7.10 能量守恒定律与能源 每课一练（人教版必修2）

第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源1下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是()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是不可能制成的D石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了解析A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中是守恒的B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中是守恒的这正好是能量守恒定律的两个方面转化与转移任何永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，所以A、B、C正确，D选项中石子的机械能在变化比如受空气阻力作用，机械能可能要减少，但机械能并没有消失，能量守恒定律表明能量既不能凭空产生，也不能凭空消失故D是错的答案D2自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，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，但总能量守恒解析在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变答案D3对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法中正确的是()A电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能B电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能C电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能D电风扇消耗的电能等于产生的内能，电饭锅消耗的电能大于产生的内能解析电风扇消耗的电能转化为内能和风扇及空气的动能，电饭锅消耗的电能完全转化为内能，所以电风扇消耗的电能大于产生的内能电饭锅消耗的电能等于产生的内能C项正确答案C4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，能量在数量上越来越少D能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性解析能量耗散是不可避免的，但是能量耗散也遵守能量守恒定律故选D.答案D5如图7106所示，倾角30的粗糙面固定在地面上，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，其上端与斜面顶端水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(此时物体未到达地面)，在此过程中()图7106A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少mglC物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少大于其动能增加与克服摩擦力所做功之和解析物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，A项错误；软绳重心下降的高度为sin l，软绳的重力势能减少mgl，B项正确；由功能关系，物块重力势能的减小等于重力做的功，而物块重力大于软绳所受的摩擦力，C项错误；对于软绳，由能的转化和守恒知，绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和，D项错误答案B6某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车的发电机功率是多大？解析在t时间内作用于风车的气流质量mr2vt，这些气流的动能为mv2，转化成的电能Emv210%，所以风车带动发电机的功率为Pr2v310%，代入数据得P3.4 kW.答案3.4 kW7电机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图7107所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；图7107(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的热量；(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量解析木块刚放上时，速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动，达到与传送带速度相同后不再有相对滑动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生热量对小木块，相对滑动时，由mamg得加速度ag，由vat得，达到相对静止所用的时间t.(1)小木块的位移s1t.(2)传送带始终匀速运动，转过的路程s2vt.(3)小木块获得的动能Ekmv2.(4)摩擦产生的热量Qmg(s2s1)mv2.(5)由能量的转化与守恒定律知，电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦产生的内能，所以E总EkQmv2.答案(1)(2)(3)mv2(4)mv2(5)mv28一质量为2 kg的物块从离地80 m高处自由落下，测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能(g取 10 m/s2)解析这里，内能显然无法直接计算，但是下落过程中减少的机械能转化成了内能根据能量守恒，产生的内能为：Emghmv2(210802302)J700 J.答案700 J9一水轮发电机组，每秒有2.0 m3的水流过水轮机，若河坝水位的高度差是20 m，求水每秒对水轮机最多能做多少功若有40%的机械能转化为电能，则发电机的输出功率为多大？(g取10 m/s2)解析若使水对水轮机做的功最多，则应满足水的重力势能全部传给水轮机，则水每秒对水轮机做的功为WmghVgh10321020 J4105 J，因有40%的机械能转化为电能，则由P，得发电机的功率P1.6105 W.答案4105 J1.6105 W10人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，当下丘脑温度高于37 时，人体散热机制(如血管舒张、出汗等)就活跃起来，已知人体温度在37 时蒸发18 g汗水所需要能量E4.3103 J现有一中年人慢步行走时新陈代谢功率为35 W，此人慢步行走时体温保持在37 ，行走用时1小时出汗约30.2 g，试求此人通过传导辐射等方式(不包括出汗)产生的散热功率解析此人利用出汗排放的热量：Q1E4.3103 J7.2103 J利用出汗排热的功率P12 W此人通过传导辐射产生的散热功率P2P总P135 W2 W33 W答案33 W11液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面，这种现象叫做毛细现象棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器，如图7108所示图7108试根据能的转化和守恒定律，分析并说明这台装置是否能够正常工作若不能正常工作，原因可能出现在哪里？解析这台装置不能正常工作假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外做功，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置将成为一台永动机煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果B槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽能上升到B槽高处，但不能滴落到B槽中答案不能工作，违背能的转化和守恒定律原因是煤油不能从棉线上滴落12如图7109所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为.现用水平向右的恒力F拉滑块B.图7109(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能解析(1)设B从A的右端滑出时，A的位移为s，A、B的速度分别为vA、vB，由动能定理得mgsmv(Fmg)(sL)mv又由同时性可得可解得s.(2)由能量守恒定律知，拉力做的功等于A、B动能的增加量和A、B间产生的内能，即有F(sL)mvmvQ可解得QmgL.答案(1)(2)mgL