2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源课时作业含解析新人教版必修2

PAGE4-能量守恒定律与能源(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.自由摇摆的秋千摇摆的幅度越来越小,下列说法中正确的是 ()A.机械能守恒B.能量正在消逝C.只有动能和重力势能的相互转化D.削减的机械能转化为内能,但总能量守恒【解析】选D。在秋千摇摆的过程中,由于阻力的存在,须要克服阻力做功,机械能会削减,但能量并没有消逝,削减的机械能转化为内能,总能量保持不变。2.如图所示是具有登高平台的消防车,具有肯定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置。此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,则用于(g取10m/s2A.水炮工作的发动机输出功率约为1×104WB.水炮工作的发动机输出功率约为4×104WC.水炮工作的发动机输出功率约为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W【解析】选B。登高平台的发动机输出功率为克服伸缩臂和人连同平台的重力的功率,克服人和平台重力的功率P==W=800W,故输出功率应大于800W,选项D错误;在1s内,喷出去水的质量为m2=ρV=103×kg=50kg,增加的重力势能为WG=m2gh=50×10×60J=3×104J,增加的动能为m2v2=1×104J,所以1s内水增加的机械能为4×104J,所以水炮工作的发动机输出功率为4×104W,选项B正确,A、C错误。3.燃放礼花已成为节日必不行少的项目,节日燃放礼花弹时,要先将礼花放入一个竖直的炮筒中,然后点燃礼花弹的放射部分,通过火药猛烈燃烧产生的高压燃气,将礼花弹由炮筒底部射向空中,若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空气阻力做功W2,高压燃气对礼花弹做功W3,则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹放射过程中质量不变) ()A.礼花弹的动能改变量为W3+W2+W1B.礼花弹的动能改变量为W3-W2-W1C.礼花弹的重力势能改变量为W3-W1D.礼花弹的机械能改变量为W3-W2-W1【解析】选B。依据动能定理ΔEk=W3-W2-W1,故A错,B对;ΔEp=-WG=W1,故C错;由能量守恒:ΔE=W3-W2,故D错。4.(2024·潍坊高一检测)如图,一颗小弹丸从离水面不高处落入水中,溅起的几个小水珠可以跳得很高(不计能量损失),下列说法正确的是 ()A.小弹丸下落时具有的重力势能等于几个水珠在最高点的重力势能B.小弹丸下落时具有的重力势能小于几个水珠在最高点的重力势能C.小弹丸下落时具有的重力势能大于几个水珠在最高点的重力势能D.小水珠跳起的高度超过弹丸下落的高度,是违反能量守恒的【解析】选C。弹丸的重力势能转化为弹丸的动能,再转化为水的弹性势能,最终转化成小水珠的动能,小水珠上升的过程中,动能又转化为重力势能(即表现为小水珠的高度),在这一过程中,水的总动能要小于弹丸的动能,但是,各个水珠的质量都比较小,因此,小水珠跳起的高度存在多种可能性,当弹丸的质量比较大的时候,完全有可能出现个别小水珠跳起的高度较高的状况,甚至可以超过弹丸下落的高度,故C正确,A、B、D都错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.如图所示,质量为m的工件,从高h的光滑曲面上由静止下滑,水平向右进入传送带,传送带以v0=的速度匀速向左运动,传送带长L,工件与传送带之间的动摩擦因数μ=。求:(1)工件离开传送带时的速度,工件是从传送带的左边还是右边离开传送带?(2)工件在传送带上运动过程产生的热量。【解析】(1)设工件从传送带右边离开,工件到达传送带右边时速度大小为v,则mgh-μmgL=mv2解得v=>0所以工件从传送带右边离开(2)工件到达传送带时速度大小为v′,在传送带上运动时间为t,则mgh=mv′2v′-v=ata=μg产生的热量Q=μmg(v0t+L)由以上各式解得Q=mgh答案:(1)右边(2)mgh(10分钟·20分)6.(10分)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止起先下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。则圆环 ()A.下滑过程中,加速度始终减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2-mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度【解析】选B、D。圆环受到重力、弹力、阻力、支持力,圆环的运动是先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,最终静止,A项错误;A到C过程,依据能量守恒定律有mgh-Wf=Ep(Wf为阻力做功,Ep为弹性势能),C到A过程,mv2+Ep=mgh+Wf,联立解得Wf=mv2,B项正确;在C处,弹簧的弹性势能为mgh-mv2,C项错误;A到B过程,mgh1-Wf1=m+ΔEp1,C到B过程,mv2+ΔEp2=m+mgh2+Wf2,比较得vB2>vB1,D项正确。7.(10分)滑块以某一初速度从固定的粗糙斜面底端向上运动,然后又滑回斜面底端。若滑块向上运动的位移中点为A,滑块两次经过A点的速率分别为vA1、vA2,上滑和下滑过程的重力势能的改变量的肯定值分别为ΔEp1、ΔEp2,则 ()A.vA1=vA2,ΔEp1=ΔEp2B.vA1=vA2,ΔEp1>ΔEp2C.vA1>vA2,ΔEp1=ΔEp2D.vA1>vA2,ΔE