粤教版必修二 能量转化与守恒定律 第1课时 作业.docx

粤教版高中物理必修二 4.6能量转化与守恒定律 同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.质量为m的物体从地面上方h高处无初速度释放,落在水平地面后砸出一个深为h的坑,如图所示,则在整个过程中，下列说法不正确的是（）a.重力对物体做功为mghb.物体的重力势能减少了mg（h+h）c.外力对物体做的总功为零d.地面对物体平均阻力大小为mg（h+h）/h2.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能（ ）a.不变b.变大c.变小d.不能确定3.如图所示，静止在光滑水平面上的物体，在水平向右的恒力f作用下开始运动，作用一段时间后撤去恒力f，物体继续向右运动不计空气阻力，则在整个运动过程中，物体机械能随时间变化的关是（ ）a.b.c.d.4.当重力对物体做正功时，物体的（ ） a.重力势能一定增加，动能一定减小b.重力势能一定增加，动能一定增加c.重力势能一定减小，动能不一定增加d.重力势能不一定减小，动能一定增加5.浙江最大抽水蓄能电站 2016 年将在缙云开建，其工作原理是：在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图所示，若该电站蓄水池（上水库）有效总库容量（可用于发电）为 786106m3 ， 发电过程中上下水库平均水位差 637m，年抽水用电为 24108 kwh，年发 电 量 为 18108 kwh （ 水 的 密 度 为 =10103kg/m3 ， 重力加速度为 g=10m/s2 ， 以下水库水面为零势能面）。则下列说法正确的是（）a.抽水蓄能电站的总效率约为 65%b.发电时流入下水库的水流速度可达到 112m/sc.蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为 ep=501013 jd.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105 kw 计算）约10h6.一个排球在a点被竖直抛出时动能为20j，上升到最大高度后，又回到a点，动能变为12j，设排球在运动中受到的阻力大小恒定，则（ ） a.上升到最高点过程重力势能增加了20jb.从最高点回到a点过程克服阻力做功4jc.上升到最高点过程机械能减少了8jd.从最高点回到a点过程重力势能减少了12j7.构建和谐型节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面自动充电式电动车就是很好的一例，电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来现有某人骑车以500j的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，则第二次向蓄电池所充的电能是（）a.200jb.250jc.300jd.500j8.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为 g，在物体下落h的过程中，下列说法中不正确的是（ ） a.物体的动能增加了 mghb.物体的机械能减少了 mghc.物体克服阻力所做的功为 mghd.物体的重力势能减少了mgh9.如图，可视为质点的小滑块以初速度v0从粗糙斜面底端a点沿斜面ao上滑，到o点时速度刚好为零且能沿ob下滑，斜面ao和bo的倾角均为，cd与水平面平行，滑块与两斜面ao和bo的动摩擦因数相同，则滑块从a到b的运动过程中（）a.在c点的加速度与d点的加速度大小相等b.在c点的速度与d点的速度大小相等c.从a到c的时间小于从d到b的时间d.从a到c的时间大于从d到b的时间10.某机械的效率为20%，则以下说法正确的是（） a.总功是有用功的5倍b.总功是额外功的5倍c.额外功是有用功的5倍d.有用功是额外功的4倍二、多选题（共3题；共9分）11.物块先沿轨道1从a点由静止下滑至底端b点，后沿轨道2从a点由静止下滑经c点至底端b点，ac=cb，如图所示物块与两轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在c点处撞击的因素，则在物块整个下滑过程中（ ）a.沿轨道2下滑时的时间较小b.沿轨道2下滑时损失的机械能较少c.物块受到的摩擦力相同d.物块滑至b点时速度大小相同12.一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示在a点时，物体开始接触弹簧；到b点时，物体速度为零，然后被弹回下列说法中正确的是（ ）a.物体从a下降到b的过程中，重力势能不断变小b.物体从a下降到b的过程中，动能先增大后减小c.物体由b下降到a的过程中，弹簧的弹性势能不断增大d.