高中物理人教版第七章机械能守恒定律 学业分层测评2

学业分层测评(二十一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法正确的是()A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生【解析】永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的装置，违背了能量转化和守恒定律，A错；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错．【答案】C2．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图7­10­7所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是()【导学号：69390110】图7­10­7A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能【解析】电池板中太阳能转化为电能，小电动机中电能转化为机械能．【答案】A3．(多选)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，如图7­10­8所示．让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然从B处自动滚了上去．下列关于该装置能量转化的判断正确的是()图7­10­8A．从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能B．从A处滚到B处，主要是重力势能转化为弹性势能C．从B处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D．从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能【解析】在A处和B处时铁罐速度为零，动能为零，所以从A处到B处是重力势能转化为弹性势能，故A项错误，B项正确．从B处又滚到最高处的过程是弹性势能转化为重力势能的过程，故C项错误，D项正确．【答案】BD4．下列哪些现象属于能量的耗散()A．利用水流能发电产生电能B．电能在灯泡中变成光能C．电池的化学能变成电能D．火炉把屋子烤暖【解析】能量耗散主要指其他形式的能量最终转化为环境的内能后，不能再被收集起来重新利用．【答案】D5．下列关于能源开发和利用的说法中正确的是()A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程B．要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源C．能源利用的过程是一种形式的能向其他形式的能转化的过程D．无论是节约能源还是开发能源，我国都需要外国支援【解析】能源的利用过程实际上是一种形式的能向其他形式的能转化的过程，并不一定是单一的向机械能转化的过程，所以C正确，A错误；B中的核能、风能、地热能、海洋能等属于新能源，而不是常规能源，故B错误；节约能源和开发能源方面，我国主要依靠自己，故D错误．【答案】C6．(2023·杭州高一检测)下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是()A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了【解析】根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增大；某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，C正确；石子在运动和碰撞中机械能转化为了石子本身及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误．【答案】D7．(多选)(2023·桂林高一检测)如图7­10­9所示，高h＝2m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/取10m/s2.在此过程中，下列说法正确的是()【导学号：69390111】图7­10­9A．物体克服摩擦力做功20JB．物体的动能增加了8JC．物体的重力势能减少了20JD．曲面对物体的支持力对物体不做功【解析】根据动能定理得mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×1×42J＝8J，B对；其中重力做功WG＝mgh＝1×10×2J＝20J，故重力势能减少20J，C对；所以摩擦力做功Wf＝8J－20J＝－12J，A错；支持力始终与物体的速度垂直，故支持力不做功，D对．【答案】BCD8．在质量为kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长)，如图7­10­10所示的那样，用手在靠近重物处握住细棒，使重物静止，握细棒的手不动，稍稍减小握力，使手和细棒间保持一定的摩擦力，让重物和细棒保持一定的加速度下落，在起初的s的时间里，重物落下了m．在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少？(g取10m/s2)图7­10­10【解析】由h＝eq\f(1,2)at2a＝eq\f(2h,t2)＝1m/s2由v＝at＝1×m/s＝1m/s由能量守恒mgh＝eq\f(1,2)mv2＋Q热Q热＝×10×J－eq\f(1,2)××12J＝J.【答案】J[能力提升]9．足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图7­10­11所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()图7­10­11A．mv2 B．2mv2\f(1,4)mv2 D．eq\f(1,2)mv2【解析】物块A被放于传送带即刻做匀加速直线运动，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg，匀加速过程前进的距离：x1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(v2,2μg)，该时间内传送带前进距离：x2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝eq\f(v2,μg)，所以物块相对传送带滑动距离：Δx＝x2－x1＝eq\f(v2,2μg)，故产生的内能：Q＝μmg·Δx＝μmg·eq\f(v2,2μg)＝eq\f(1,2)mv2，D正确．【答案】D10．两块完全相同的木块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑的水平桌面上，两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为vA、vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则()A．vA＞vB，QA＞QBB．vA＜vB，QA＝QBC．vA＝vB，QA＜QBD．vA＞vB，QA＝QB【解析】两颗同样的子弹穿透木块的过程中，摩擦阻力f相同，子弹相对木块滑动的距离相同，所以摩擦力做功过程中产生的内能Q＝fΔx相同，根据能量守恒定律有：eq\f(1,2)mv2＝QA＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)eq\f(1,2)mv2＝QB＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋eq\f(1,2)mBv′2由以上两式可知vA＞vB，综上所述选项D正确．【答案】D11．(2023·扬州高一检测)如图7­10­12所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R为m．一个物体在离弧底E高度为h＝m处，以初速度m/s沿斜面运动．若物体与两斜面的动摩擦因数为，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多长路程？(g取10m/s2)【导学号：69390112】图7­10­12【解析】由于圆弧面是光滑的，由能量守恒定律知，物体最终在B、C之间摆动，且在B、C两点时速度为零．设物体在斜面上运动的总路程为s，物体在斜面上所受摩擦力为f＝μmgcos60°，由能量守恒定律知eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mg[h－R(1－cos60°)]＝μmgscos60°物体在斜面上通过的总路程为s＝eq\f(2g（h－\f(1,2)R）＋veq\o\al(2,0),μg)＝eq\f(2×10×（－）＋,×10)m＝280m.【答案】280m12．如图7­10­13所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2kg的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m＝1kg的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下，在木板上滑行t＝1s后，滑块和木板以共同速度v＝1m/s匀速运动，g取10m/s2.求：图7­10­13(1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff；(2)滑块下滑的高度h；(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q.【解析】(1)对木板：Ff＝Ma1由运动学公式，有v＝a1t，解得Ff＝2N.(2)对滑块：－Ff＝ma2设滑块滑上木板时的速度是v0，则v－v0＝a2t，可得v0＝3m/s.由机械能守恒定律有mgh＝