，那么在這一過程中不正確的是 ()圖7－10－10A．木塊的機(jī)械能增量為FfLB．子彈的機(jī)械能削減量為Ff(L＋d)C．系統(tǒng)的機(jī)械能削減量為FfdD．系統(tǒng)的機(jī)械能削減量為Ff(L＋d)答案D解析木塊機(jī)械能的增量等于子彈對(duì)木塊的作用力Ff做的功FfL，A對(duì)；子彈機(jī)械能的削減量等于動(dòng)能的削減量，即子彈克服阻力做的功Ff(L＋d)，B對(duì)；系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力Ff做的總功，即ΔE＝FfL－Ff(L＋d)＝－Ffd，故機(jī)械能削減量為Ffd，C對(duì)，D錯(cuò)．圖7－10－1112.如圖7－10－11所示，傳送帶保持v＝4m/s的速度水平勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為1kg的物塊無初速地放在A端，若物塊與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，A、B兩端相距6m，則物塊從A到B的過程中，皮帶摩擦力對(duì)物塊所做的功為多少？產(chǎn)生的摩擦熱又是多少？(g取10m/s2)圖7－10－11答案8J8J解析木塊與皮帶間的摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝0.2×1×10N＝2N.由牛頓其次定律得木塊加速度a＝eq\f(Ff,m)＝eq\f(2,1)m/s2＝2m/s2.木塊速度達(dá)到4m/s時(shí)需發(fā)生位移l＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(42,2×2)m＝4m<6m，即木塊在到達(dá)B端之前就已達(dá)到最大速度4m/s，后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，不再發(fā)生滑動(dòng)．皮帶摩擦力對(duì)物塊所做的功等