高中物理(人教版)必修二7-8 能量守恒定律与能源 课后巩固提高

课后巩固提高
限时：45分钟总分：100分
一、单项选择题(每小题8分，共48分。

)
1．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是()
①能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散；②能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散；③能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的；④能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的．
A．①③B．②④
C．①④D．②③
2.质量为m的子弹，以水平速度射入放在光滑水平面上质量为M 的木块中，刚好能从木块中射出，下列说法中正确的是() A．子弹克服阻力做的功，等于系统内能的增加
B．子弹动能的减少量，等于子弹克服阻力做的功
C．子弹损失的机械能，等于木块和子弹组成的系统内能的增加D．阻力对子弹做的功，等于木块获得的动能
3．下列说法中正确的是()
A．能就是功，功就是能
B．做功越多，物体的能量就越大
C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量
D．能量转化的多少可以用做功来量度
4．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是
( )
A ．机械能守恒
B ．能量正在消失
C ．只有动能和重力势能的相互转化
D ．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
5．利用下列哪种能源时，给人类带来污染较小( )
A ．煤
B ．石油
C ．天然气
D ．核能
6．水平传送带以速度v 匀速转动，一质量为m 的小木块A 由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )
A ．m v 2
B ．2m v 2 C.14
m v 2 D.12
m v 2 二、非选择题(共52分)
7．(7分)一水电站，水流的落差为20 m ，水流冲击水轮发电机后，水流能的20 %转化为电能．若发电机的功率为200 kW ，则水流的功率为__________kW ，每秒钟流下的水量为__________kg.(g 取10 m/s 2)
8．(9分)一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离．若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小(绝对值)为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，小滑块的动能的改变(指末态动能减去初态动能)等于________，滑块的重力势能的改变等于________；滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于________．
9．(10分)人类每年消耗的能量换算成石油，约为50亿吨，一个人维持生存所必需的食品的热量是每天1.26×107 J(3 000千卡)左右，若世界总人口为60亿，试估算人类活动所需要的能量是人类生存所
必需的能量的多少倍？(燃烧1 g石油得到的热量大约是4.2×104 J)
答案
1．A由能量耗散的定义可知①说法正确，能量的耗散是指能源的可利用品质下降，但能量仍然是守恒的，故A选项正确．2．B对子弹射击木块的过程，由于子弹和木块之间存在相互作用力，子弹受到阻力作用，木块受动力推动而获得动能，所以子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少量，而子弹减小的动能一部分使木块的动能增加，另一部分转化为系统的内能，B选项正确．3．D功和能是两个不同的概念，做功的多少只是说明了能量转化的多少而不能说明能量的多少，外力做功与否不能说明物体能量的有无．功是能量转化的量度，故D正确．正确把握功、能关系，理解能量守恒．
4．D秋千在摆动过程中受阻力作用，克服阻力做功，机械能减小，内能增加，但总能量不变．
5．D
6．D相对滑动时木块的加速度a＝μg，从放上至相对静止所用
时间t＝v
a＝
v
μg.此过程中传送带对地的位移x1＝v t＝
v2
μg.木块对地位移
为x2＝v
2t＝
v2
2μg.摩擦力对木块做的功等于木块动能增加，E1＝W1＝
μmgx2＝1
2m v
2.传送带克服摩擦力做的功W
2
＝μmgx1＝m v2.此过程中
传送带克服摩擦力做功将传送带能量转化为木块的动能及内能，由能
量守恒，内能为ΔE＝W2－W1＝μmg(x1－x2)＝1
2m v
2，故D正确．
7．1.0×103 5.0×103
解析：设水流功率为P，则有20%P＝200 kW，所以P＝1.0×103
kW.又因为mgh＝P·t，所以每秒流下的水量m＝Pt
gh＝
1.0×106
10×20
kg＝
5.0×103 kg.
8．A－B＋C－D－C A－B－D
解析：根据功能关系，动能的改变等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力，斜面对滑块的作用力的功(因弹力不做功，实际上为摩擦阻力做的功)，因此ΔE k＝A－B＋C－D；
重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔE p＝－C；
滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此
ΔE＝A－B－D.
9．7.6倍
解析：人类每年活动所消耗的总能量等于石油燃烧所释放的能量，其值为E＝km＝4.2×104×50×108×103×103 J＝2.1×1020 J．每年按365天计，可估算出每人每天活动所需要的能量为9.6×107 J．因而，人类活动所需要的能量大约是人类生存所必需的能量的7.6 倍．
10.(12分)人骑自行车上坡，坡长为200 m ，坡高为10 m ，人和车的总质量为100 kg ，人蹬车的牵引力为100 N ，在坡底时车的速度为10 m/s ，到坡顶时速度为4 m/s(g 取10 m/s 2)．求：
(1)上坡过程中人克服地面阻力所做的功；
(2)人若不蹬车，以10 m/s 的初速度冲上坡，能在坡上行驶多远？
11.(14分)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量m ＝1 000 kg 的混合动力轿车，在平直公路上以v 1＝90 km/h 匀速行驶，发动机的输出功率为P ＝50 kW.当驾驶员看到前方有80 km/h 的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L ＝72 m 后，速度变为v 2＝72 km/h.此过程中发动机功率的15用于轿车的牵引，45
用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．求
(1)轿车以90 km/h 在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F 阻的大小；
(2)轿车从90 km/h 减速到72 km/h 过程中，获得的电能E 电；
(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E 电维持72 km/h 匀
速运动的距离L ′.
答案
10.(1)1.42×104 J (2)41.3 m
解析：(1)因为Fs －W 克－mgh ＝12m v 21－12
m v 20，所以W 克＝14 200 J ＝1.42×104 J.
(2)f ＝W 克s ＝71 N ，－f ·s ′－mg ·s ′·h L ＝0－12m v 20
，所以s ′＝41.3 m.
11．(1)F 阻＝2×103 N (2)E 电＝6.3×104 J
(3)L ′＝31.5 m
解析：(1)汽车牵引力与输出功率关系P ＝F 牵v ，
将P ＝50 kW, v 1＝90 km/ h ＝25 m/s 代入得
F 牵＝P v 1
＝2×103 N ， 当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有
F 阻＝2×103 N.
(2)在减速过程中，注意到发动机只有15
P 用于汽车的牵引．根据动能定理有15Pt －F 阻L ＝12m v 22－12
m v 21， 代入数据得Pt ＝1.575×105 J ，
电源获得的电能为E 电＝0.5×45
Pt ＝6.3×104 J. (3)根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F 阻＝2×103 N ．在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功E 电＝F 阻L ′，
代入数据得L ′＝31.5 m.。