人教版高中物理必修二高一课后练习7-10能量守恒定律与能源
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7.10 能量守恒定律及能源1.关于能源的利用,下列说法中正确的是 [ ]A .由于我国煤和石油的储量十分丰富,所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B .能源的利用过程,实质上是能的转化和传递过程C .现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D .煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能2.如将小球拉至水平位置,释放小球,在小球达到竖直位置时,小球受重力的瞬时功率的变化情况为( )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小 D 先减小后增大3.的功分别为W 1,W 2,及爱相同时间内小孩拉升的功率P 1,P 2的关系为 ( )A. W1> W 2 ,P 1=P 2 B. W 1 = W 2,P 1=P 2C. W 1<W 2 , P 1<P 2D. W 1<W 2,P 1=P 24.在匀加速运动的车厢里,一个人用力向前推车厢,人相对车厢未移动,下列说法正确的是( )A. 人对车不做功B. 人对车做负功C. 推力对车做正功D. 车对人做正功5.将一个质量为m ,变长为a 的匀质正方体翻到,多连续翻滚十次,则推力至少做功( )A.0B.mga 25C.mga )12(5-D.mga )12(10-6.人的心脏每跳一次大约输送35108m -⨯的血液,正常血压的平均值为Pa 4105⨯,心脏每分钟跳70次,据此估计心脏工作的平均功率为 W 。
7.额定功率为80KW 的汽车在平直的公路上行驶,其最大速度可达到20m/s ,汽车的质量为2t 。
如果从静止开始做匀加速运动,设运动中阻力不变,加速度为2m/s 2,求:(1)汽车所受的阻力,(2)这个匀加速过程能维持多长时间?(3)第三秒末汽车的瞬时功率;(4)汽车做匀加速过程中,发动机做的功;8.如图,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演,若摩托车的运动速度始终为v=20m/s ,人和车的总质量为末200kg ,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k 倍,且k=0.1。
人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律10. 能量守恒定律与能源 习题(1)
高一物理 必修二 7.10 能量守恒定律与能源 同步练习题(含答案解析)1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在A 中,A 、B 用一根弹性良好的弹簧连在一起,如图所示,则在子弹从开始射入木块A 并压缩弹簧的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )。
A .系统机械能守恒B .系统机械能不守恒C .仅对A 、B 系统,机械能守恒D .无法判断2.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。
他的办法是:关好房间的门窗,然后打开冰箱的所有门,让冰箱运转,且不考虑室内外热量的传递,则开机后,室内的温度将( )。
A .逐渐升高B .保持不变C .开机时降低,停机时又升高D .开机时升高,停机时又降低3.如图所示,容器A 、B 各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定。
A 、B 的底部由带有阀门K 的管道相连,整个装置与外界隔热。
原先A 中水面比B 中的高,打开阀门,使A 中的水逐渐向B 中流,最后达到平衡。
在这个过程中( )。
A .大气压力对水做功,水的内能增加B .水克服大气压力做功,水的内能减少C .大气压力对水不做功,水的内能不变D .大气压力对水不做功,水的内能增加4.如图所示,倾角θ=30 °的粗糙斜面固定在地面上,长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。
用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中( )。
A .物块的机械能逐渐增加B .软绳重力势能共减少了14mgl C .物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D .软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和5.将一个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。
若已知在此过程中,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。
人教版高中物理必修2第七章机械能守恒定律10.能量守恒定律与能源习题
高中物理人教版《必修2》《第七章机械能守恒定律》《第十节能量守恒定律与能源》精品专题课后练习【2】(含答案考点及解析)班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.一质量为5000kg 的汽车,以额定功率由静止启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍,发动机额定功率为50kW 。
则汽车在此路面上行驶的最大速度为:A .5m/sB .7m/sC .8m/sD .10m/s【答案】D【考点】高中物理知识点》功和机械能》功和功率【解析】试题分析:当汽车以额定功率行驶时,做加速度减小的加速运动,当加速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=f=kmg=0.1×5000×10N=5000N ;此时的最大速度为:,选项 D 正确。
考点:功率。
2.如图所示,半径为r 的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆心O 1在x 轴上,且OO 1等于圆的半径。
虚线MN 平行于x 轴且与圆相切,在MN 的上方存在匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E 0,方向沿x 轴的负方向,磁感应强度的大小为B 0,方向垂直纸面向外。
两个质量为m 、电荷量为q 的正粒子a 、b ,以相同大小的初速度从原点O 射入磁场,速度的方向与x 轴夹角均为30?。
两个粒子射出圆形磁场后,垂直MN 进入MN 上方场区中恰好都做匀速直线运动。
不计粒子的重力,求:(1)粒子初速度v 的大小。
(2)圆形区域内磁场的磁感应强度B 的大小。
(3)只撤去虚线MN 上方的磁场B 0,a 、b 两个粒子到达y 轴的时间差△t 。
【答案】(1) (2) (3)【考点】高中物理知识点》电磁学》电场》电荷在电场中的偏转【解析】试题分析:(1)粒子进入MN上方后恰好做匀速直线运动,则qvB=qE0粒子的初速度大小(2)如图,由几何关系得粒子作圆周运动的半径R=r由动力学知识可得:,得(3)粒子在圆形磁场中作圆周运动的周期ab两粒子在磁场中运动的时间差由几何关系:;;;;Ab两粒子在电场中做类平抛运动的时间差由几何知识得,两粒子离开圆形磁场区域到进入水平匀强磁场之前做匀速直线运动,两者所用的时间相同。
最新人教版高中物理必修2第七章《能量守恒定律与能源》课后集训
