高中物理人教版第七章機械能守恒定律 學(xué)業(yè)分層測評2

學(xué)業(yè)分層測評(二十一)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標]1．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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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，違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，A錯；太陽輻射大量的能量，地球只吸收了極少的一部分，但輻射到星際空間的能量也沒有消失，一定是轉(zhuǎn)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(zhì)能，C正確；所謂的“全自動”手表內(nèi)部是有能量轉(zhuǎn)化裝置的，只有當人戴著手表活動時，才能不斷補充能量，維持手表的運行，如果把表放在桌面上靜置一段時間，它一定會停擺的，D錯．【答案】C2．市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖7-10-7所示)．在陽光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽．該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是()【導(dǎo)學(xué)號：69390110】圖7-10-7A．太陽能→電能→機械能B．太陽能→機械能→電能C．電能→太陽能→機械能D．機械能→太陽能→電能【解析】電池板中太陽能轉(zhuǎn)化為電能，小電動機中電能轉(zhuǎn)化為機械能．【答案】A3．(多選)為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒，小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入鐵罐，兩端分別固定在罐蓋和罐底上，如圖7-10-8所示．讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下，到斜面上B處停下，發(fā)現(xiàn)橡皮筋被卷緊了，接著鐵罐居然從B處自動滾了上去．下列關(guān)于該裝置能量轉(zhuǎn)化的判斷正確的是()圖7-10-8A．從A處滾到B處，主要是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B．從A處滾到B處，主要是重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能C．從B處滾到最高處，主要是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D．從B處滾到最高處，主要是彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能【解析】在A處和B處時鐵罐速度為零，動能為零，所以從A處到B處是重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故A項錯誤，B項正確．從B處又滾到最高處的過程是彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程，故C項錯誤，D項正確．【答案】BD4．下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散()A．利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能B．電能在燈泡中變成光能C．電池的化學(xué)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(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后，不能再被收集起來重新利用．【答案】D5．下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中正確的是()A．能源利用的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的過程B．要合理開發(fā)和節(jié)約使用核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等常規(guī)能源C．能源利用的過程是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程D．無論是節(jié)約能源還是開發(fā)能源，我國都需要外國支援【解析】能源的利用過程實際上是一種形式的能向其他形式的能轉(zhuǎn)化的過程，并不一定是單一的向機械能轉(zhuǎn)化的過程，所以C正確，A錯誤；B中的核能、風能、地熱能、海洋能等屬于新能源，而不是常規(guī)能源，故B錯誤；節(jié)約能源和開發(fā)能源方面，我國主要依靠自己，故D錯誤．【答案】C6．(2023·杭州高一檢測)下列對能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認識錯誤的是()A．某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B．某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機是不可能制成的D．石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機械能消失了【解析】根據(jù)能量守恒定律得知，某種形式的能減少，其他形式的能一定增大；某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加，A、B正確；不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機，違反了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，不可能制成，C正確；石子在運動和碰撞中機械能轉(zhuǎn)化為了石子本身及周圍物體的內(nèi)能，能量并沒有消失，故D錯誤．