【同步测试】《能源的开发与利用》同步练习3【高中物理必修2】

《能源的开发与利用》同步练习1．关于能量和能源，下列说法中正确的是()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【解析】自然界的总能量是守恒的，能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，能量不可能被创造；在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，能量耗散使能量的利用品质降低了，能量转化具有方向性，因此要节约能源，故B正确，A、C、D错误．【答案】B2．(多选)关于功和能，下列说法正确的是()A．功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B．功和能不能相互转化，是不同的两个物理量C．水对水轮机做了8.9×106J的功表示水的能量减少了8.9×106JD．竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5J表示石子将5J的功转化为5J的重力势能【解析】功和能虽然单位相同，但意义完全不同，功是功，能是能，功和能也不能转化，是两个不同的物理量，A错，B对；功是能量转化的量度，水对水轮机做了8.9×106J的功表示水的能量减少了8.9×106J，转化成水轮机的能量，C对；石子克服重力做5J的功表示动能转化成势能5J，D错．【答案】BC3．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量【解析】这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化为其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对．故A、D选项正确．【答案】AD4．(多选)将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出．抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0.若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是()A．小球克服空气阻力做的功小于mghB．重力对小球做的功等于mghC．合外力对小球做的功小于mveq\o\al(2,0)D．合外力对小球做的功等于mveq\o\al(2,0)【解析】由题意可知，小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了．根据动能定理W合＝ΔEk，则W合＞0，即重力所做的功大于阻力所做的功．而这个过程中重力对小球做的功为WG＝mgh，所以A、B正确；从抛出到落地的过程中，合外力的功等于小球动能的变化量，即W合＝eq\f(1,2)m(2v0)2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(3,2)mveq\o\al(2,0)＞mveq\o\al(2,0)，故C、D均错．【答案】AB5．(2013·重庆七中检测)一个物体沿粗糙斜面匀速下滑，下列说法正确的是()A．物体的机械能不变，内能也不变B．物体的机械能减少，内能不变C．物体的机械能减少，内能增加，机械能和内能的总量减少D．物体的机械能减少，内能增加，机械能与内能的总量不变【解析】物体匀速下滑，动能不变，势能减少，机械能减少，转化为内能，故内能增加，由能量守恒定律知，两者的总量不变．【答案】D6．如图4－6－5，一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点，在此过程中，绳的重心位置()图4－6－5A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高 D．始终不变【解析】外力对绳索做正功．绳索的机械能增加，由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果，故A正确．【答案】A7．(多选)(2013·合肥高一检测)质量为m的物体在竖直向上拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h，则()A．物体的机械能增加3mghB．物体的重力势能增加mghC．物体的动能增加FhD．物体在上升过程中机械能守恒【解析】由F－mg＝2mg得拉力F＝3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即WF＝Fh＝3mgh，A对，D错；重力势能的增加等于克服重力做的功mgh，B对；动能的增加等于合力做的功，即W合＝m·2g·h＝2mgh＝eq\f(2,3)Fh，C错．【答案】AB8.如图4－6－6所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为g，在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中，物体()图4－6－6A．机械能损失了mghB．动能损失了mghC．动能损失了eq\f(1,2)mghD．机械能损失了eq\f(1,2)mgh【解析】由于物体沿斜面以加速度g做减速运动，由牛顿第二定律可知：mgsin30°＋Ff＝mg，Ff＝eq\f(1,2)mg.摩擦力做功为：Wf＝－Ff·2h＝－mgh，机械能损失mgh，故A正确，D错误；由动能定理得ΔEk＝－mgh－mgh＝－2mgh即动能损失了2mgh，故B、C错．【答案】A9．(多选)(2013·眉山高一期末)如图4－6－7所示，在光滑水平面上放一辆小车，小车的左端放一只箱子，在水平恒力F作用下，将箱子从小车右端拉出，如果第一次小车被固定于地面，第二次小车不固定，小车在摩擦力作用下可沿水平面运动，在这两种情况下()图4－6－7A．摩擦力大小不相等B．F所做的功不相等C．摩擦产生的热量相等D．箱子增加的动能相等【解析】小车固定时，箱子的位移等于小车的长度，设为L；小车不固定时，小车相对地面的位移设为x，则箱子的位移为x＋L.两种情况下，滑动摩擦力f都等于μmg，F做的功分别为W1＝FL，W2＝F(x＋L)；摩擦产生的热量Q都等于fL；箱子增加的动能分别为ΔEk1＝(F－f)L，ΔEk2＝(F－f)×(s＋L)．故选项B、C正确．【答案】BC10．(多选)(2013·周口高一检测)如图4－6－8所示，在北京奥运会上，跳水项目是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()图4－6－8A．他的动能减少了FhB．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了(F－mg)hD．他的机械能减少了Fh【解析】W合＝－(F－mg)h，所以动能减少(F－mg)h；WG＝mgh，重力势能减少mgh，除重力以外其他力做功W＝－Fh，所以机械能减少Fh，故B、D正确．【答案】BD11．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？【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Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)ρSv3t，则电功率P＝eq\f(Ek×20%,t)＝eq\f(1,10)ρπr2v3.得r＝eq\r(\f(10P,ρπv3))＝9.94m，所以叶片长度约为9.94m.【答案】9.94m12．如图4－6－9所示，质量为1kg的木块m在水平面上运动，经过A点时速度v0＝2m/s，已知A、B之间距离L＝0.5m，且粗糙，其他部分均光滑，m与A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，木块经过B点后将压缩右端固定的劲度系数较大的弹簧，g取10m/s2，求：图4－6－9(1)弹簧能够具有的最大弹性势能？(2)木块m是否还能到达A点？【解析】(1