貴州省2018_2019學年高中物理第七章機械能守恒定律7.10能量守恒定律與能源同步測試新人教版.docx

10 能量守恒定律與能源演練提升夯基達標1.騎自行車上坡前往往是加緊蹬幾下,這樣做是為了 ( ) A.增大車的慣性 B.增大車的沖力 C.增大車的動能 D.增大車的勢能 解析:上坡過程中,自行車的動能逐漸轉化為重力勢能,開始的動能越大,就越能順利上坡。故上坡前應緊蹬幾下,提高車速,以便增加動能。 答案:C 2.自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,下列說法正確的是( ) A.機械能守恒 B.能量正在消失 C.只有動能和重力勢能之間的相互轉化 D.減少的機械能轉化為內能,但總能量守恒 解析:擺動過程中,由于要克服阻力做功,機械能減少,所以D正確。 答案:D 3.試說明下列現象中能量是怎樣轉化的。 (1)在水平公路上行駛的汽車,發(fā)動機熄火之后,速度越來越小,最后停止。 (2)電風扇通電后開始轉動,斷電后轉動著的風扇又慢慢停下來。 (3)火藥爆炸產生燃氣,子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去,射穿一塊鋼板,速度減小。 (4)用柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電,供給電動水泵抽水,把水從低處抽到高處。 解答:(1)在水平公路上行駛的汽車,發(fā)動機熄火之后,速度越來越小,最后停止。這一過程,汽車所受的阻力做負功,機械能轉化為內能。 (2)電風扇通電后開始轉動,電流做功,電能主要轉化為機械能,另有一部分轉化為內能;斷電后轉動著的風扇又慢慢停下來,阻力做負功,機械能轉化為內能。 (3)火藥爆炸產生燃氣,化學能轉化為內能;子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去,推力做功,內能轉化為機械能;子彈射穿一塊鋼板,速度減小,阻力做負功,機械能轉化為內能。 (4)用柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電,化學能轉化為機械能,又轉化為電能;發(fā)電機發(fā)電后供給電動水泵抽水,電流做功,電能轉化為機械能;電動水泵把水從低處抽到高處,水泵對水做功,使水泵的機械能傳遞給水。 4.下列哪些現象屬于能量的耗散( ) A.利用水流能發(fā)電產生電能 B.電能在燈泡中變成光能 C.電池的化學能變成電能 D.火爐把屋子烤暖 解析:能量耗散主要指其他形式的能量最終轉化為環(huán)境的內能后,不能再被收集起來重新利用。 答案:D 能力提升5.下列說法正確的是( ) A.隨著科技的發(fā)展,永動機是可以制成的 B.太陽照射到地球上的光能轉化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空間的能量都消失了 C.”既要馬兒跑,又讓馬兒不吃草”違背了能量轉化和守恒定律,因而是不可能的 D.有種”全自動”手表,不用上發(fā)條,也不用任何形式的電源,卻能一直走動,說明能量可以憑空產生 解析:永動機是指不消耗或少消耗能量,而可以大量對外做功的裝置,歷史上曾出現過各式各樣的所謂永動機的發(fā)明,結果都以失敗告終,原因就是違背了能量轉化和守恒定律。人類只能發(fā)現規(guī)律、利用規(guī)律,但絕不可以創(chuàng)造規(guī)律、改變規(guī)律,違背規(guī)律行事,即使以后科技再發(fā)達,也要受自然規(guī)律的制約,所以永動機是永遠不可能制成的,A錯。 太陽輻射大量的能量,地球只吸收了極少的一部分,就形成了風云雨雪,使萬物生長。但輻射到星際空間的能量也沒有消失,一定是轉化成了別的能量,B錯。 馬和其他動物,包括人要運動,必須消耗能量,動物的能量來源是食物中儲存的生物質能,C正確。 所謂”全自動”手表內部還是有能量轉化裝置的,一般是一個擺錘,當人戴著手表活動時,使擺錘不停擺動,給游絲彈簧補充能量,才會維持手表的走動。如果把這種表放在桌面上靜置兩天,它一定會停擺的,D錯。 答案:C 6.運動員把原來靜止的足球踢出去,使足球獲得100 J的動能。則在運動員踢球的過程中,運動員消耗的體能( ) A.等于100 J B.大于100 J C.小于100 JD.無法確定 解析:原來靜止的足球獲得了100 J的動能,說明在踢球過程中運動員對足球做了100 J的功,有100 J的體能(即體內的化學能)轉化成了動能;同時運動員在踢球的過程中,由于自身的劇烈運動,也要消耗一部分體能。所以,運動員消耗的體能大于100 J。 答案:B 7.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,并從中穿出。對于這一過程,下列說法正確的是 ( ) A.子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能 B.子彈和木塊組成的系統機械能的損失量等于系統產生的熱量 C.子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內能之和 D.子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的內能之和 解析:子彈射穿木塊的過程中,由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減少,木塊獲得動能,同時產生熱量,且系統產生的熱量在數值上等于系統機械能的損失。A選項漏考慮系統增加的內能,C選項應考慮的是系統(子彈、木塊)內能的增加。 答案:BD 8.如圖所示,質量為m的小物體A以水平速度從左側沖上質量為M、長為l置于光滑水平面C上的木板B,剛好不從木板上掉下,已知A、B間的動摩擦因數為此時木板對地位移為x,在這一過程中,求: (1)木板增加的動能; (2)小物體減少的動能; (3)系統產生的內能。 解析:(1)滑動摩擦力對木板B做正功,根據動能定理得 解得木板增加的動能。 (2)滑動摩擦力對小物體A做負功,根據動能定理得 解得小物體減少的動能。 (3)系統內能的增量為 或系統內能的增加等于系統機械能的減少, 即。 答案: 拓展探究9.風能將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風力發(fā)電機是將風能(氣流的動能)轉化為電能的裝置,其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等,如圖所示,試分析下列問題: (1)風輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發(fā)電機可接受風能的面積。設空氣密度為氣流速度為v,風輪葉片長度為r。求t時間內流向風輪機的最大風能;在風速和葉片數確定的情況下,要提高風輪機單位時間內接受的風能,簡述可采取的措施。 (2)一般強風的風速約為v=20 m/s,空氣密度為1.3 kg/。如果風力發(fā)電機扇葉在空間掃過橫截面積為60 m,發(fā)電機能將其中風能的4%轉化為電能,發(fā)電機電功率的大小約為 。 A. WB. W C. WD. W (3)已知風力發(fā)電機的輸出功率P與成正比。某風力發(fā)電機在風速 m/s時能夠輸出的電功率 kW。我國某地區(qū)風速不低于 m/s的時間每年約為5 000小時,試估算這臺風力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時。 解析:(1)如圖所示,在t時間內通過風輪的空氣是以S為截面積、vt為長度的一段圓柱體,t時間內通過風輪的空氣的圓柱質量為則t時間內流向風輪機的最大風能為:。 由上式可知