高中物理巩固练习能量守恒定律与能源

PAGE【巩固练习】一、选择题：1．有关功和能，下列说法正确的是()A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能B．物体具有多少能，就一定能做多少功C．物体做了多少功，就有多少能量消失D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少2．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．对于这一过程，下列说法不正确的是()A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和3．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将()A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低4．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动距离h，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少2mgh B．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mgh D．物体的机械能增加mgh5．如图所示，一根长为的橡皮条和一根长为的绳子悬于同一点，已知<。橡皮条另一端系A球，绳子另一端系B球，两球质量相等。现从悬线水平位置（橡皮条保持原长）将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小()A．B球的速度较大 B．A球的速度较大C．两球速度大小相等 D．不能确定谁的速度大6．物体以100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动到某一点时，动能减少80J，其机械能减少了32J。则物体重返斜面底端时的动能为()A．68J B．64J C．48J D．20J7．如图所示，质量为m的木块放在地面上，一根弹簧下端连着木块。用恒力F竖直向上拉弹簧的上端，使木块离开地面。如果恒力F的作用点向上移动的距离为h，则()A．木块的重力势能增加了FhB．木块的机械能增加了FhC．恒力F所做的功为FhD．木块的动能增加了Fh二、解答题：1．风力发电是一种环保的电能获取方式。设计每台风力发电机的功率为40kW．实验测得风的动能转化为电功的效率约为20％，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求?2.一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的B点，弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R=0.50m，弹簧的原长L0=0.50m，劲度系数为4.8N/m，如图所示.若小球从图中所示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性势能E=0.60J.取重力加速度g=10m/s2,求：(1)小球到C点时的速度vC的大小；(2)小球在C点时对环的作用力大小和方向。BBA600ORC3.如图，在竖直平面内有一半径为R的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球，悬挂在圆柱面边缘两侧，A球质量为B球质量的两倍，现将A球从圆柱边缘处由静止释放，已知A始终不离开球面，且细绳足够长，圆柱固定.若不计一切摩擦.求:(1)A球沿圆柱截面滑至最低点时速度的大小；(2)A球沿圆柱截面运动的最大位移.RROAB4．如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为0.1kg的小铁块，它离纸带的右端距离为0.5m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1．现用力向左以2m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动）(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？(2)纸带对铁块做多少功？5.一个质量为m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光竖直的圆环上，弹簧固定于环的最高点A，环的半径R=0.50m,弹簧原长L0=0.50m，劲度系数为4.8N/m，如图所示，若小球从图示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性势能=0.60J；求：(1)小球到C点时的速度vC的大小．(2)小球在C点时对环的作用力（g=10m/s2)6.如图所示，光滑1/4圆弧的半径为0.8m，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后沿水平面前进4.0m，到达C点停止.g取10m/s2，求：（1）物体到达B点时的速率；（2）在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功；（3）物体与水平面间的动摩擦因数.【答案与解析】一、选择题：D解析:功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B错误．做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以C错误．正确选项是D．2．A、B、C解析:子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A选项漏考虑系统增加的内能，B选项漏考虑木块增加的内能，C选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，故A、B、C错．3．A解析:电冰箱消耗电能，部分转化成焦耳热，房间内温度逐渐升高．4.CD解析：重力势能的减少为，故A错误；动能增量为合外力做的功，即，故C正确；动能增量减去重力势能的减少量即机械能的增量，即，故D正确。5.A解析：由能量守恒知，B球的重力势能完全转化为动能，而A球的重力势能一部分转化为动能一部分转化为橡皮条的弹性势能，故B的速度大。6.D解析：动能减少80J，其机械能减少了32J，那么动能减少100J时，机械能减少40J，即向上运动过程克服阻力做功40J，向下运动过程也需要克服阻力做功40J，共克服阻力做功80J，那么返回时还有动能20J。即D选项正确。7.C解析：恒力向上移动h，做功为Fh，故C选项正确；由能量守恒可知，恒力做的功一部分转化为木块的重力势能，一部分为弹簧的弹性势能，故ACD错误；二、解答题：1.解析：设叶片长度为r，则叶片转动的面积S＝πr2．取时间t内作用到横截面积为S的面积上的空气流为研究对象，则这部分空气流的质量为m＝ρV＝ρ·Svt．空气流的动能为，则电功率．得9.94m，所以叶片长度约为9.94m．2．解析：(1)小球在运动过程中受重力，环对它的弹力和弹簧对它的弹力作用，机械能守恒，设C点为重力势能零点①②由①②得vC=3m/s(2)小球在C点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力，受力如图所示：BBA600ORCDFNmg小球在C点所受合外力等于向心力:③F=kx④x=R⑤由③④⑤得N=3.2N3.解析：(1)设A球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小为v，则根据机械能守恒定律可得又解得(2)当A球的速度为零时，A球沿圆柱面运动的位移最大，设为S，则根据机械能守恒定律可得由几何关系得解得4.解析：(1)设纸带的加速度为a1，铁块的加速度为a2．则，得t=1s。(2)5.解析：小球由B点滑到C点，由能量守恒得得vC=3m/s.(2）在C点时有,设环对小球作用力为N，方向指向圆心，则.小球对环作用力为,.6.解析：由题意知，圆弧半径R=0.8m，物体质量m=1.0kg，水平位移S=4.0m（1）设物体到达B点时的速率为v，从A到B过程中，由机械能守恒定律有