课后集训基础达标1.关于能量转化的说法中正确的是()A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能B.电流通过电阻丝使电能转化为机械能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功过程是能量转化过程,某过程做了10 J的功,一定有10 J的能量发生了转化解析:电流通过电阻丝转化为内能也可转化为光能.答案:ACD2.二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用,行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获.最后使大气升温,大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样,只准太阳的辐射热进来,却不让室内的长波热辐射出去,大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应.这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点,根据这种观点,以下说法成立的是()A.在地球形成的早期,火山活动频繁,排出大量的二氧化碳,当时地球的气温很高B.经过漫长的年代,地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应,导致二氧化碳减少,地球上出现了生命C.由于工业的发展和人类的活动,导致二氧化碳在空气中的含量增大,地球上的气温正在升高D.现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加,是电能和其他形式的能转化为内能解析:本题的观点是二氧化碳的温室效应.地球形成的早期,地壳不如现在牢固,地球不如现在稳定,火山活动频繁,符合地质的发展规律.由于火山的喷发,喷出大量的二氧化碳,这是必然的现象,进而导致当时地球的气温很高.地球上的岩石由于多种原因,其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应,使岩石进一步分化,最后形成土壤,二氧化碳减少,形成了生命适合生存的条件.由于工业的发展和人类的活动,大量的使用常规能源,导致二氧化碳在空气中的含量增大,地球上的气温正在升高.生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变,会产生热.四个选项都很正确,但就温室效应这一观点而言来确定A、B、C是正确的.答案:ABC3.在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度.若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,下述说法正确的有()A.力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱重力势能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增加解析:重力做功的多少等于重力势能的变化量,而除重力(弹力)以外的力的功等于机械能的变化.答案:BD4.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火焰;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.上述不同现象所包含的相同物理过程是()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:自然界中各种形式的能之间都可以相互转化,但在转化过程中具有方向性.此题考查学生综合分析能力,从若干不同的现象中分析找出相同的规律.这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力,汽车主要受制动阻力,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成其他形式的能,总之是机械能转化成了其他形式的能,D对.答案:AD5.(2005辽宁高考)一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点,在此过程中重力对物块做的功等于()A.物块动能的增加量B.物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C.物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D.物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和解析:设重力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,动能增加量为ΔE k,所以W1=W2+ΔE k. 答案:D6.试说明下列现象中能量是怎样转化的:(1)在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止.(2)电风扇通电后开始转动,断电后转动着的风扇又慢慢停下来.(3)火药爆炸产生燃气,子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去,射穿一块钢板,速度减小. (4)用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处.解答:(1)在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止.这一过程中,汽车所受的阻力做负功,机械能转化为内能.(2)电风扇通电后开始转动,电流做功,电能转化为机械能,有一部分转化为内能;断电后转动着的风扇又慢慢停下来,阻力做负功,机械能转化为内能.(3)火药爆炸产生燃气,化学能转化为内能;子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去,推力做功,内能转化为机械能;子弹射穿一块钢板,速度减小,阻力做负功,机械能转化为内能. (4)用柴油机带动发电机发电,化学能转化为机械能,又转化为电能;发电机发电后供给电动水泵抽水,电流做功,电能转化为机械能;电动水泵把水从低处抽到高处,水泵对水做功,使水泵的机械能传递给水.7.运动员把原来静止的足球踢出去,使足球获得100 J的动能.则在运动员踢球的过程中,运动员消耗的体能()A.等于100 JB.大于100 JC.小于100 JD.无法确定解析:原来静止的足球获得了100 J的动能,说明在踢球过程中运动员对足球做了100 J的功,有100 J的体能(即体内的化学能)转化成了动能;同时运动员在踢球的过程中,由于自身的剧烈运动,也要消耗一部分体能.所以,运动员消耗的体能大于100 J.答案:B8.将一物体竖直向上抛出,不计空气阻力,则物体的动能—路程图象应是图5-10-3中的()图5-10-3解析:设物体抛出时的初动能为E k0,物体所能达到的最大高度为H,根据重力做功与物体动能变化的关系,在物体上升阶段,由-mgs=E k-E k0可得:E k=E k0-mgs(0≤s≤H),在物体的动能—路程(E k-s)图象中应是向下倾斜的直线段.同理,在物体下落阶段由mg(s-H)=E k,可得:E k=mgs-mgH(H≤s≤2H),在物体的动能—路程(E k-s)图象中应是向上倾斜的直线段.答案:B综合运用9.人们为什么能够利用能量?能量是守恒的,为什么要节约能源?解答:利用能源的过程是一个做功的过程,做功的过程实现了一种形式的能向另一种形式能的转化,也就是说不同形式的能量可以相互转化,为人们利用能源提供了依据.能量尽管是守恒的,但不同形式的能量在可利用的品质上是不同的,有的能量便于利用,有的能量不便于利用,能量的利用过程使得能量从便于利用的形式变为难以利用的形式.为了便于利用能源,就要节约能源.10.某高度处每1 000 kg水记作M,相对发电机具有势能E0,落下来经过发电机后,还具有动能E,不计其他能量损失,一昼夜时间记作t0,通过发电机的水流量为Q(Q为每秒钟流过的体积),则一昼夜水对水轮发电机做多少功?若发电机的发电效率为η,则发电机每昼夜的发电量是多少?解析:因不计其他能量损失,则每1 000 kg水经过发电机的过程中损失了E0-E的机械能.根据功能关系,必对发电机做了E0-E的功,一昼夜所做的总功为:W=M EE-0ρQt发电量为:E总=M EE-0ηρQt.答案:M EE-0ρQtM EE-0ηρQt11.如图5-10-4所示,小球以60 J的初动能从A点出发沿粗糙斜面向上运动,在上升到B点的过程中,小球的动能损失了50 J,机械能损失了10 J,则小球继续向上运动至最高点C再运动至出发点A时的动能为多少?图5-10-4解析:由于斜面粗糙,小球克服摩擦力做功,机械能转化为内能,所以小球的机械能不守恒,可应用动能定理和功能原理求解.小球在由A点到B点的过程中,动能的损失量对应于克服合外力所做的功,机械能的损失量对应于克服摩擦力所做的功.由动能定理得:W G+W F=ΔE k=-50 J由功能原理得:W F=ΔE=-10 J又F∶G=W F∶W G由以上三式可得:F∶G=1∶4小球在由B点到C点的过程中,动能减少10 J,由动能定理得:W G′+W F′=ΔE k′=-10 J,又W F′∶W G′=F∶G=1∶4,由以上两式可得:W F′=-2 J.所以,上升过程中(从A到C)小球克服摩擦力做功12 J,一上一下,全过程小球克服摩擦力做功24 J.