人教版高中物理必修二第七章第十节知能演练轻松闯关.docx

高中物理学习材料
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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：选B.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．
2.
(2013·眉山一中高一检测)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
解析：选B.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均错误；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错误；下滑过程中重力势能向动能和内能转化，故只有B正确．
3．(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3mgh
B．物体的重力势能增加mgh
C．物体的动能增加Fh
D．物体在上升过程中机械能守恒
解析：选AB.由F－mg＝2mg得拉力F＝3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即
W F ＝Fh ＝3mgh ，A 正确，D 错误．重力势能的增加等于克服重力做的功mgh ，B 正确．动
能的增加等于合力做的功，即W 合＝m ·2g ·h ＝2mgh ＝2
3
Fh ，C 错误．
4.
如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d 时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L ，木块对子弹的平均阻力为F f ，那么在这一过程中不．正确的是( ) A ．木块的机械能增量为F f L
B ．子弹的机械能减少量为F f (L ＋d )
C ．系统的机械能减少量为F f d
D ．系统的机械能减少量为F f (L ＋d )
解析：选D.木块机械能的增量等于子弹对木块的作用力F f 做的功F f L ，A 正确．子弹机械能的减少量等于动能的减少量，即子弹克服阻力做的功F f (L ＋d )，B 正确．系统增加的机械能等于力F f 做的总功，即ΔE ＝F f L －F f (L ＋d )＝－F f d ，故机械能减少量为F f d ，C 正确、D 错误．
5．如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A 点滑至B 点，接着沿水平路面滑至C 点停止．人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：
位置 A B C 速度/(m·s －1
) 2.0
12.0
时刻/s
0 4 10
(1)人与雪橇从A 到B 的过程中，产生的热量为多少？
(2)设人与雪橇在BC 段所受阻力恒定，求阻力大小．(g ＝10 m/s 2) 解析：(1)根据动能定理得
mgh －W 阻＝12m v 2B －12m v 2
A 故从A 到
B 的过程中克服摩擦力做功
W 阻＝mgh －12m v 2B ＋12m v 2A ＝9.1×103
J 产生的热量Q ＝W 阻＝9.1×103 J. (2)在BC 段，根据动能定理得
－F 阻x ＝0－12m v 2
B ，其中x ＝v B 2
t ＝36 m
所以阻力F 阻＝m v 2B 2x ＝70×122
2×36 N ＝140 N.
答案：(1)9.1×103 J (2)140 N
一、单项选择题
1．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．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
解析：选A.电冰箱的压缩机运行时，一部分电能转化为内能，室内的温度将升高．2．一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将()
A．逐渐升高B．逐渐降低
C．先降低再升高D．始终不变
解析：选A.人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确．
3．(2013·北京四中高一月考)如图所示，两个完全相同的物体分别自斜面AC和BC顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E A和E B，下滑过程中产生的热量分别为Q A和Q B，则()
A．E A>E B Q A＝Q B
B．E A＝E B Q A>Q B
C．E A>E B Q A>Q B
D．E A<E B Q A>Q B
解析：选A.设斜面倾角为θ，底边长为b，则WF f＝μmg cos θ·b
cos θ＝μmgb，即摩擦力做功与斜面倾角无关，所以两物体的摩擦力做功相同，产生的热量相同．由图知A物体的重力做的功大于B物体的重力做的功，再由动能定理知，E A>E B.故A正确．4．连接A、B两点的弧形轨道ACB和ADB形状相同，材料相同，如图所示，一个小物体由A以一定的速度v开始沿ACB轨道到达B的速度为v1；若由A以相同初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2，比较v1和v2的大小，有()
A．v1>v2B．v1＝v2
C．v1<v2D．条件不足，无法判定
解析：选A.由题意可知，弧形材料和的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为圆周运动，由于物块在上运动时对曲面的正压力大于在上对曲面的正压力(考虑圆周运动向心力)，故在上克服摩擦力做的功大于在
上克服摩擦力做的功，再由动能定理即可得出．
5．如图所示，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( )
A ．机械能损失了mgh
B ．重力势能增加了3mgh
C ．动能损失了1
2mgh
D ．机械能损失了1
2mgh
解析：选A.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：mg sin 30°
＋F f ＝mg ，所以F f ＝1
2mg .摩擦力做功为：W f ＝－F f ·2h ＝－mgh ，机械能损失mgh ，故A 项
正确，D 错误；重力做了mgh 的负功，重力势能增加mgh ，B 错误；由动能定理得ΔE k ＝－mgh －mgh ＝－2mgh ，即动能损失了2mgh ，故C 错误．
二、多项选择题
6．下列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，体内一部分化学能转化成重物的动能
B ．电流通过电阻丝时电能转化为内能
C ．内燃机做功过程实现了燃料的化学能和机械能的转化
D ．水流冲击水轮发电机，水流的动能转化成电能
解析：选BCD.物体被举高时，机械能增加，增加的机械能主要是重力势能，由人体内化学能转化而来，A 错误；电流通过电阻丝时，电阻丝内能增加，这由电能转化而来，B 正确；内燃机中燃料燃烧，将化学能转化为内能，再进一步转化为机械能，C 正确；水力发电的原理就是将水的动能转化成电能，D 正确．
7．(2013·衡水高一检测)2013年7月28日，在巴塞罗那游泳世锦赛三米板决赛中何姿轻松夺冠．若何姿的质量为m ，她入水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 ，在水中下降高度h 的过程中，她的(g 为当地重力加速度)( )
A ．重力势能减少了mgh
B ．动能减少了Fh
C ．机械能减少了(F ＋mg )h
D ．机械能减少了Fh
解析：选AD.重力势能的减少量等于重力做的功mgh ，A 正确．动能的减少量等于克服合力做的功，为(F －mg )h ，B 错误．机械能的减少量等于克服阻力F 做的功Fh ，C 错误，D 正确．
☆8.