物体由b上升到a的过程中，弹簧所减少的弹性势能等于物体所增加的重力势能13.如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中（ ）a.重力先做正功后做负功；弹力一直做负功b.金属块先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动c.金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡d.金属块的动能为零时弹簧的弹性势能最大三、解答题（共1题；共5分）14.质量为 m=1kg的物体以v0=10m/s的速度水平抛出，空气阻力不计，取g=10m/s2 ， 则在第1s内重力做功为多少？第1s内物体减少的重力势能多少？第1s内物体增加的动能为多少？ 四、综合题（共3题；共40分）15.一质量为m=2kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，子弹从物块中穿过（物块质量不变），如图所示，地面观察着记录了小物块被击中后的速度随时间的变化关系，如图所示（图中取向右运动的方向为正方向），已知传送带的速度保持不变，（1）请指出传送带的速度v的方向及大小； （2）计算物块与传送带间的动摩擦系数； 16.如图所示，在竖直方向土a，b两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，a放在水平地面上；b、c两物体厦过细绳绕过轻质定滑轮相连，c放在固定的光滑斜面上用手拿住c，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行已知a，b的质量均为m，斜面倾角为=37，重力加速度为g滑轮的质量和摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态c释放后沿斜面下滑，当a刚要离开地面时，b的速度最大（sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）从开始到物体a刚要离开地面的过程中，物体c沿斜面下滑的距离； （2）c的质量； （3）a刚离开地面时，c的动能 17.如图所示，光滑水平面ab与竖直面内的半圆形导轨在b点相切，半圆形导轨的半径为r一个质量为m的物体将弹簧压缩至a点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过b点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点c，c、o、b三点在同一竖直线上（不计空气阻力）试求： （1）物体到达b点时的速度大小 （2）物体在a点时弹簧的弹性势能； （3）物体从b点运动至c点的过程中产生的内能 答案解析部分一、单选题1.【答案】a 【解析】【分析】重力做功为mg（h+h），重力做正功重力势能减小，a错；b对；由动能定理可知合外力做功等于动能变化量，c对；由动能定理，d对；故选a。【点评】难度较小，明确重力做功与重力势能的关系，应用动能定理求解问题时只需要明确初末位置。2.【答案】b 【解析】【解答】解：从侧面缓慢推袋壁使它变形，人对水袋做功，水的动能不变，使水的重力势能增大，故b正确，acd错误故选：b【分析】从侧面缓慢推袋壁使它变形，重力势能增大，根据功能关系分析即可3.【答案】c 【解析】【解答】解：物体在光滑水平面上运动，重力势能不变，撤去f前，物体的动能：ek= = ，则ekt图象是开口向上的抛物线，则机械能e与时间t的关系图象也开口向上的抛物线撤去f后，物体做匀速运动，机械能不变，故abd错误，c正确故选：c【分析】物体在光滑水平面上运动，重力势能不变，物体的机械能如何变化取决于动能如何变化，根据动能定理分析动能的变化情况，从而判断机械能的变化情况，从而来选择图象4.【答案】c 【解析】【解答】解：根据重力做功与重力势能变化的关系得：wg=ep当重力对物体做正功时，重力势能一定减小根据动能定理知道：w合=ek当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做功，所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功，也有可能为0，所以物体的动能可能增加，也有可能减小，也有可能不变故选：c【分析】知道重力做功量度重力势能的变化，重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加知道合力做功量度动能的变化合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减小5.【答案】c 【解析】【解答】已知年抽水用电为 ，年发电量为 ，则抽水蓄能电站的总效率为 ，故a错误；若没有任何阻力，由机械能守恒得 ，得 ，由题知，水流下的过程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度小于 ，故b错误；蓄水池中能用于发电的水的重力势能为 ，故c正确；该电站平均每天所发电量为 ，可供给一个大城市居民用电（电功率以 计算）的时间为 ，故d错误。