在小球运动的全过程中由动能定理得:W F总=E kt-E k0,解得小球运动至出发点A时的动能为:E kt=W F总+E k0=-24 J+60 J=36 J.答案:36 J拓展探究12.为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下简单实验.取一个横截面积是3×10-2 m2的不高的圆筒,筒内装水0.6 kg,用来测量射到地面的太阳能.某一天中午在太阳光直射2 min后,水的温度升高了1 ℃.求:(1)在阳光直射下,地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面,另外57%被大气吸收和反射而未到达地面.你能由此估算出太阳辐射的功率吗?解析:(1)圆筒内的水经过2 min照射后,增加的内能为:ΔU=Q=cmΔt其中c=4.2×103 J/(kg·℃)所以ΔU=2.5×103 J每分钟获得的能量为:2.5×103 J÷2 min=1.25×103 J/min圆筒面积:S=3×102 cm2地球每分钟每平方厘米获得的能量为:4.2 J/(min·cm2)(2)太阳是以球形向外辐射能量的,其表面积为S=4πr2,其中r为球面到太阳的距离.以太阳为球心,以日地距离r为半径作一个球面,根据上述观测,在此球面的每平方厘米面积上每秒接收到的太阳能(即射到大气顶层的太阳能)为:4.2 J/(min·cm2)÷43%÷60 J/(s·cm2)=0.163 J/(s·cm2)太阳是向四面八方均匀辐射的,上述球面每秒接收到的太阳能即为太阳的辐射功率P.上述球面的面积为4πr2,其中r=1.5×1011m为太阳到地球的距离,所以辐射功率P=4πr2×0.163 J/(s·cm2)=4.6×1026 W.答案:(1)4.2 J/(min·cm2) (2)4.6×1026 W。
人教版物理必修2同步检测:7-10《能量守恒定律与能源》【含解析】
第7章第10课时能量守恒定律与能源基础夯实1.(2018·秦皇岛高一检测)关于能量和能源,下列说法中正确的是( )A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程总量保持不变,故节约能源没有必要D.能量在转化和转移过程中具有方向性,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源答案:D[:解析:根据能量转化和守恒定律,能量在转化过程中总量不变,故A、B均错;由于能量转化的方向性,可利用的能源有限,故必须节约能源,C错,D对.正确答案为D.2.出行是人们工作生活中必不可少的环节,出行的工具五花八门,使用的能源也各不相同.自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( )①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A.①④⑤B.①③⑤C.①②③D.①③④答案:B解析:现代生活使用的煤、石油、天然气等常规能源,对空气环境的污染越来越严重,而利用太阳能、风能、氢能等新能源则可改善空气质量.此外,限制购买家用轿车可大量减少尾气的排放,提倡使用电动车也能改善空气环境质量,正确答案为B.3.(聊城模拟)我国人民有在房前种树的习惯,夏天大树长出茂密的叶子,为人们挡住炎炎烈日,冬天叶子又会全部掉光,使温暖的阳光照入屋内,可以起到冬暖夏凉的作用.炎热的夏天,我们在经过有树的地方时,也会感到很明显的凉意,关于树木周围比较凉爽的现象,下列说法中正确的是( )A.树木把大部分太阳光反射出去,使地面温度降低B.树木吸收阳光,使自己温度升高,周围温度降低C.树木吸收阳光,将阳光的能量转化为化学能,使环境温度变低D.白天大树将热量存起来,晚上再将热量放出来,所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热答案:C解析:植物发生光合作用,消耗掉太阳能转化成化学能,根据能量守恒,阳光的能量被转化成化学能,所以树木下会比较凉爽,故C正确.4.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火焰;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答案:AD解析:汽车制动受到摩擦阻力,动能转化为内能;流星在空中下坠受到空气阻力,动能和势能不断转化为内能;降落伞在空中匀速下降,受到空气阻力,势能转化为内能;条形磁铁在线圈中下落,在线圈中产生感应电流,该电流又阻碍磁铁下落(产生磁场),机械能转化为电能,最终又转化为内能.上述现象中所包含的相同物理过程是A、D.[:注:不同的能与不同的运动形式相对应,做功的过程,就是能量的转化过程.5.人们为什么能够利用能量?能量是守恒的,为什么要节约能源?答案:利用能源的过程是一个做功的过程,做功的过程实现了一种形式的能向另一种形式能的转化,也就是说不同形式的能量可以相互转化,为人们利用能源提供了依据.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,能量在数量上并未减少,但在可利用品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了.这是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因.因此我们要节约能源,同时积极研究和开发利用新能源,如核能、太阳能.6.大规模开发利用太阳能,将会满足人类长期对大量能源的需求,太阳能的光—热转换是目前技术最为成熟、成本最低廉、应用最广泛的形式.如图(a)是太阳能热水器的构造示意图,下方是像日光灯管似的集热管,外层是透明的玻璃管,内层是黑色管子(管内蓄水),由导热性能良好的材料制成,在黑色管和透明管之间有空隙,并抽成真空,集热管的下方是块光亮的铝合金板,做成凹凸的曲面,水箱在顶部.(1)试说明太阳能热水器这样构造的道理.(2)如图(b)中A是集热管,B是储水器,C是辅助加热器,在太阳光的照射下,水将沿________流动,(填“顺时针”或“逆时针”)并解释这种现象.答案:(1)集热管表面积较大,便于吸收较多的太阳能,透明玻璃管内有黑色管子,使阳光直射入玻璃管而不易被反射.将黑色管和透明管之间抽成真空,可减少两管间因空气对流损失的能量,减少热传导.集热管下方的铝合金板,做成凹凸的曲面(抛物面),利用凹面镜将太阳光聚集在水管内,水箱装在顶部,是为了便于水的对流.(2)顺时针.因为集热管中的水被太阳晒热后密度变小受浮力作用将沿管向上运动.7.水从20m高处落下,如果水重力势能的20%用来使水的温度升高,水落下后的温度将升高多少?答案:9.5×10-3℃解析:设质量为m的水从高h=20m高处落下,使水温度升高Δt,水的比热容为c,则:mgh×20%=cmΔt得Δt=9.5×10-3℃.能力提升1.(2018·集宁一中高一检测)如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t 变化的图象如图(乙)所示,则( )A.t1时刻小球动能最大B.t2时刻小球动能最大C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能[:答案:C解析:0~t1时间内小球做自由落体运动,落到弹簧上并往下运动的过程中,小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上,故小球先加速后减速,t2时刻到达最低点,动能为0,A、B错;t2~t3时间内小球向上运动,合力方向先向上后向下,小球先加速后减速,动能先增加后减少,C对;t2~t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能,D错.2.一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,斜面对滑块作用所做的功的大小为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________.答案: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.3.(2009·沈阳高一检测)如图所示,皮带的速度是3m/s,两圆心距离s=4.5m,现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上,物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.15,电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时,求:(1)小物体获得的动能E k;(2)这一过程摩擦产生的热量Q;(3)这一过程电动机消耗的电能E是多少?