2019-2020年高中物理 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源練習(xí) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源練習(xí) 新人教版必修2.doc
2019-2020年高中物理 第七章 第10節(jié) 能量守恒定律與能源練習(xí) 新人教版必修2一、選擇題(13題為單選題,4、5題為多選題)1下列說法正確的是()A隨著科技的發(fā)展,永動機是可以制成的B太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了C“既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,因而是不可能的D有種“全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動,說明能量可以憑空產(chǎn)生答案:C解析:永動機是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對外做功的裝置,違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,A錯。太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,但輻射到星際空間的能量也沒有消失,一定是轉(zhuǎn)化成了別的能量,B錯。馬和其他動物,包括人要運動,必須消耗能量,動物的能量來源是食物中儲存的生物質(zhì)能,C正確。所謂的“全自動”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的,只有當(dāng)人戴著手表活動時,才能不斷補充能量,維持手表的運行,如果把表放在桌面上靜置兩天,它一定會停擺的,D錯。2能源短缺和環(huán)境惡化指的是()煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān),在當(dāng)前技術(shù)條件下,煤炭和石油的開采是有限的,這叫能源短缺。煤炭和石油資源是有限的,以今天的開采和消耗速度,石油儲藏將在百年內(nèi)用盡,煤炭資源也不可能永續(xù),這叫能源短缺。煤炭和石油具有很大的氣味,在開采、存放和使用過程中這些氣味會聚集在空氣中污染空氣,使環(huán)境惡化。大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排出的有害氣體污染了空氣,改變了大氣成分,使環(huán)境惡化ABCD答案:D解析:煤炭和石油都是由幾億年以前的生物遺體形成的,這些能源不能再次生成,也不可重復(fù)使用,它們的儲量是有限的,并不是取之不盡、用之不竭的,這是所講的能源短缺,正確;能源在使用時會排出有害氣體污染空氣,這是所講的環(huán)境惡化,正確。故D正確。3市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)。在陽光的照射下,小電扇快速轉(zhuǎn)動,能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽。該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是()A太陽能電能機械能B太陽能機械能電能C電能太陽能機械能D機械能太陽能電能答案:A解析:電池板中太陽能轉(zhuǎn)化為電能,小電動機中電能轉(zhuǎn)化為機械能。4為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒,小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部,并讓橡皮筋穿入鐵罐,兩端分別固定在罐蓋和罐底上,如圖所示。讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下,到斜面上B處停下,發(fā)現(xiàn)橡皮筋被卷緊了,接著鐵罐居然從B處自動滾了上去。下列關(guān)于該裝置能量轉(zhuǎn)化的判斷正確的是()A從A處滾到B處,主要是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B從A處滾到B處,主要是重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能C從B處滾到最高處,主要是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D從B處滾到最高處,主要是彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能答案:BD解析:在A處和B處時鐵罐速度為零,動能為零,所以從A處到B處是重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,故A項錯誤B項正確。從B處又滾到最高處的過程是彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程,故C錯,D對。5在體育比賽項目中,高臺跳水是我國運動員的強項。質(zhì)量為m的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動,設(shè)水對他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降高度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A他的動能減少了FhmghB他的重力勢能增加了mghC他的機械能減少了(Fmg)hD他的機械能減少了Fh答案:AD解析:由動能定理,EkmghFh,動能減少了Fhmgh,A選項正確;他的重力勢能減少了mgh,B選項錯誤;他的機械能減少了EFh;C選項錯誤,D選項正確。二、非選擇題6如圖所示,某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點滑至B點,接著沿水平路面滑至C點停止。人與雪橇的總質(zhì)量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù),請根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題:(1)人與雪橇從A到B的過程中,產(chǎn)生的熱量是多少?(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小。(g10m/s2)位置ABC速度(m/s)2.012.00時刻(s)0410答案:(1)9100J(2)140N解析:(1)從A到B的過程中,人與雪橇損失的機械能為Emghmvmv損失的機械能轉(zhuǎn)化為熱量QE(701020702270122)J9100J(2)人與雪橇在BC段做減速運動的加速度am/s2m/s2根據(jù)牛頓第二定律fma70(2)N140N。7如圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測量儀,可測量輪胎與地面間動摩擦因數(shù),其主要部件有:底部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細桿。擺錘的質(zhì)量為m,細桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,擺錘重心到O點距離為L。測量時,測量儀固定于水平地面,將擺錘從與O等高的位置處靜止釋放。擺錘到最低點附近時,橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(sL),之后繼續(xù)擺至與豎直方向成角的最高位置。若擺錘對地面的壓力可視為大小為F的恒力,重力加速度為g,求(1)擺錘在上述過程中損失的機械能;(2)在上述過程中摩擦力對擺錘所做的功;(3)橡膠片與地面之間的動摩擦因數(shù)。