2018高中物理第七章机械能守恒定律7.13深入理解能量守恒定律练习新人教版必修2

1、深入理解能量守恒定律血【翩好题酬演塚】I I LI J*T-iI（答题时间：20 分钟）1.关于能量和能源，下列说法正确的是（）A. 由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B. 在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C. 能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造2.有一种油电混合动力汽车，既可以利用车载电池使用清洁的电力能源，也可以使用更加方便的汽油，受到人们的欢迎.这类汽车有一种技术：安装一个电池充电系统，车轮转动通过传动系统带动发电机的转子转动，从而可以给电池充电， 而电池充的电又可以作为汽车行驶的能量来源关于这项技术，说法正确的是（

2、）A.在给电池充电过程中，转子所受的安培力不可能作为汽车的动力B该充电系统应该一直开启，不论汽车是在正常行驶阶段还是刹车阶段，都可以给电 池充电C.该充电系统只应该在刹车阶段开启，部分动能转化为电池存储的化学能D该技术没有意义，因为从能量守恒来看，这些能量归根结底来源于汽油3.下列关于能的转化与守恒定律的说法，错误的是（）A. 能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B. 能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C. 一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少D. 能的转化与守恒定律证明了能量既不会产生也不会消失4.如图所示，美国空军 X 37B 无人航天飞机于 2

3、010 年 4 月首飞，在 X 37B 由较低轨道A. X 37B 中燃料的化学能转化为 X- 37B 的机械能B. X 37B 的机械能要减少C. 自然界中的总能量要变大D. 如果 X 37B 在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能不变5.下列设想中，符合能量转化和守恒定律的是（）A. 利用永磁铁和软铁的相互作用，做成一架机器，永远地转动下去B. 制造一架飞机，不携带燃料，只须利用太阳能就能飞行C. 做成一条船，利用水流的能量，逆水行驶，不用其他动力D. 利用核动力使地球离开太阳系6.如图所示，ABC是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B C在水平线

4、上，其距离d= 0.5 m。盆边缘的高度为h= 0.30 m。在A处放一个质 量为m的小物块并让其由静止下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为 卩=0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为27.如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻 绳后A下落，B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（）A. 速率的变化量不同B. 机械能的变化量不同C. 重力势能的变化量相同D. 重力做功的平均功率相同8.如图所示，固定的倾斜光滑杆上

5、套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（）A. 圆环机械能守恒B. 弹簧的弹性势能先增大后减小C. 弹簧的弹性势能变化了mgh =、1 zD. 弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大9.一水电站，水流的落差为 20 m,水流冲击水轮发电机后，水流能有20%专化为电能，. 2若发电机的功率为 200 kW,则每分钟的水流量是多少？ （g取 10 m/s ）10.为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验。取一个横截面积是3X10 2m2的圆筒，筒内装水 0.6 kg，用来测量

6、射到地面的太阳能。 某一天中午在太阳光直射 2 min 后， 水的温度升高了 1C。（太阳到地球的距离为 1.5x1011m）求：（1）在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。（2） 假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外 57 液大气吸收和反射而未 到达地面。你能由此估算出太阳辐射的功率吗？11.如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木板以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木板右端。小铁块与木板间的动摩擦因数为，当小铁块在木板上相对木板滑动L距离时与木板保持相对静止，此时长木板对地位移为I。求这个过程中：mA. 0.50 mD. 03可M

7、f（1）小铁块增加的动能;(2)木板减少的动能；(3)系统机械能的减少量;(4)系统产生的热量。皿枫细和定譴41.B解析：自然界的能量守恒，但能源需要节约，同时为了提高生活质量， 故 A 不正确; 在利用与节约能源的过程中，能量在数量并没有减少， 故 B 正确；能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了，所以转化具有方向性， 故 C 不正确；人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故 D 不正确。2. AC 解析：再给电池充电的过程中，转子所受的安培力只是阻力，否则违背能量守恒 定律，故 A正确；该充电系统应该在减速阶段开启，加速阶段不