(g=10m/s2)[:答案:(1)4.5J (2)4.5J (3)9J解析:(1)μmg =ma a =1.5m/s 2 μmgs′=12mv 2 所以s′=3m<4.5m ,即物体可与皮带达共同速度,E k =12mv 2=12×1×32J =4.5J (2)v =at t =2sQ =μmg(vt -s′)=0.15×1×10×(6-3)J =4.5J(3)E 电=E k +Q =4.5J +4.5J =9J.4.为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下简单实验,取一个横截面积是3×10-2m 2的圆筒,筒内装水0.6kg ,用水测量射到地面的太阳能,某一天中午在太阳光直射2min 后,水的温度升高了1℃.求:(1)在阳光直射下,地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面,另外57%被大气吸收和反射,而未到达地面,你能由此估算出太阳辐射的功率吗?答案:(1)4.2J/min·cm 2(2)P =4.6×1026W解析:(1)圆筒内的水经过2min 照射后,增加的内能为:ΔE =Q =cm Δt 代入数据可得:ΔE =4.2×103×0.6×1J=2.5×103J每分钟获得的能量为ΔE 2=1.25×103J/min 圆筒面积S =3×10-2m 2=3×102cm 2地球上每分钟每平方厘米获得的能量为:ΔE 2S =1.25×1033×102J/(min·cm 2)=4.2J/(min·cm 2) (2)上述能量也相当于以太阳为球心,以日地距离r 为半径的球面上每分钟每平方厘米获得的能量,设太阳辐射的功率为P ,则:P×604πr 2×43%=ΔE 2S其中r =1.5×1013cm ,解得:P =4.6×1026W 5.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等.如图所示.(1)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积.设空气密度为ρ,气流速度为v ,风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ;(2)已知风力发电机的输出电功率P 与P m 成正比.某风力发电机在风速v 1=9m/s 时能够输出电功率P 1=540kW.我国某地区风速不低于v 2=6m/s 的时间每年约为5000小时.试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时.答案:(1)12πρr 2v 3 (2)8×105k W·h 解析:(1)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大.单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS ,S =πr 2 风能的最大功率可表示为P =12(ρvS)v 2 =12ρv πr 2v 2=12πρr 2v 3 (2)按题意,风力发电机的输出功率为[:P 2=(v 2v 1)3·P 1=(69)3×540kW=160kW 最小年发电量约为W =P 2t =160×5000kW·h=8×105kW·h.。
人教版高一物理必修2第七章同步练习7.10能量守恒定律和能源 (无答案)
第10节能量守恒定律与能源夯实基础1.能量守恒定律的内容是:_____________________________________________________________________________________________________________________________ 2.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是()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3.下列设想中,符合能量转化和守恒定律的是()A.利用永磁铁和软铁的相互作用,做成一架机器,永远地转动下去B.制造一架飞机,不携带燃料,只需利用太阳能就能飞行C.做成一只船,利用流水的能量,逆水行驶,不用其他动力D.利用核动力使地球离开太阳系4.下列说法中,正确的是()A.一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B.热量不可能由低温物体传给高温物体C.气体的扩散过程具有方向性D.一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性5.能量耗散是指( )A.在能源的利用过程中,能量在数量上减少了B.在能源的利用过程中,能量完全不能利用了C 在能源的利用过程中,能量可利用的品质降低D在能源的利用过程中,能量在数量上增多了6.能把电能转化为机械的装置是( )A.电灯B.发电机C.水轮机D.电动机7.下列关于对能的转化和守恒定律的认识正确的是()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——永动不可能制成D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了8.关于能量转化的说法中正确的是()A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能B.电流通过电阻丝使电能转化为内能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功的过程是能量转化的过程,做了10J功,就有10J能量发生转化9.设想在一间与外界绝热的房间,有一台正在工作的电冰箱.如果电冰箱的门是开着的,那么室内的温度将()A.升高B.降低C.不变D.都有可能10. 下列供热方式最有利于环境保护的是()A.用煤做燃料供热B.用石油做燃料供热C.用天然气或煤气做燃料供热D.用太阳能灶供热11. 下列关于能源的说法中正确的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B.水能是可再生能源C.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的D.大量消耗常规能源会使环境恶化,故提倡开发利用新能源12. 人类利用的第一次能源是()A柴薪、煤炭B石油、天然气C风能、水能D核能13.下列设想中,符合能的转化和守恒定律的是()①利用永磁铁和软铁的相互作用,制成一台机器,永远地转动下去②制造一架飞机,不携带燃料,只需利用太阳能飞行③做成一只船,利用流水的能量,逆水行驶,不用其它动力④利用核动力,驾驶地球离开太阳系A.①③B.②④C.①②D.③④14.下列观点中,正确的是( )A.随着科技的发展,永动机是可以制成的B.根据能量守恒,能源是取之不尽、用之不竭的C.能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的影响D.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15.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。
人教版高中物理必修二7.10 能量守恒定律与能源
7.10 能量守恒定律与能源【学业达标训练】1.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.功和能虽然是两个不同的物理量,但是功和能可以相互转化C.水对水轮机做了8.9×106 J的功表示水的能量减少了8.9×106 JD.竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J表示石子将5 J的功转化为5 J的重力势能【解析】选C.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、B错.功是能量转化的量度,水对水轮机做了8.9×106 J的功表示水的能量减少了8.9×106 J,转化成水轮机的能量,C对,石子克服重力做5 J的功表示动能转化成势能5 J,D错.2.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】选D.能量耗散主要指其他形式的能量最终转化成环境的内能后,不能再次被收集起来重新利用,故只选D.3.随着科技的发展,节能冰箱不断涌现.有些家用冰箱日耗电0.6度,甚至有的降至0.4度.(老式冰箱日耗电1度以上),下面关于节能冰箱与老式冰箱对比分析中正确的是()A.节能冰箱做功少,消耗电能多B.节能冰箱做功多,消耗电能少C.节能冰箱做多少功,消耗多少电能D.节能冰箱冷冻、冷藏效率高.【解析】选C、D.由功能关系可知,做多少功,消耗多少电能,A、B错,C对,节能冰箱靠先进的技术,提高了效率,D对.4.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】选C.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,历史上曾出现过各式各样的。