【答案】D7．(多選)(2023·桂林高一檢測)如圖7-10-9所示，高h＝2m的曲面固定不動．一個質(zhì)量為1kg的物體，由靜止開始從曲面的頂點滑下，滑到底端時的速度大小為4m/取10m/s2.在此過程中，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69390111】圖7-10-9A．物體克服摩擦力做功20JB．物體的動能增加了8JC．物體的重力勢能減少了20JD．曲面對物體的支持力對物體不做功【解析】根據(jù)動能定理得mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×1×42J＝8J，B對；其中重力做功WG＝mgh＝1×10×2J＝20J，故重力勢能減少20J，C對；所以摩擦力做功Wf＝8J－20J＝－12J，A錯；支持力始終與物體的速度垂直，故支持力不做功，D對．【答案】BCD8．在質(zhì)量為kg的重物上安裝一極輕的細棒(設(shè)細棒足夠長)，如圖7-10-10所示的那樣，用手在靠近重物處握住細棒，使重物靜止，握細棒的手不動，稍稍減小握力，使手和細棒間保持一定的摩擦力，讓重物和細棒保持一定的加速度下落，在起初的s的時間里，重物落下了m．在此過程中手和細棒之間所產(chǎn)生的熱量是多少？(g取10m/s2)圖7-10-10【解析】由h＝eq\f(1,2)at2a＝eq\f(2h,t2)＝1m/s2由v＝at＝1×m/s＝1m/s由能量守恒mgh＝eq\f(1,2)mv2＋Q熱Q熱＝×10×J－eq\f(1,2)××12J＝J.【答案】J[能力提升]9．足夠長的傳送帶以v勻速傳動，一質(zhì)量為m的小物塊A由靜止輕放于傳送帶上，若小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖7-10-11所示，當小物塊與傳送帶相對靜止時，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()圖7-10-11A．mv2 B．2mv2\f(1,4)mv2 D．eq\f(1,2)mv2【解析】物塊A被放于傳送帶即刻做勻加速直線運動，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg，勻加速過程前進的距離：x1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(v2,2μg)，該時間內(nèi)傳送帶前進距離：x2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝eq\f(v2,μg)，所以物塊相對傳送帶滑動距離：Δx＝x2－x1＝eq\f(v2,2μg)，故產(chǎn)生的內(nèi)能：Q＝μmg·Δx＝μmg·eq\f(v2,2μg)＝eq\f(1,2)mv2，D正確．【答案】D10．兩塊完全相同的木塊A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑的水平桌面上，兩顆同樣的子彈以相同的水平速度射入兩木塊，穿透后子彈的速度分別為vA、vB，在子彈穿透木塊過程中因克服摩擦力產(chǎn)生的熱量分別為QA、QB，設(shè)木塊對子彈的摩擦力大小一定，則()A．vA＞vB，QA＞QBB．vA＜vB，QA＝QBC．vA＝vB，QA＜QBD．vA＞vB，QA＝QB【解析】兩顆同樣的子彈穿透木塊的過程中，摩擦阻力f相同，子彈相對木塊滑動的距離相同，所以摩擦力做功過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝fΔx相同，根據(jù)能量守恒定律有：eq\f(1,2)mv2＝QA＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)eq\f(1,2)mv2＝QB＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋eq\f(1,2)mBv′2由以上兩式可知vA＞vB，綜上所述選項D正確．【答案】D11．(2023·揚州高一檢測)如圖7-10-12所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部足夠長，下部分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為120°，半徑R為m．一個物體在離弧底E高度為h＝m處，以初速度m/s沿斜面運動．若物體與兩斜面的動摩擦因數(shù)為，則物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)一共能走多長路程？(g取10m/s2)【導(dǎo)學(xué)號：69390112】圖7-10-12【解析】由于圓弧面是光滑的，由能量守恒定律知，物體最終在B、C之間擺動，且在B、C兩點時速度為零．設(shè)物體在斜面上運動的總路程為s，物體在斜面上所受摩擦力為f＝μmgcos60°，由能量守恒定律知eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mg[h－R(1－cos60°)]＝μmgscos60°物體在斜面上通過的總路程為s＝eq\f(2g（h－\f(1,2)R）＋veq\o\al(2,0),μg)＝eq\f(2×10×（－）＋,×10)m＝280m.【答案】280m12．如圖7-10-13所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M＝2kg的長木板，木板上表面與固定的光滑弧面相切．一質(zhì)量m＝1kg的小滑塊自弧面上高h處由靜止自由滑下，在木板上滑行t＝1s后，滑塊和木板以共同速度v＝1m/s勻速運動，g取10m/s2.求：圖7-10-13(1)滑塊與木板間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q.【解析】(1)對木板：Ff＝Ma1由運動學(xué)公式，有v＝a1t，解得Ff＝2N.(2)對滑塊：－Ff＝ma2設(shè)滑塊滑上木板時的速度是v0，則v－v0＝a2t，可得v0＝3m/s.由機械能守恒定律有mgh＝