高考物理总复习 第5章 机械能守恒定律（第4课时）能量守恒定律与能源试题1

第4课时能量守恒定律与能源学 考 题 组)1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能量耗散主要指其他形式的能量最终转化为环境的内能后，不能再被收集起来重新利用。答案D2关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是()A能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，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不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径解析在能源的利用过程中，虽然能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的了。所以，我们要节约能源，保护环境。答案B3.(20169月金华十校联考)2016年巴西奥运会上，中国选手邓薇以262公斤(抓举115公斤，挺举147公斤)的总成绩打破奥运会纪录、世界纪录。某次抓举，在杠铃被举高的整个过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是()A杠铃的动能一直增大B杠铃的重力势能一直增大C杠铃的机械能守恒D杠铃一直处于超重状态解析杠铃被举高的过程一定经历了先加速向上，后减速向上的运动，所以动能应先增大后减小，A错；物体一直向上运动，重力势能一直增大，B正确；因人对杠铃的支持力做正功，杠铃的机械能增加，C不正确；加速度先向上，后向下，杠铃先超重，后失重，D不正确。答案B4(2016浙江名校协作体模拟)弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则()A从D到C过程中，弹丸的机械能守恒B从D到C过程中，弹丸的动能一直在增大C从D到C过程中，橡皮筋的弹性势能先增大后减小D从D到E过程橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程解析A项，从D到C重力外还有弹簧弹力做功，弹丸的机械能不守恒，A错；B项，D到C的过程，先弹力大于重力，弹丸加速，后重力大于弹力，弹丸减速，所以弹丸的动能先增大后减小，B错；从D到C，橡皮筋的形变量一直减小，所以其弹性势能一直减小，C错误；D到E的弹簧弹力大于E到C的弹簧弹力，弹丸位移相等，所以从D到E过程橡皮筋对弹丸做的功大于从E到C过程橡皮筋对弹丸做的功，D正确。答案D5升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)()A升降机对物体做功5 800 JB合外力对物体做功5 800 JC物体的重力势能增加500 JD物体的机械能增加800 J解析根据动能定理得W升mghmv2，可解得W升5 800 J，A正确；合外力做的功为mv210042 J800 J，B错误；物体重力势能增加mgh100105 J5 000 J，C错误；物体机械能增加EFhW升5 800 J，D错。答案A6如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样。完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中()A物体A克服摩擦力做的功最多B物体B克服摩擦力做的功最多C物体C克服摩擦力做的功最多D三个物体克服摩擦力做的功一样多解析因为三个固定斜面的表面情况一样，A、B、C又是完全相同的三个物体，因此A、B、C与斜面之间的动摩擦因数相同可设为，由功的定义：WfFfsmgscos mgd，三个固定斜面底边长度d都相等，所以摩擦力对三个物体做的功相等，都为mgd。答案D7(2016浙江丽水选考模拟)浙江最大抽水蓄能电站2016年将在缙云开建，其工作原理是：在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图所示，若该电站蓄水池(上水库)有效总库容量(可用于发电)为 7.86106 m3，发电过程中上下水库平均水位差637 m，年抽水用电为 2.4108 kWh，年发电量为1.8108 kWh(水的密度为1.0103 kg/m3，重力加速度为 g10 m/s2，以下水库水面为零势能面)。则下列说法正确的是()A抽水蓄能电站的总效率约为65%B发电时流入下水库的水流速度可达到112 m/sC蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为Ep5.01013 JD该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW 计算)约10 h解析已知年抽水用电为2.4108 kWh，年发电量为1.8108 kWh，则抽水蓄能电站的总效率为100%75%，故A错误；若没有任何阻力，由机械能守恒得mghmv2，得v m/s112 m/s，由题知，水流下的过程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度小于112 m/s，故B错误；蓄水池中能用于发电的水的重力势能为EmghVgh1.01037.8610610637 J5.01013 J，故C正确；该电站平均每天所发电量为E kWh，可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW计算)的时间为t h5.0 h，故D错误。