答案:(1)mgLcos(2)mgLcos(3)解析:(1)由功能關(guān)系知,損失的機械能為EE1E2mgLcos(2)上述過程中只有摩擦力對擺錘做功 ,故摩擦力對擺錘做的功為WfmgLcos(3)由功的概念WfFfsFs,所以有FsmgLcos,得能力提升一、選擇題(13題為單選題,4題為多選題)1我國人民有在房前種樹的習(xí)慣,夏天大樹長出茂密的葉子,為人們擋住炎炎烈日,冬天葉子又會全部掉光,使溫暖的陽光照入屋內(nèi),可以起到冬暖夏涼的作用。炎熱的夏天,我們在經(jīng)過有樹的地方時,也會感到很明顯的涼意,關(guān)于樹木周圍比較涼爽的現(xiàn)象,下列說法中正確的是()A樹木把大部分太陽光反射出去,使地面溫度降低B樹木吸收陽光,使自己溫度升高,周圍溫度降低C樹木吸收陽光,將陽光的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,使環(huán)境溫度變低D白天大樹將熱量存起來,晚上再將熱量放出來,所以白天在樹林里感覺涼爽而晚上感覺到熱答案:C解析:植物發(fā)生光合作用,消耗掉太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,根據(jù)能量守恒,陽光的能量被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,所以樹木下會比較涼爽,故C正確。2(河北衡水中學(xué)xxxx學(xué)年高一下學(xué)期調(diào)研)兩塊完全相同的木塊A、B,其中A固定在水平桌面上,B放在光滑的水平桌面上,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,在子彈穿透木塊過程中因克服摩擦力產(chǎn)生的熱量分別為QA、QB,設(shè)木塊對子彈的摩擦力大小一定;則()AvA>vB,QA>QB BvA<vB,QAQBCvAvB,QA<QB DvA>vB,QAQB答案:D解析:兩顆同樣的子彈穿透木塊的過程中,摩擦阻力f相同,子彈相對木塊滑動的距離相同,所以摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Qfx相同,根據(jù)能量守恒定律有:mv2QAmvmv2QBmvmBv2由以上兩式可知vA>vB,綜上所述選項D正確。3.如圖所示是某類潮汐發(fā)電示意圖。漲潮時開閘,水由通道進入海灣水庫蓄水,待水面升至最高點時關(guān)閉閘門(如圖甲),落潮時,開閘放水發(fā)電(如圖乙)。設(shè)海灣水庫面積為5.0108m2,平均潮差為3.0m,一天漲落潮兩次,發(fā)電機的平均能量轉(zhuǎn)化效率為10%,則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為(海水1.0103kg/m3,g取10m/s2)()A2.6104kW B5.2104kWC2.6105kW D5.2105kW答案:B解析:放水發(fā)電時,海水的重力勢能減少,其中10%轉(zhuǎn)化為電能。一天內(nèi)提供的重力勢能為Ep2mgh2Vgh21.01035.01083.0101.5J4.51013J,則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率為P5.2104kW。故選項B正確。4構(gòu)建和諧、節(jié)約型社會的思想深得民心,也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動充電式電動車就是很好的一例:將電動車的前輪裝有發(fā)電機,發(fā)電機與蓄電池連接,當(dāng)電動車滑行時,就可以向蓄電池充電,將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來。現(xiàn)有某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行,第一次關(guān)閉充電裝置,讓車自由滑行,其動能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示;第二次啟動充電裝置。其動能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示,則()A電動車受到的摩擦阻力為50NB電動車受到的摩擦阻力為83NC第二次啟動充電裝置,向蓄電池所充的電能是200JD第二次啟動充電裝置,向蓄電池所充的電能是300J答案:AC解析:當(dāng)關(guān)閉充電裝置,讓車自由滑行時,電動車的動能全部用來克服摩擦力做功,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,有Ekfs1,解得f50N;當(dāng)啟動充電裝置滑行時,自行車的動能一部分克服摩擦力做功,另一部分轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能,根據(jù)能量守恒有Ekfs2E電,故E電Ekfs2200J。二、非選擇題5.一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上,用力F沿斜面向下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中,拉力F所做的功的大小(絕對值)為A,斜面對滑塊作用力所做的功的大小為B,重力做功的大小為C,空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達時,小滑塊的動能的改變(指末態(tài)動能減去初態(tài)動能)等于_,滑塊的重力勢能的改變等于_;滑塊機械能(指動能與重力勢能之和)的改變等于_。答案:ABCDCABD解析:根據(jù)功能關(guān)系,動能的改變等于外力做功的代數(shù)和,其中做負(fù)功的有空氣阻力,斜面對滑塊的作用力的功(因彈力不做功,實際上為摩擦阻力的功)。因此EkABCD;重力勢能的減少等于重力做的功,因此EPC;滑塊機械能的改變等于重力之外的其他力做的功,因此EABD。6風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能(氣流的動能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。如圖所示。(1)風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為,氣流速度為v,風(fēng)輪機葉片長度為r。求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm;(2)已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出電功率P與Pm成正比。某風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速v19m/s時能夠輸出電功率P1540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v26m/s的時間每年約為5000小時。試估算這臺風(fēng)力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時。答案:(1)r2v3(2)8105kWh解析:(1)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機時,提供的風(fēng)能功率最大。單位時間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為vS,Sr2風(fēng)能的最大功率可表示為Pm(vS)v2vr2v2r2v3(2)按題意,風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率為P2()3P1()3540kW160kW最小年發(fā)電量約為WP2t1605000kWh8105kWh。