人教版高中物理必修二高一第七章第十节能量守恒定律和能源同步练习
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《高中物理学习材料(马鸣风萧萧 ** 整理制作)人教版物理高一必修二第七章第十节能量守恒定律和能源同步练习一、选择题1、下列哪种设备实现了电能转换为机械能,从而极大地促进了社会生产力发展()A.发电机B.电动机C.电饭锅D.电磁炉2、 PM2.5 主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用能源.关于能源和能量,下列说法中正确的是()A.自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用B.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源C.能量被使用后就消灭了,所以要节约能源D.能量耗散说明自然界的能量在不断减少3、下列说法中不正确的是()A.电动机是把其他形式的能转化为电能的装置B.发电机是把其他形式的能转化为电能的装置C.电容器是储存电荷的装置D.白炽灯是利用电流的热效应工作的4、关于能量耗散,下列说法中正确的是()A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了B.能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降D.能量不可能耗散,能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性5、有一种油电混合动力汽车,既可以利用车载电池使用清洁的电力能源,也可以使用更加方便的汽油,受到人们的欢迎.这类汽车有一种技术:安装一个电池充电系统,车轮转动通过传动系统带动发电机的转子转动,从而可以给电池充电,而电池充的电又可以作为汽车行驶的能量来源.关于这项技术,说法正确的是()A.在给电池充电过程中,转子所受的安培力可以作为汽车的动力B.该充电系统应该一直开启,不论汽车是在正常行驶阶段还是刹车阶段,都可以给电池充电C.该充电系统只应该在刹车阶段开启,部分动能转化为电池存储的化学能D.该技术没有意义,因为从能量守恒来看,这些能量归根结底来源于汽油6、下列说法中正确的有()A.自然界中的能量是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,因此要节约能源B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律,因此不可能制成C.根据能量守恒定律,经过不断的技术改造,热机的效率可以达到100%D.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能真正出现的7、关于热核反应是一种理想能源的原因的说法中错误的是()A.就平均每一个核子来说,热核反应比重核裂变时释放的能量多B.对环境的放射性污染较裂变轻,且较容易处理C.热核反应的原料在地球上储量丰富D.热核反应的速度容易控制9、使用家电时,以下做法中,有利于节约用电的是()A.停用空调时,只通过遥控器关机B.使用空调时总将其自动温度控制器设定在16℃C.看完电视不是通过遥控器关机,而是及时关闭电源总开关D.使用电风扇时,不管温度多高,都将风扇开到最高风速档10、据报道, 2011 年 5 月 13 日,世界上最大的太阳能飞机首次实现跨国飞行,它长达63.4m 的机翼上覆盖着太阳能电池板.下列说法正确的是()A.太阳能可以转化为电能C.太阳能的利用,说明能量可以消灭D.太阳能的利用,说明能量可以创生11、在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心.如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯,其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来,供夜晚照明使用.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达20%,可产生24V 电压,产生 2.5A 的电流,则每分钟该路灯可转化的太阳能为()A.120 JB. 1200 JC. 7200 JD. 12000J12、能源在“两型” 社会的建设中有着重要的意义,节约用电应成为现代公民的行为准则.下列用电方式中属于科学、合理地节约用电的是()A.家电尽量长时间待机B.用节能灯替换白炽灯C.楼道、走廊照明灯尽量不采用声、光控制D.不要清除冰箱内的冰、霜13、下列能源中,属于可再生能源的是()A.电能B.核能、太阳能C.煤炭、石油D.水流能、风能14、下述做法能改善空气质量的是()A.以煤等燃料作为主要生活燃料B.利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D.限制使用电动车15、风能是一种环保型能源.风力发电是风吹过风轮机叶片,使发电机工作,将风的动能转化为电能.设空气的密度为,水平风速为v,风力发电机每个叶片长为L ,叶片旋转形成圆面,设通过该圆面的风的动能转化为电能的效率恒为.某风力发电机的风速为6m/s 时,A . 12kWB. 18kWC. 27kWD. 36kW二、填空题16、能源是人类社会活动的物质基础,其中常规能源有:;;天然气.清洁能源有;;风能等.17、按基本形态分类,能源通常可分为一次能源和二次能源.太阳能属于.按再生性分类,能源分为再生能源和非再生能源.天然气属于.18、太阳能光电池是一种新型清洁电源,它在工作时把能转化为能.19、一方面能源在人类日益增加的需求下,逐渐枯竭,另一方面能源的大量开发利用既为人类带来了文明与繁荣,也给人类的生存环境带来了如酸雨、臭氧层被破坏、温室效应等巨大的灾难.因此,今后我们利用能源的技术发展方向是、.20、某地强风速为 14m/s,设空气密度为1.3kg / m3 ,通过横截面积为 400m2 的风全部使风力发电机转动,其动能有20%转化为电能,则发电的功率为W ?( t 秒内到风叶处的空气包含在以S 为底面积,长为L=vt 的柱体中)三、解答题21、一水电站,水流的落差为20m,水流冲击水轮发电机后,水流能有20%转化为电能,若发电机的功率为200kw ,则每分钟的水流量是多少?(g 取10m / s2)22、有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰.为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站.请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由.23、风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为 d 的风车叶轮上,设空气密度为,假设风的动能有50%转化为风车的动能,风车带动水车将水提高h 的高度,效率为80%,求单位时间内最多可提升的水的质量.24、一辆公共汽车载着30 位乘客行驶了200km,消耗汽油300L .一个人骑自行车行驶1km ,平均消耗能量 6.7 104 J .公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的多少倍?(每升汽油完全燃烧放出的热量为 3.4107 J )25、某海湾共占面积1.0 107 m2,涨潮时水深20m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20m不变,退潮时,坝外水位降至18m,假如利用此水坝建水力发电站,且重力势能转化为电能的效率为10%,每天有两次涨潮,问该电站一天能发出多少电能(g l 0m / s2)参考答案:1、 B2、 B3、 A4、 C5、 C6、 A7、 D9、 C10、 A11、 C12、 B13、 D14、 B15、 C16、煤炭;石油;水力发电;太阳能.17、一次能源;非再生能源.18、太阳,电19、太阳能,风能等开发利用.20、 1.4310621、根据题意得:20%P P水电解得: P 水 200103 W 1 106W0.2根据机械能守恒定律得:mgh P 水 t解得: m P 水t 1 106 60kg3 10 5 kggh10 20所以 Vm 3105 m 3 300m 31 10322、该城市经常受到大风的侵扰. 