答案C8.一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L，如图所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是()A由A到C的过程中，动能和重力势能之和保持不变B由B到C的过程中，弹性势能和动能之和逐渐增大C由A到C的过程中，物块m的机械能守恒D由B到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒解析对物块由A到C的过程中，除重力做功外还有弹簧弹力做功，物块机械能不守恒，A、C错误；对物块和弹簧组成的系统机械能守恒，即重力势能、弹性势能和动能之和不变，上升过程中，重力势能增加，故弹性势能和动能之和逐渐减小，B错误，D正确。答案D9.如图所示，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出H10 m，BC长l1 m，AB和CD轨道光滑。一质量为m1 kg的物体，从A点以v14 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点h10.3 m的D点时速度为零。求：(g10 m/s2)(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；(2)物体第5次经过B点时的速度；(3)物体最后停止的位置(距B点)。解析(1)分析物体从A点到D点的过程，由动能定理得，mg(hH)mgl0mv解得0.5。(2)设物体第5次经过B点时的速度为v2，在此过程中物体在BC上滑动了4次，由动能定理得mgHmg4lmvmv解得v24 m/s。(3)设物体运动的全过程在水平轨道上通过的路程为s，由动能定理得mgHmgs0mv解得s21.6 m所以物体在水平轨道上运动了10个来回后，还有1.6 m故离B点的距离s2 m1.6 m0.4 m。答案(1)0.5(2)4 m/s(3)0.4 m加 试 题 组)10一只100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g10 m/s2)()A重力做功为1.8 JB重力做了0.55 J的负功C物体的重力势能一定减少0.55 JD物体的重力势能一定增加1.25 J解析整个过程重力做功WGmgh0.1100.55 J0.55 J，故重力势能减少0.55 J，所以选项C正确。答案C11(2016台州中学期中)如图所示，是某兴趣小组通过弹射器研究弹性势能的实验装置。半径为R的光滑半圆管道(管道内径远小于R)竖直固定于水平面上，管道最低点B恰与粗糙水平面相切，弹射器固定于水平面上。某次实验过程中，一个可看作质点的质量为m的小物块，将弹簧压缩至A处，已知A、B相距为L。弹射器将小物块由静止开始弹出，小物块沿圆管道恰好到达最高点C。已知小物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：(1)小物块到达B点时的速度vB及小物块在管道最低点B处受到的支持力；(2)小物块在AB段克服摩擦力所做的功；(3)弹射器释放的弹性势能Ep。解析(1)小物块恰到C点，则vC0BC段小物块机械能守恒：mv2mgR，解得vB2B点：FNmgmFN5mg(2)WABmgL(3)由能量守恒可知，弹射器释放的弹性势能 EpWAB2mgRmg(2RL)答案(1)25mg(2)mgL(3)mg(2RL)12.如图所示，AB为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道，其半径为r10 m；N为固定在水平面内的半圆平面，其半径为R(m)，轨道AB与平面N相切于B点；CD是包围在半圆平面N周围且垂直于N的光滑半圆形挡板；EF为另一固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道，其半径也为r10 m，轨道EF与平面N相切于E点。现让物体(可视为质点)自A点由静止开始下滑，进入平面N后立即受到CD的约束并最终冲到E点。已知物体质量m2 kg，物体与平面N之间的动摩擦因数为0.8，取g10 m/s2。求：(1)物体滑到B点时速度大小；(2)物体运动到E点时圆轨道对物体的支持力大小。解析本题考查了机械能守恒、动能定理与圆周运动的综合应用。物体沿光滑轨道从A到B过程中机械能守恒，在水平粗糙轨道应用动能定理可求出在E点的速度，在E点根据指向圆心方向的合力提供向心力可求解支持力。(1)设物体到B点的速度为vB，从A到B过程中机械能守恒，有：mgrmv，得vB10 m/s。(2)设物体到E点的速度为vE，圆轨道对物体的支持力为FNE，从A到E的过程中运用动能定理，有：mgrmg(R)mv0，在E处有：mgFNEm。得：FNE12 N。答案(1)10 m/s(2)12 N