(2013·高考山东卷)如图所示，楔形木块abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab 和光滑斜面
bc 与水平面的夹角相同，顶角b 处安装一定滑轮．质量分别为M 、m (M >m )的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A ．两滑块组成系统的机械能守恒
B ．重力对M 做的功等于M 动能的增加
C ．轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加
D ．两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功
解析：选CD.因为M 克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，A 错误．由功能关系知系统减少的机械能等于M 克服摩擦力做的功，D 正确．对M ，除重力外还有摩擦力和轻绳拉力对其做功，由动能定理知B 错误．对m ，有拉力和重力对其做功，由功能关系知C 正确．
☆9.(2013·广州高一检测)如图所示，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 的动能增量与B 克服摩擦力所做的功之和
解析：选BD.物体A 所受的合外力等于B 对A 的摩擦力，对物体A 运用动能定理，则有B 对A 的摩擦力所做的功等于A 的动能增量，B 正确．A 对B 的摩擦力与B 对A 的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A 在B 上滑动，A 、B 对地的位移不相等，故二者做功不相等，C 错误．对B 应用动能定理，W F －WF f ＝ΔE k B ，即W F ＝WF f ＋ΔE k B 就是外力F 对B 做的功，等于B 的动能增量与B 克服摩擦力所做的功之和，D 正确．由上述讨论知B 克服摩擦力所做的功(等于B 对A 的摩擦力所做的功)与A 和B 的动能增量不相等，故A 错误．
三、非选择题 10．(2013·重庆南开中学高一检测)质量为m 的钢球以速度v 落入沙坑，钢球在沙坑中下陷的深度为d ，重力加速度为g ，求：
(1)钢球在沙坑中受到的阻力大小F f ； (2)钢球下陷过程中产生的内能．
解析：(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得
mgd －F f d ＝0－1
2m v 2
解得：F f ＝mg ＋m v 2
2d
.
(2)由能量守恒定律可知内能的增量等于钢球机械能的减少量，故ΔE 内＝mgd ＋1
2
m v 2.
答案：(1)mg ＋m v 22d (2)mgd ＋1
2
m v 2
11.
如图所示，斜面足够长，其倾角为α.质量为m 的滑块，距挡板P 为x 0，以初速度v 0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块在斜面上经过的总路程为多少？
解析：滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端．
在整个过程中，除重力做功外，只有摩擦力做负功，设滑块通过的路程为s ，则克服摩擦力做功为
WF f ＝μmgs ·cos α
由功能关系知，WF f 等于机械能的减小量，即
μmgs ·cos α＝mgx 0sin α＋1
2m v 20
得s ＝mgx 0sin α＋1
2m v 2
0μmg cos α＝2gx 0sin α＋v 20
2μg cos α.
答案：2gx 0sin α＋v 20
2μg cos α
☆12.如图所示，皮带的速度是3 m/s ，两皮带轮圆心距离l ＝4.5 m ．现将m ＝1 kg 的小物体轻放到左轮正上方的皮带
上，物体与皮带间的动摩擦因数为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，电动机消耗的电能是多少？
解析：物体在相对滑动过程中，在摩擦力作用下做匀加速运动，则a ＝F f
m
＝μg ＝1.5 m/s 2
相对滑动时间：t ＝v a ＝3
1.5 s ＝2 s
物体对地面的位移
l 1＝12at 2＝1
2
×1.5×22 m ＝3 m
因为l 1<l ，所以物体在滑落皮带轮前已和皮带一起匀速运动，摩擦力对物体做的功 W 1＝12m v 2＝1
2×1×9 J ＝4.5 J
物体与皮带间的相对位移
l ′＝v t －l 1＝(3×2－3) m ＝3 m
产生的内能W 2＝μmgl ′＝0.15×1×10×3 J ＝4.5 J 由功能关系得电动机消耗的电能为E ＝W 1＋W 2＝9 J. 答案：9 J。