【分析】功能关系；要求能量的转化效率，首先要确定哪种能量是有效利用的能量；哪种能量是消耗的总能量掌握力学的知识在能量转化过程中的应用。6.【答案】b 【解析】【解答】解：由题意知整体过程中动能（机械能）减少了8j，则上升过程克服阻力做功4j，下落过程克服阻力做功4j；a、上升到最高点过程动能减少量为20j，克服阻力做功4j即机械能 减少4j，则重力势能增加了16j；故a错误；b、由题意知整体过程中机械能减少了8j，上升过程机械能减少4j，从最高点回到a点过程克服阻力做功4j故b正确；c、上升的过程中克服阻力做功4j即机械能 减少4j故c错误；d、从最高点回到a点过程动能增加了12j，机械能减少4j，则重力势能减少16j；故d错误；故选：b【分析】本题应根据动能定理可知总功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的减小量；除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，进行分析7.【答案】a 【解析】【分析】关闭自充电装置，克服摩擦力做功动能减少，由动能定理有：，可见克服摩擦力做功与位移成正比；第二次启动自充电装置，由能量守恒有：，由图可知，所以,a选项正确，bcd选项错误故选a【点评】中等难度。能量守恒的思想始终贯穿整个高中的物理教学，同时也是高考的重点与热点之一运用能量守恒定律处理问题时，首先要熟悉常见的能量形式：机械能、内能、电磁能等；其次要理解常见的能量转化形式：如克服重力(弹力)做功由动能转化为重力(弹性)势能、克服阻力做功或通过碰撞由机械能转化为内能、克服安培力做功由机械能转化为电能，再通过电流做功转化为焦耳热等，更为重要的是要认真分析题中所给出的物理过程或物理现象，仔细推敲每一个过程或现象中能量如何转化，这是分析解决问题和提高解题能力的有效途径之一8.【答案】b 【解析】【解答】解：a、根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为 g，那么物体的合力为 mg，w合= mgh，所以物体的动能增加了 mgha不符合题意b、重力做功wg=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，物体的动能增加了 mgh，即机械能就减少了 mghb符合题意c、物体受竖直向下的重力和竖直向上的阻力，下落的加速度为 g，根据牛顿第二定律得阻力为 mg，所以阻力做功wf=fh= mgh所以物体克服阻力所做的功为 mgh，c不符合题意d、重力做功wg=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，d不符合题意故答案为：b【分析】根据功能关系重力对物体所做的功等于物体重力势能的改变量。合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量。9.【答案】c 【解析】【分析】小球在c点受到重力，沿斜面向下的摩擦力，垂直斜面的支持力，所以合力为，小球在d点时，受到重力，沿斜面向上的摩擦力，垂直斜面的支持力，所以合力为，故两点的加速度不相等，a错误，从c到d点重力做功为零，但是摩擦力做功不为零，所以c点的速度大于d点的速度，b错误，由于过程中摩擦力做负功，所以ac之间的平均速度大于bd之间的平均速度，故从a到c的时间小于从d到b的时间，c正确，d错误，【点评】做本题的关键是知道过程中摩擦力一直做负功，物体的机械能一直在减小10.【答案】a 【解析】【分析】机械的效率为20%表示有用功占总功的百分比，即表示该机械做功时，有用功占总功的20%，即总功是有用功的5倍。故选a【点评】本题是考查对机械效率概念的理解，机械效率的物理意义是由定义而来，即有用功占总功的百分比二、多选题11.【答案】a,d 【解析】【解答】解：摩擦力f=mgcos，在轨道1、2上倾角不同，所以摩擦力不同，设ac与水平面的夹角为，cb与水平面的夹角为，ab与水平面的夹角为，如图所示：沿轨道2运动，摩擦力做的功：wf2=mgcosxac+mgcosxcb=mgxef+mgxeb=mgxfb沿轨道1运动，摩擦力做的功为：wf1=mgcosxab=mgxfb=wf2由动能定理 得：物块滑至b点时速度大小相同，但方向不同，两种运动摩擦力做的功相同，所以两种情况下损失的机械能相同，物体沿1做匀加速直线运动，沿2先做加速度比1大的加速运动，后做加速度比1小的加速运动，而运动的总位移相同，画出速度时间图象，如图所示，则沿轨道2下滑时的时间较小，故a正确；故bc错误，d正确；故选：ad【分析】物体下滑过程中滑动摩擦力做功大小与水平位移有关，两次下滑过程，物块的位移相等，滑动摩擦力做功相等，根据动能定理分析物块滑到b点的速度大小关系，由摩擦力公式分析摩擦力的大小关系12.