人教版高一物理必修2课时提升精品练习：7.10能量守恒定律与能源(解析版)

（精心整理，诚意制作）7.10 能量守恒定律与能源每课一练（人教版必修2）1．关于功和能，下列说法中正确的是( )A．功和能的单位相同，物理意义也相同B．物体未对外做功，这个物体就不具有能量C．物体对外做功多，这个物体具有的能量就多D．功和能不能相互转化，是不同的两个物理量2．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3．下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )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——永动机不可能制成D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了4．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将( )A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低5．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量6.图2一质量均匀且不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图2所示．今在最低点C施加一竖直向下的力将绳缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置( )A．逐渐升高B．逐渐降低C．先降低后升高D．始终不变7．如图3所示，图3轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )A．(mg－F阻)(H－L＋x)B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)C．mgH－F阻(H－L)D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)8．如图4所示，图4在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在此过程中，以下说法正确的有( )A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量B．木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量9.图5如图5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( )A．外力F做的功等于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C．A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10．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出．关于这一过程，下列说法正确的是( )A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和11．水平传送带以速度v匀速转动，图6一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，如图6所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为( )A．mv2B．2mv2C.14mv2D.12mv2题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案12.图7如图7所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速度地轻放到木块右端．小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，此时长木块对地位移为l.求这个过程中：(1)小铁块增加的动能；(2)木块减少的动能；解析画出这一过程两物体的位移示意图，如图所示．(1)小铁块与长木块相对静止时的速度为v，则根据动能定理有μmg(l－L)＝1 2m v2－0，其中(l－L)为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE k m＝μmg(l－L)．说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量．(2)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系ΔE k M＝－μmgl，即木块减少的动能等于其克服摩擦力做的功，为μmgl.(3)系统机械能的减少量等于木块减小的动能减去小铁块增加的动能ΔE＝μmgl－μmg(l－L)＝μmgL(4)m、M间相对滑动的位移为L，根据能量守恒定律，知Q＝μmgL，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量．。

