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1课时作业(二十一)10能量守恒定律与能源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[答案]B[解析]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别的物体，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．(2014·大庆高一检测)下列现象中，物体动能转化为势能的是()A．秋千由最高点荡向最低点B．张开的弓把箭水平射出去C．骑自行车匀速驶上斜坡D．正在腾空上升的礼花弹[答案]D[解析]秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能；张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能；骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能；正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能，故只有D正确．3．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[答案]D[解析]功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也非物体具有多少能，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并不消失，所以C错误．正确选项是D.4．(2014·银川高一期末)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2B．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[答案]B[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，从便于利用的变成不便于利用的了．所以，我们要节约能源，保护环境．5．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是()①能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量耗散；②能量在转化过程中变少的现象叫做能量耗散；③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，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量守恒；④能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的．A．①③B．①④C．②③D．②④[答案]A[解析]自然界中各种能量的总和是一定的，各种能量的转化是守恒的，只不过有些能量在转化后，不能再回收利用了，故正确答案为A.6．一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)A、B两端固定在天花板上，如图所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点，在此过程中绳索AB的重心位置将()A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变[答案]A[解析]由功能关系可知，拉力对绳做正功，机械能增加，而动能初、末状态均为零，所以绳的重力势能增加，重心升高，故A对．7．(2014·合肥高一检测)质量为m的物体在竖直向上的拉力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Fh3D．物体在上升过程中机械能守恒[答案]AB[解析]由F－mg＝2mg，得拉力F＝3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即WF＝Fh＝3mgh，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＝m·2g·h＝2mgh＝23Fh，C错．8．(2014·衡水高一检测)2012年3月24日在国际泳联大奖赛北京站中，中国选手何冲在男子3米板决赛中获得冠军．若何冲的质量为m，他入水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，在水中下降高度h的过程中，他的(g为当地重力加速度)()A．重力势能减少了mghB．动能减少了FhC．机械能减少了(F＋mg)hD．机械能减少了Fh[答案]AD[解析]重力势能的减少量等于重力做的功mgh，A对．动能的减少量等于克服合力做的功，为(F－mg)h，B错．机械能的减少量等于克服阻力F做的功Fh，C错，D对．9．足够长的传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()A．mv2B．2mv2C.14mv2D.12mv2[答案]D[解析]物体A被放于传送带上做匀加速直线运动，加速度a＝μmgm＝μg，匀加速过程前进的距离x1＝v22a＝v22μg.该时间内传送带前进的距离x2＝vt＝v·vμg＝v2μg.所以物体相对传送带滑动距离Δx＝x2－x1＝v22μg，4故产生的内能为Q＝μmg·Δx＝μmg·v22μg＝12mv2，D正确．10．如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量为Q2，则应有()A．W1W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1W2，Q1Q2D．W1＝W2，Q1Q2[答案]A[解析]F做的功W＝FlA，第一次lA1比第二次lA2小，故W1W2；而Q＝μmg·l相对，两次木块的相对位移相等，故Q1＝Q2，选项A正确．11．如图所示，在高h＝0.8m的水平光滑桌面上，有一轻弹簧，其左端固定，质量为m＝1kg的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态．由静止释放小球，将小球水平弹出，小球离开弹簧时的速度为v1＝3m/s，不计空气阻力．求：(1)弹簧处于压缩状态时所具有的弹性势能是多少？(2)小球落地时速度v2的大小．(取g＝10m/s2)[答案](1)4.5J(2)5m/s[解析](1)根据动能定理，弹簧的弹力对小球所做的功等于小球增加的动能．W＝12mv21＝12×1×32J＝4.5J由功能关系知，弹力做的功等于弹性势能的减少量，则弹簧处于压缩状态时，所具有的弹性势能Ep＝4.5J.(2)由动能定理得mgh＝12mv22－12mv21代入数据解得v2＝5m/s.512．如图所示，传送带与水平面之间的夹角θ＝30°，其上A、B两点间的距离L＝5m，传送带在电动机的带动下以v＝1m/s的速度匀速运动．现将一质量m＝10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝32，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(取g＝10m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．[答案](1)255J(2)270J[解析](1)小物体加速过程根据牛顿第二定律有：μmgcosθ－mgsinθ＝ma，小物体上升的加速度a＝14g＝2.5m/s2，当小物体的速度v＝1m/s时，位移是：x＝v22a＝0.2m.即小物体将以v＝1m/s的速度完成4.8m的路程，由功能关系得：W＝ΔEk＋ΔEp＝mgLsinθ＋12mv2＝255J.(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q，由v＝at得t＝va＝0.4s，相对位移x′＝vt－12vt＝0.2m，摩擦生热Q＝μmgx′cosθ＝15J，故电动机做的功W电＝W＋Q＝270J.13．如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物6块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ，求物块停止的位置与N点距离的可能值．[答案]2s－hμ或hμ－2s[解析]根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少ΔEp与物块克服摩擦力所做功的数值相等．ΔEp＝W①设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则ΔEp＝mgh②W＝μmgs′③联立①②③化简得s′＝hμ④第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为d＝2s－s′＝2s－hμ⑤另一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为d＝s′－2s＝hμ－2s⑥所以物块停止的位置距N的距离可能为2s－hμ或hμ－2s.7班级：________姓名：________分数：________第五章综合微评(时间90分钟，满分100分)第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于曲线运动，下列说法正确的是()A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．做曲线运动的物体，其速度大小可能不变D．速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动[答案]C[解析]物体做曲线运动的条件是物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上，与恒力和变力无关，A、B错误；做曲线运动的物体速度方向不断变化，速度大小可以变化也可以不变，C正确；速度大小和加速度大小均不变的运动也可能是曲线运动，如匀速圆周运动，D错误．2．关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A．平抛运动是匀变速曲线运动B．匀速圆周运动是速度不变的运动C．圆周运动是匀变速曲线运动D．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的[答案]A[解析]平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误．3．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，如图为4个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(图中O为圆心)，其中正确的是()[答案]C8[解析]物体做曲线运动时，其线速度方向沿曲线上某点的切线方向，该题中，雪橇沿圆周运动到某点时，速度沿该点圆周的切线方向，所受的摩擦力Ff方向一定与其线速度方向相反；由于雪橇做匀速圆周运动，所以它所受牵引力F和摩擦力Ff的合力一定指向圆心，由此推知只有图C满足条件．4．一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是()A．hωB.hωcosθC.hωcos2θD．hωtanθ[答案]C[解析]当光束转到与竖直方向夹角为θ时，由v＝ωr知云层底面上光点转动的线速度为hωcosθ.设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcosθ＝hωcosθ，解得云层底面上光点的移动速度v＝hωcos2θ，选项C正确．5．如图所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速为v0的平抛运动，恰落在b点．若小球初速变为v，其落点位于c，则()A．v0v2v0B．v＝2v0C．2v0v3v0D．v3v0[答案]A[解析]小球落在b点水平位移x1＝v0t1，小球落在c点水平位移x2＝vt2，因a、b、c三点等距，则x2＝2x1，由t＝2hg知t2t1，所以v0v2v0.96．如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时，一支铅笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断，其中正确的有()A．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线B．笔尖留下的痕迹是一条