【答案】a,b 【解析】【解答】解：a、物体在a下降到b的过程中，重力做正功，重力势能不断变小，故a正确b、物体开始接触弹簧时，重力大于弹簧的弹力，合力方向向下，物体做加速运动，速度增大，动能增大随着弹力的增大，合力减小，当重力等于弹力时，速度达到最大，然后在运动的过程中，弹力大于重力，合力方向向上，物体做减速运动，速度减小，动能减小，所以动能先增大后减小故b正确c、物体由b下降到a的过程中，弹簧的压缩量不断减小，则弹簧的弹性势能不断减小，故c错误d、物体由b上升到a的过程中，对于物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，则弹簧所减少的弹性势能等于物体所增加的动能与增加的重力势能之和故d错误故选：ab【分析】根据物体高度的变化分析重力势能的变化根据物体所受的合力方向与速度方向关系，判断其速度的变化，从而得出动能的变化情况由弹簧形变量的变化分析弹性势能的变化结合机械能守恒的条件分析13.【答案】c,d 【解析】【解答】解：a、金属块一直向下运动，重力方向与位移方向一直相同，所以重力一直做正功，故a错误b、金属块受到的弹力为变力；故不可能变匀变速运动；故b错误；c、金属块撞击弹簧，受到弹簧向上的弹力，开始重力大于弹力，继续向下加速运动；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，金属块的运动速度最大，其动能最大，故c正确d、当金属块的速度为零时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大故d正确故选：cd【分析】金属快静止在弹簧正上方，具有重力势能，由静止下落后，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大金属块撞击弹簧后，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，将继续向下加速运动；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，金属的运动速度最大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力大于重力时，金属块进行减速运动金属块从自由下落到下落到最底端，金属块的运动速度先增大，后减小，到最底端速度为零通过分析金属块的运动情况进行判断三、解答题14.【答案】解：由平抛运动的规律知：在第1s内物体下落的高度为：h= gt2= =5m在第1s内重力做功为：w=mgh=1105=50j则第1s内物体的重力势能减少50j根据动能定理得第1s内物体动能的增加量为：ek=w=50j答：物体在第1s内重力做功为50j，第1s内物体的重力势能减少50j，第1s内物体动能的增加量是50j 【解析】【分析】平抛运动竖直方向的分运动是由自由落体运动，由自由落体运动的规律可求得第1s内物体下落的高度，再由功的公式w=mgh可求得重力所做的功，从而得到物体减少的重力势能由动能定理求得物体增加的动能四、综合题15.【答案】（1）解：传送带的速度v的大小为2.0m/s，方向向右（2）解：由速度时间图象可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为： a= = =2.0m/s2由牛顿第二定律得：f=mg=ma得到小物块与传送带之间的动摩擦因数：= = =0.2（3）计算物块对传送带总共做了多少功？在物块与传送带相对滑动过程系统有多少能量转化为内能？解：由速度图象可知，传送带与物块存在摩擦力的时间只有3s传送带在这段时间内移动的位移为s，s=vt=2.03 m=6.0m所以，传送带所做的功 w=fs=4.06.0 j=24.0 j在物块获得速度到与传送带一起匀速运动的过程中，物块动能减少了ekek= mv2= 2.042 2.022=12.0 j所以转化的热能eq=w+ek=24.0+12.0=36.0 j解法二：物块相对传送带通过的路程为：s=s物+s皮= （v0v）t1+vt= （42）3+23=9m所以转化的热能 eq=fs=4.09=36.0j 【解析】【分析】（1）根据vt图象，可知传送带的速度v的大小为2m/s，并由最终小物块的速度方向确定传送带的速度方向（2）由图象的斜率求出小物块的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数（3）根据功的公式求传送带对小物块所做的功根据相对位移求产生的内能或根据能量守恒定律求内能16.【答案】（1）解：设开始时弹簧压缩的长度为xb ， 由题意有： 设当物体a刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xa ， 有kxa=mg 当物体a刚离开地面时，物体b上升的距离及物体