高中物理 第4章 机械能和能源 第6节 能量的转化与守恒学业分层测评 粤教版

能量的转化与守恒(建议用时：45分钟)学业达标1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】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，违背了能量转化和守恒定律，A错；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B错；马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C正确；所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置一段时间，它一定会停摆的，D错【答案】C2(2016清远期末)滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2 000 J，他克服阻力做功100 J则该运动员的()A机械能减少了100 JB动能增加了2 100 JC重力势能减少了1 900 JD重力势能增加了2 000 J【解析】重力做功，重力势能减少，C、D错误克服阻力做功，机械能减少，A正确总功等于动能的增加，且阻力做负功，故B错误【答案】A3(多选)(2016佛山期末)由能量转化与守恒定律可知，利用能源的过程实质上是()A能量的消失过程B能量的创造过程C能量转化和转移的过程D能量转化和转移并且耗散的过程【解析】利用能源的过程实质上是能量转化和转移的过程，在能源的利用过程中能量是耗散的，A、B错误，C、D正确【答案】CD4(多选)节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧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出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(设礼花弹发射过程中质量不变)()A礼花弹的动能变化量为W3W2W1B礼花弹的动能变化量为W3W2W1C礼花弹的机械能变化量为W3W2D礼花弹的机械能变化量为W3W1【解析】 由动能定理，动能变化量等于合外力做的功，即W3W2W1，B正确除重力之外的力的功对应机械能的变化量，即W3W2，C正确【答案】BC5如图4611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()图4611A机械能损失了mghB动能损失了mghC动能损失了mghD机械能损失了mgh【解析】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：mgsin 30fmg，fmg.摩擦力做功为：Wff2hmgh，机械能损失mgh，故A正确，D错误由动能定理得Ekmghmgh2mgh即动能损失了2mgh，故B、C错【答案】A6(多选)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3mghB物体的重力势能增加mghC物体的动能增加FhD物体在上升过程中机械能守恒【解析】由Fmg2mg得拉力F3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即WFFh3mgh，A对，D错；重力势能的增加等于克服重力做的功mgh，B对；动能的增加等于合力做的功，即W合m2gh2mghFh，C错【答案】AB7. (多选)(2016广州黄坑中学期末)如图4612所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是()图4612A子弹损失的动能等于fdB子弹损失的动能等于f(sd)C总机械能的损失等于fsD总机械能的损失等于fd【解析】子弹受到的合外力为f，合外力做负功，即Wff(sd)，根据动能定理得，子弹损失的动能为f(sd)，选项A错误，B正确；合外力对木块做的功为Wfs，则木块增加的动能为fs，根据以上分析知道，子弹动能的减少量大于木块动能的增加量，选项C错误；根据能量守恒定律可知，子弹、木块系统总机械能的损失为Ef(sd)fsfd，选项D正确【答案】BD8如图4613所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10 m/s2)() 【导学号：35390077】图4613A10 JB15 JC20 JD25 J【解析】由hgt2和vygt得：vy m/s，落地时，tan 60可得：v0 m/s.小球刚被弹出时所获得的动能来源于弹簧弹力做功，由动能定律知：Wmv，弹簧弹力做的功源自弹簧弹性势能，故EpWmv10 J.【答案】A能力提升9(多选)如图4614所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，下列说法正确的是()图4614AF对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和BF对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能DF对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和【解析】木箱加速上移的过程中，拉力F做正功，重力和摩擦力做负功支持力不做功，由动能定理得：WFWGWfmv20.即WFWGWfmv2，A、B错误，D正确；又因木箱克服重力做功WG，等于木箱重力势能的增加量，故C正确【答案】CD10(多选)如图4615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，现以一恒定的外力拉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()图4615A外力F做的功等于A和B动能的增量BB对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量CA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【解析】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对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错对B应用动能定理，WFWfEkB，即WFWfEkB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对由上述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(等于B对A的摩擦力所做的功)不相等，故A错【答案】BD11(2016扬州高一检测)如图4616所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120，半径R为2.0 m一个物体在离弧底E高度为h3.0 m处，以初速度4.0 m/s沿斜面运动若物体与两斜面的动摩擦因数为0.02，则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多长路程？(g取10 m/s2)图4616【解析】由于圆弧面是光滑的，由能量守恒定律知，物体最终在B、C之间摆动，且在B、C两点时速度为零设物体在斜面上运动的总路程为s，物体在斜面上所受摩擦力为fmgcos 60，由能量守恒定律知mvmghR(1cos 60)mgscos 60物体在斜面上通过的总路程为sm280 m.【答案】280 m12如图4617所示，在光滑水平地面上放置质量M2 kg的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切一质量m1 kg的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下，在木板上滑行t1 s后，滑块和木板以共同速度v1 m/s匀速运动，g取10 m/s2.求：图4617(1)滑块与木板间的摩擦力大小Ff；(2)滑块下滑的高度h；(3)滑块与木板相对滑动过程中产生的热量Q.【解析】(1)对木板：FfMa1由运动学公式，有va1t，解得Ff2 N.(2)对滑块：Ffma2设滑块滑上木板时的速度是v0，则vv0a2t，可得v03 m/s.由机械能守恒定律有mghmv，h m0.45 m.(3)根据功能关系有：Qmv(Mm)v2132 J(12)12 J3 J.【答案】(1)2 N(2)0.45 m(3)3 J