说明此地具有丰富的风力资源, 由于没有说明是否具有丰富的太阳能,所以适合建风力发电站.23、单位时间内转化为风车的动能为:1 d2 v 250%d 2v 32v164由能量守恒定律可知:d 2v 3 80%mgh16解得: md 2v 3.20gh24、公共汽车放出的热量 Q300 3.4 107 1.02 1010 J ;每人每千米消耗的能量约为E 1.02 1010 J =3.4 106J30 200公共汽车载客每人每千米消耗的能量是自行车的nE3.4 106 50倍6.7 1046.7 10425、设△ h 为退潮时水减少的深度,S 为海湾的面积.利用潮汐发电,就是水的重力势能转化为电能,水能转化电能的效率是 10%,一次涨潮,退潮后水坝内水的势能增加:W 水G1h1mg h1 水Vg h1 水 Sg h 22222则水的势能可转变为电能:W 电W 水 每天 2 次涨潮,则该电站一天能发电W 2W 电2W 水21水Sg h 24 1010 J2。
7-10能量守恒定律与能源
题组一 能量守恒定律1.关于“节约能源”,下面的说法中正确的是( )A .浪费能源,只是浪费个人的金钱,所以节约能源是毫无意义的B .浪费能源,只是浪费个人金钱,对整个社会和自然界来讲,反正能量是守恒的,所以就社会而言,节约能源毫无意义C .能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程是有方向性的,能源的利用受这种方向性的制约,且能源的利用过程对环境有污染,所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D .上述说法都是错误的答案:C图7-10-22.如图7-10-2所示,长为L 1的橡皮条与长为L 2的绳子一端固定于O 点,橡皮条另一端系一A 球,绳子另一端系一B 球,两球质量相等.现将橡皮条和绳子都拉至水平位置,由静止释放两球,摆至最低点时,橡皮条和绳子的长度恰好相等.若不计橡皮条和绳子的质量,两球在最低点时速度的大小比较( )A .A 球较大B .B 球较大C .两球一样大D .条件不足,无法比较解析:B 球机械能守恒,减少的重力势能全部转化为动能;A 球和橡皮条总的机械能守恒,A 球减少的重力势能一部分转化为动能,另一部分转化为橡皮条的弹性势能.答案:B3.如图7-10-3所示,光滑坡道顶端距水平面的高度为h ,质量为m 的小物块A 从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失.为使A 制动,将轻质弹簧的一端固定在水平滑道延长线M 处的墙上,另一端恰位于滑道的末端O 点.已知在OM 段,物块A 与水平面间的动摩擦因数为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g ,求:图7-10-3(1)物块滑到O 点时的速度大小;(2)弹簧为最大压缩量d 时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零);(3)若物块A 能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?解析:(1)由机械能守恒定律得:mgh =12m v 2,解得v =2gh .(2)在水平滑道上物块A 克服摩擦力所做的功为W =μmgd ,由能量守恒定律,得12m v 2=E p +μmgd . 联立以上各式,解得E p =mgh -μmgd .(3)物块A 被弹回的过程中,克服摩擦力所做的功仍为μmgd ,由能量守恒定律,得mgh ′=E p -μmgd .解得物块A 能够上升的最大高度为h ′=h -2μd .答案:(1)2gh (2)mgh -μmgd (3)h -2μd4.某办公楼供暖系统中应用了技术先进的4台模块式燃气锅炉,共投资80余万元,比非模块式燃气锅炉多投资25万元,与非模块式燃气锅炉相比,节约燃气量10%~20%.一个供暖期共节约天然气46 500 m 2(天然气价格1.8元/立方米),减排二氧化碳160t.试分析:几个供暖期能收回增加的投资成本?这一技术改造有什么意义?解析:由题意可知一个供暖期共节约成本为46 500×1.8=83 700(元).则250 00083 700≈3. 即三个供暖期就能收回投资成本.技术改造意义:首先是节约投资成本,其次是有利于环保.答案:三个供暖期能收回投资成本.节约成本,利于环保题组二 功能关系5.有关功和能,下列说法正确的是( )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,就一定能做多少功C .物体做了多少功,就有多少能量消失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,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,物体就有多少能,也并非物体具有多少能,就一定能做多少功,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,所以C 错误.答案:D图7-10-46.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摩擦因数为μ,如图7-10-4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 2B .2m v 2 C.14m v 2 D.12m v 2 解析:木块A 的加速度a =μg .当其速度与传送带相等时,A 对地位移s A =v 22a =v 22μg,所用时间为t =v a =v μg.传送带在此时间内位移为s 传送带=v t =v 2μg,由Q =F f 滑·s 相,得Q =μmg ⎝⎛⎭⎫v 2μg -v 22μg =12m v 2,故选D. 答案:D 7.浸没在水中的物体质量为M ,拴在细绳上,手提绳将其提高h ,设提升过程是缓慢的,则( )A .物体的重力势能增加MghB .细绳拉力对物体做功MghC .水和物体组成的系统机械能增加MghD .水的机械能减小,物体的机械能增加解析:将物体缓慢提高h 的过程中,物体克服重力做功Mgh ,所以,物体的重力势能增加Mgh ,选项A 正确.在缓慢提高物体的过程中,绳的拉力与物体所受浮力的合力等于重力Mg ,拉力小于Mg ,所以,绳的拉力做的功小于Mgh ,选项B 错.水和物体系统增加的机械能等于拉力做的功,小于Mgh ,选项C 错.物体缓慢升高h 的过程中,相应体积的水缓慢下降h ,它们的动能都没变,但物体的重力势能增加了Mgh ,即物体的机械能增加了Mgh ,水的重力势能减小,即水的机械能减小,选项D 正确.答案:AD图7-10-58.如图7-10-5所示,传送带始终保持v 0=2 m/s 的速度运行,传送带与水平面间的夹角为30°.现把一个质量m =10 kg 的工件轻轻地放在皮带的底端,经过一段时间后,工件被传送到高h =2 m 的平台上.已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ=32,除此之外,不计其他损耗,试求:(1)在此过程中传送带对工件做了多少功?(2)在皮带传送工件的过程中共产生了多少焦耳的内能?(g 取10 m/s 2)解析:(1)假设工件运动了x 时,与皮带速度相同.因a =μg cos θ-g sin θ=2.5 m/s 2,x =v 022a =0.8 m. 因x =0.8 m <4 m ,故工件运动了x 以后与皮带相对静止,做匀速直线运动,故传送带对工件做的功为:12m v 02+mgh =200 J. (2)当工件匀加速运动了x 时,工件相对皮带向下滑行了x ,相对位移方向上摩擦力做的功为:-F f x =-60 J ,即生产了60 J 的内能.答案:(1)220 J (2)60 J9.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图7-10-6所示,赛车从起点A 出发,沿水平直线轨道运动L 后,由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动,并能越过壕沟.已知赛车质量m =0.1 kg ,通电后以额定功率P =1.5 W 工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3 N ,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L =10.00 m ,R =0.32 m ,h =1.25 m ,s =1.50 m .