8、应该开启，故B 错误；该充电系统只应该在刹车阶段开启，部分动能转化为电池储存的化学能，故 C 正确；该技术有意义，电池可以用外电路充电，也可以将刹车过程中的动能转化为电能储存起来，故D 错误。解析：能量可以在不同物体之间转移，也可以相互转化，但能的总量保持不变，卜A)解析：在 X 37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中， 必须启动助推器，对 X 37BX 37B 的机械能增大，A 对，B 错；根据能量守恒定律可知， C 错。X 37B 在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D 对。5. BD 解析：选项 A 不符合能量守恒定律，利用永磁铁和软铁的相互作用

9、，做一架永远转动下去的机器是不可能的， A 错误；太阳能可以转化为机械能， B 中所述情景中的飞机是 可行的，B 正确；核动力是非常大的，利用核动力可使地球离开太阳系，D 正确；逆水行船,不用其他动力是不可行的， C 错误。6. D 解析：由于小物块最终停了下来，故其初始状态的机械能全部由于滑动摩擦力做功s转化为了物块与容器底部的内能，由能量守恒定律可知mgh=卩mgs得s= 3 m 而一=6，即 3 个来回后，恰停在B点，选项 D 正确。7. D 解析：物块A B开始时处于静止状态，对A：mg=T对B：T=mgs in0 &八由式得mg=mgsin0Y尸即m=msin0剪断轻绳后，物

10、块A、B均遵守机械能守恒定律，机械能没有变化，故械能守恒知，mgh=丄mV,所以v=J2gh，落地速率相同，故速率的变化量相同，A 项错2v误；由巳=mgh因m不同，故Ep不同，C 项错误；重力做功的功率PA=mgV=mg-=2mg2gh,FB=nBgvsin0=mg2ghsin0，由式RA=msin0，得FA=PB,D 项正2 2确。8. C 解析：圆环下滑过程中，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，圆环减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因初末状态的动能均为零，故弹簧弹性势能的增加量等于圆环重力势能的减少量，故 A 错误，C 正确；在整个过程中弹簧先逐渐压缩，再恢复原长，最 后又伸长，弹

11、簧的压缩量最大时，圆环的速度还在增大，故B、D 均错误。9. 解：设 1 分钟水的流量为Q则在 1 分钟内水流的质量 m= Qp3.A错误。4. AD做正功，30.5B 项错误；由机5在 1 分钟内水流减少的重力势能mgh= Qp gh6擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量。(2)摩擦力对长木板做负功，根据功能关系也Ekm=卩mgl，即木板减少的动能等于其克服摩擦力做的功，为卩mgl。(3) 系统机械能的减少量等于木板减小的动能减去小铁块增加的动能E= 口mglmg (IL)= 口mgL(4)m M间相对滑动的位移为L,根据能量守恒定律，知Q=imgL即摩擦力对系统 做的总功等于系统产生的

12、热量。由题意可知：发电机的功率P=EpX20%t3整理得：Q=二 ，代入数据得：Q=2001260m3= 300 m3。PghX20%1x10汇10汇20疋0.24.2 J(2)4.6X1026W(1)圆筒内的水经过2 min 照射后，增加的内能为U= Q= cmAt,其中c=(kgC)，所以 U= 4.2X103X0.6X1 = 2.52X103(J)每分钟获得的能量为252 10J = 1.26X103JPt10. ( 1)解析：4.2X103J/22 2 2 2圆筒面积 S= 3X10 m = 3X10 cm21.26 1022J = 4.2 J3 10r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每4 2地球表面每分钟每平方厘米获得的能量为(2)以太阳为球心，以日地距离平方厘米面积上每秒接收到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为一 J-0.163 J43%況60太阳能是向四面八方均匀辐射的，上述球面每秒接收到的太阳能即为太阳的辐射功率P,上述球面的面积为 4n