2024-2025学年新教材高中物理习题课8功能关系A含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5习题课功能关系A组一、单项选择题1．有关功和能，下列说法正确的是(D)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，就肯定能做多少功C．物体做了多少功，就有多少能量消逝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，就肯定能做多少功，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逝，所以C错误．正确选项是D.2．设想在一间与外界绝热的房间内有一台正在工作的电冰箱．假如电冰箱的门是开着的，那么室内的温度将(A)A．上升 B．降低C．不变 D．都有可能解析：电冰箱工作时，有一部分电能转化为内能，释放到绝热的房间内，使房间的温度上升．3．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的改变状况是(B)A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，总能量增加D．重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变解析：由能量转化和守恒定律可知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C均错；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确．4．关于能量和能源，下列说法正确的是(B)A．由于自然界的能量守恒，所以不须要节约能源B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未削减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，所以能量可以被创建解析：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，能量不行能被创建；在利用能源的过程中，能量在数量上并未削减，能量转化具有方向性．5．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种状况下，物体机械能的改变状况是(D)A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的改变状况D．三种状况中，物体的机械能均增加解析：无论物体怎样向上运动，拉力都做正功，物体的机械能均增加，故选D.6．2024年高台跳水世界杯于5月25至26日在肇庆体育中心应雄游泳跳水馆实行．如图所示，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，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(D)A．她的动能削减了FhB．她的重力势能增加了mghC．她的机械能削减了(F－mg)hD．她的机械能削减了Fh解析：运动员下降高度h的过程中，重力势能削减了mgh，B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功，因此机械能削减了Fh，C错误，D正确；由动能定理可知，动能削减了(F－mg)h，故A错误．二、多项选择题7．一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，下列说法正确的是(BD)A．子弹削减的机械能等于木块增加的机械能B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C．子弹削减的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹削减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削减，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选项没考虑系统增加的内能，C选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，AC错．8．如图所示，在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是(CD)A．小球的机械能守恒B．物块与小球组成的系统机械能守恒C．若小球匀速下降，小球削减的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量D．若小球加速下降，小球削减的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量解析：由于绳子对小球做负功，因此小球的机械能减小，A错误；由于桌面粗糙，摩擦力对M做负功，因此物块与小球组成的系统机械能减小，B错误；若小球匀速下降，依据能量守恒，小球减小的重力势能没有转化为动能，而是完全转化为M与桌面摩擦生成的热量，C正确；而若小球加速下降，则小球减小的机械能一部分摩擦生热，另一部分转化为M的动能，因此D正确．9．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中(BC)A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为eq\r(2μgs)解析：A错：物块向左运动压缩弹簧，弹簧最短时，物块具有向右的加速度，弹力大于摩擦力，即F>μmg.B对：依据功的公式，物块克服摩擦力做的功W＝μmgs＋μmgs＝2μmgs.C对：依据能量守恒，弹簧弹开物块的过程中，弹簧的弹性势能通过摩擦力做功转化为内能，故Epm＝μmgs.D错：依据能量守恒，在整个过程中，物体的初动能通过摩擦力做功转化为内能，即eq\f(1,2)mv2＝2μmgs，所以v＝2eq\r(μgs).10．构建和谐、节约型社会的思想深得民心，也体现在生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例：将电动车的前轮装上发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车滑行时，就可以向蓄电池充电，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，第一次关闭充电装置，让车自由滑行，其动能随位移的改变关系如图线①所示；其次次启动充电装置，其动能随位移的改变关系如图线②所示，则(AC)A．电动车受到的摩擦阻力为50NB．电动车受到的摩擦阻力为83NC．其次次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是200JD．其次次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是300J解析：当关闭充电装置，让车自由滑行时，电动车的动能全部用来克服摩擦力做功，转化为内能，有Ek＝Ffx1，解得Ff＝50N；当启动充电装置滑行时，自行车的动能一部分克服摩擦力做功，另一部分转化为蓄电池的电能，依据能量守恒有Ek＝Ffx2＋E电，故E电＝Ek－Ffx2＝200J.三、非选择题11．太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示的是一辆太阳能试验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S＝8m2，太阳光照耀到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0＝1kW.在晴朗天气，电池对着太阳时产生的电压为U＝120V，并对车上的电动机供应10A的电流．试问：(1)该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？(2)假如这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，则汽车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，电动机供应的牵引力是多大？答案：(1)15%(2)150N解析：(1)对于太阳能电池有：P有用＝P电＝IU＝10×120W＝1200W，P总＝P0S＝1000×8W＝8000W，故转化效率η1＝eq\f(P有用,P总)×100%＝eq\f(1200,8000)×100%＝15%.(2)对于电动机有：P有用′＝P机械＝Fv，P总′＝P电＝1200W.η2＝eq\f(P有用′,P总′)×100%＝eq\f(Fv,P电)×100%，F＝eq\f(P电·η2,v)＝eq\f(1200×0.75,6)N＝150N.12．如图所示，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：(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.答案：(1)2N(2)0.45m(3)3J(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