问:要使比赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g =10 m/s 2)图7-10-6解析:本题考查平抛运动、圆周运动和功能关系.设赛车越过壕沟需要的最小速度为v 1,由平抛运动的规律s =v 1t ,h =12gt 2, 解得v 1=s g 2h=3 m/s. 设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v 2,最低点的速度为v 3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律.mg =m v 22R , 12m v 32=12m v 22+mg (2R ), 解得v 3=5gh =4 m/s.通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是v min =4 m/s. 设电动机工作时间至少为t ,根据功能原理Pt -fL =12m v min 2, 由此可得t =2.53 s.答案:2.53 s图7-10-710.如图7-10-7在光滑的水平面上,有一质量为M 的长木块以一定初速度向右匀速运动,将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到木块右端,小铁块与木块间动摩擦因数为μ,当小铁块在木块上相对木块滑动L 时与木块保持相对静止,此时长木块对地位移为l ,求这个过程中(1)系统产生的热量;(2)小铁块增加的动能;(3)木块减少的动能;(4)系统机械能的减少量.图7-10-8解析:画出这一过程两物体位移示意图,如图所示.(1)m、M间相对滑动位移为L,根据能量守恒Q=μmgL,即摩擦力对系统做的总功等于转化的内能.(2)根据动能定理μmg(l-L)=12m v2-0,其中(l-L)为小铁块相对地面的位移,从上式可看出ΔE km=μmg(l-L)(3)说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量.摩擦力对长木块做负功,根据功能关系ΔE kM=-μmgl,即木块减少的动能等于克服摩擦力做的功μmgl.(4)系统机械能的减少量等于克服摩擦力做的功ΔE k=μmgL.答案:(1)μmgL(2)μmg(l-L)(3)μmgl(4)μmgL。
人教版高中物理必修二7-10能量守恒定律与能源
第7章第10课时能量守恒定律与能源基础夯实1.(2010·秦皇岛高一检测)关于能量和能源,下列说法中正确的是()A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程总量保持不变,故节约能源没有必要D.能量在转化和转移过程中具有方向性,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源答案:D解析:根据能量转化和守恒定律,能量在转化过程中总量不变,故A、B均错;由于能量转化的方向性,可利用的能源有限,故必须节约能源,C错,D对.正确答案为D.2.出行是人们工作生活中必不可少的环节,出行的工具五花八门,使用的能源也各不相同.自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是()①生物能②核能③电能④太阳能⑤化学能A.①④⑤B.①③⑤C.①②③D.①③④答案:B解析:现代生活使用的煤、石油、天然气等常规能源,对空气环境的污染越来越严重,而利用太阳能、风能、氢能等新能源则可改善空气质量.此外,限制购买家用轿车可大量减少尾气的排放,提倡使用电动车也能改善空气环境质量,正确答案为B.3.(聊城模拟)我国人民有在房前种树的习惯,夏天大树长出茂密的叶子,为人们挡住炎炎烈日,冬天叶子又会全部掉光,使温暖的阳光照入屋内,可以起到冬暖夏凉的作用.炎热的夏天,我们在经过有树的地方时,也会感到很明显的凉意,关于树木周围比较凉爽的现象,下列说法中正确的是()A.树木把大部分太阳光反射出去,使地面温度降低B.树木吸收阳光,使自己温度升高,周围温度降低C.树木吸收阳光,将阳光的能量转化为化学能,使环境温度变低D.白天大树将热量存起来,晚上再将热量放出来,所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热答案:C解析:植物发生光合作用,消耗掉太阳能转化成化学能,根据能量守恒,阳光的能量被转化成化学能,所以树木下会比较凉爽,故C正确.。
人教版必修二课后练习第七章 机械能守恒定律 7.10能量守恒定律与能源
第七章机械能守恒定律能量守恒定律与能源基础过关练题组一能量守恒定律1.(多选)下列关于能量的说法中正确的是( )A.能量的概念是牛顿最早提出来的B.能量有不同的表现形式,并可以相互转化,但总量不变C.伽利略的斜面实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的D.以上说法均不正确2.下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是( )A.高山上滚下的石块,速度越来越快,说明重力势能转化为动能B.酒精燃烧时,将化学能转化为内能C.发电机发电时,将机械能转化为电能D.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生3.下列说法中正确的是( )A.随着科技的发展,永动机是可以制成的B.能量守恒表明,节约能源是无意义的C.机械能守恒定律是自然界遵循的普遍规律D.能量的耗散反映出自然界中宏观过程的方向性4.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。
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( )A.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→电能题组二能源和能量耗散5. PM2.5主要来自化石燃料、生活物质、垃圾的焚烧,为了控制污染,要求我们节约及高效利用资源。
关于能源和能量,下列说法正确的是( )A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用B.能量被使用后就消失了,所以要节约能源C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少6.关于能量和能源,下列表述正确的是( )A.能量可以从一种形式转化为另一种形式B.能量不能从一个物体转移到另一个物体C.自然界的能量是守恒的,所以人类可以利用的能源永不枯竭D.能源在利用过程中存在能量耗散现象,这表明自然界的能量不守恒7.关于能量的耗散,下列说法中正确的是( )A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了B.能量耗散表明,能量守恒定律具有一定的局限性C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在可利用的品质上降低了D.以上说法都不对题组三功能关系的理解及应用8. (多选)某人将重物由静止开始举高H,并获得速度v,则下列说法中正确的是( )A.人对物体做的功等于物体机械能的增量B.物体受合外力对它做的功等于物体动能的增量C.克服物体重力做的功等于物体重力势能的增量D.合外力的功等于物体动能和势能的总和的增量9.如图所示,一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上,一小物块从斜面底端以初速度v0沿斜面上滑至最高点的过程中损失的机械能为E。
人教版 必修二 高一(下 )第七章 10.能量守恒定律与能源 课后作业
人教版 必修二 高一(下 )第七章 10.能量守恒定律与能源 课后作业一、单选题1. 如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是( )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2. 在奥运比赛项目中,高台跳水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,当地的重力加速度为g,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是()A.他的动能减少了FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了(F-mg)hD.他的机械能减少了Fh3. 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,一个小物块(可视为质点)从A点以初速度v0向左运动,接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零,弹簧始终在弹性限度内.AC两点间距离为L,物块与水平面间动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则物块由A点运动到C点的过程中,下二、解答题列说法正确的是()A .弹簧和物块组成的系统机械能守恒B .物块克服摩擦力做的功为mv 02C .弹簧的弹性势能增加量为μmgLD .物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和4. 如图所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行.将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动到达传送带顶端.下列说法中正确的是()A .第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功B .第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C .第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D .物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热5. 如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A 点由静止出发,经过时间t 后关闭电动机,赛车继续前进至B 点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P 后又进入水平轨道CD 上。
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7.10 能量守恒定律与能源每课一练(人教版必修2)
1.关于功和能,下列说法中正确的是( )
A.功和能的单位相同,物理意义也相同
B.物体未对外做功,这个物体就不具有能量
C.物体对外做功多,这个物体具有的能量就多
D.功和能不能相互转化,是不同的两个物理量
2.有关功和能,下列说法正确的是( )
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,就一定能做多少功
C.物体做了多少功,就有多少能量消失
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3.下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )
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——永动机不可能制成D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了
4.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗然后打开
冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将
( )
A.逐渐有所升高
B.保持不变
C.开机时降低,停机时又升高
D.开机时升高,停机时降低
5.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火焰;
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
6.
图2
一质量均匀且不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图2所示.今
在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点,在此过程中,绳索AB的重心位置
( )
A.逐渐升高B.逐渐降低
C.先降低后升高D.始终不变
7.如图3所示,
图3
轻质弹簧长为L,竖直固定在地面上,质量为m的小球,在离地面高度为H处,由静止
开始下落,正好落在弹簧上,使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中,小球受到的空气
阻力为F阻,则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )
A.(mg-F阻)(H-L+x)
B.mg(H-L+x)-F阻(H-L)
C.mgH-F阻(H-L)
D.mg(L-x)+F阻(H-L+x)
8.如图4所示,
图4
在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使
其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,
以下说法正确的有( )
A.力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量
C.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
9.
图5
如图5所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力
拉B,由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参照物,A、B 都向前
移动一段距离.在此过程中( )
A.外力F做的功等于A和B动能的增量
B.B对A的摩擦力所做的功,等于A的动能增量
C.A对B的摩擦力所做的功,等于B对A的摩擦力所做的功
D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
10.一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.关于这
一过程,下列说法正确的是( )
A.子弹减少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.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D.子弹减少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
11.水平传送带以速度v匀速转动,
图6
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6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.mv2B.2mv2C.1
4mv
2
D.1
2mv
2
题
号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答
案
12.
图7
如图7所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动,
将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端.小铁块与木块间的动摩擦因数为μ,
当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止,此时长木块对地位移为l.求
这个过程中:
(1)小铁块增加的动能;
(2)木块减少的动能;
解析画出这一过程两物体的位移示意图,如图所示.
(1)小铁块与长木块相对静止时的速度为v,则根据动能定理有μmg(l-L)=1 2
m v2-0,其中(l-L)为小铁块相对地面的位移,从上式可看出ΔE k m=μmg(l-L).说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量.
(2)摩擦力对长木块做负功,根据功能关系ΔE k M=-μmgl,即木块减少的动能等于其克服摩擦力做的功,为μmgl.
(3)系统机械能的减少量等于木块减小的动能减去小铁块增加的动能ΔE=
μmgl-μmg(l-L)=μmgL
(4)m、M间相对滑动的位移为L,根据能量守恒定律,知Q=μmgL,即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量.。