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【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另一个物体，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．【答案】 B2．(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量【解析】这四个现象中物体运动过程中都受到运动阻力，汽车主要受摩擦阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁形下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A对；四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化为其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D对．故A、D选项正确．【答案】AD3．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，又不让马儿吃草”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】即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，永动机违背了能量转化和守恒定律，所以永动机是永远不可能制成的，A错；太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万物生长．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能，C 对；所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动．如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D 错．【答案】 C4．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示的是每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程消耗能量.一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106J)的能量可行驶30 km ；一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ 的能量可行驶100 km ，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A ．6∶1B ．12∶5C ．24∶1D ．48∶7 【解析】 由题给信息可知：电动自行车的客运效率/轿车的客运效率＝1×30 km/1 MJ∶(4×100 km/320 MJ)＝24∶1，故选C.【答案】 C图7­10­95．如图7­10­9所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( )A.116mghB.18mgh C.14mgh D.12mgh【解析】 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能．如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确． 【答案】 A6．(多选)(2014·伊犁高一期末)如图7­10­10所示，在光滑水平面上放一辆小车，小车的左端放一只箱子，在水平恒力F 作用下，将箱子从小车右端拉出，如果第一次小车被固定于地面，第二次小车不固定，小车在摩擦力作用下可沿水平面运动，在这两种情况下( )图7­10­10A ．摩擦力大小不相等B ．F 所做的功不相等C ．摩擦产生的热量相等D ．箱子增加的动能相等【解析】 小车固定时，箱子的位移等于小车的长度，设为L ；小车不固定时，小车相对地面的位移设为x ，则箱子的位移为x ＋L .两种情况下，滑动摩擦力f 都等于μmg ，F 做的功分别为W 1＝FL ，W 2＝F (x ＋L )；摩擦产生的热量Q 都等于fL ；箱子增加的动能分别为ΔE k1＝(F －f )L ，ΔE k2＝(F －f )×(s ＋L )．故选项B 、C 正确．【答案】 BC7. (多选)(2014·周口高一检测)如图7­10­11所示，在2008年奥运会上，跳水项目是我国运动员的强项．质量为m 的跳水运动员进入水中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 ，那么在他减速下降高度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )图7­10­11A ．他的动能减少了FhB ．他的重力势能减少了mghC ．他的机械能减少了(F －mg )hD ．他的机械能减少了Fh【解析】 W 合＝－(F －mg )h ，所以动能减少(F －mg )h ；W G ＝mgh ，重力势能减少mgh ，除重力以外其他力做功W ＝－Fh ，所以机械能减少Fh ，故B 、D 正确．【答案】 BD8．(多选)(2014·泰安高一检测)质量为4 kg 的物体被人由静止开始向上提升0.25 m 后速度达到1 m/s ，(g 取10 m/s 2)则下列判断正确的是( )A ．人对物体传递的功是12 JB ．合外力对物体做功2 JC ．物体克服重力做功10 JD ．人对物体做的功等于物体增加的动能【解析】 人提升物体的过程中，人对物体做了功，对物体传递了能量，不能说人对物体传递了功，A 错误；人做功即除重力以外的其他力对物体做功等于物体机械能的改变量，W 人＝mgh ＋12mv 2＝12 J ，D 错误；合外力对物体做的功(包括重力)等于物体动能的变化，W 合＝12mv 2＝2 J ，B 正确；物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，W G ＝mgh ＝10 J ，C 正确．【答案】 BC9.如图7­10­12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7­10­12A ．机械能损失了mghB ．动能损失了mghC ．动能损失了12mgh D ．机械能损失了12mgh 【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：mg sin 30°＋F f ＝mg ，F f ＝12mg . 摩擦力做功为：W f ＝－F f ·2h ＝－mgh ，机械能损失mgh ，故A 正确，D 错误；由动能定理得ΔE k ＝－mgh －mgh ＝－2mgh ，即动能损失了2mgh ，故B 、C 错．【答案】 A10．(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )A ．卫星的动能逐渐减小B ．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C ．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D ．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小【解析】 卫星半径减小时，分析各力做功情况可判断卫星能量的变化．卫星运转过程中，地球的引力提供向心力，G Mm r 2＝m v 2r，受稀薄气体阻力的作用时，轨道半径逐渐变小，地球的引力对卫星做正功，势能逐渐减小，动能逐渐变大，由于气体阻力做负功，卫星的机械能减小，选项B 、D 正确．【答案】 BD11．风力发电是一种环保的电能获取方式．设计每台风力发电机的功率为40 kW.实验测得风的动能转化为电功的效率约为20%，空气的密度是1.29 kg/m 3，当地水平风速约为10 m/s ，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？【解析】 设叶片长度为r ，则叶片转动的面积S ＝πr 2.取时间t 内作用到横截面积为S 的面积上的空气流为研究对象，则这部分空气流的质量为m ＝ρV ＝ρ·Svt .空气流的动能为E k ＝12mv 2＝12ρSv 3t ，则电功率P ＝E k ×20%t ＝110ρπr 2v 3. 得r ＝10Pρπv3＝9.94 m ，所以叶片长度约为9.94 m. 【答案】 9.94 m12．如图7­10­13所示，在光滑水平地面上放置质量M ＝2 kg 的长木板，木板上表面与固定的光滑弧面相切．一质量m ＝1 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t ＝1 s 后，滑块和木块以共同速度v ＝1 m/s 匀速运动，g 取10 m/s 2.求：图7­10­13(1)滑块与木块间的摩擦力大小F f ；(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：F f ＝Ma 1由运动学公式，有v ＝a 1t ，解得F f ＝2 N.(2)对滑块：－F f ＝ma 2设滑块滑上木板时的速度是v 0，则v －v 0＝a 2t ，v 0＝3 m/s.由机械能守恒定律有mgh ＝12mv 20， h ＝v 202g ＝322×10m ＝0.45 m. (3)根据功能关系有：Q ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2 ＝12×1×32 J －12×(1＋2)×12 J ＝3 J.【答案】 (1)2 N (2)0.45 m (3)3 J。

第七章机械能守恒定律第10节能量守恒定律与能源知识一、能量守恒定律1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从________为另一种形式，或者从一个物体________，在转化或转移的过程中，________保持不变。

2．建立定律的两个重要事实（1）确认了________的不可能性；（2）各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

二、能源和能量耗散1．能源：能源是人类社会活动的物质基础，人类对能源的利用大致经历了三个时期，即________、________、石油时期。

2．能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。

如电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成________，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的________，我们无法把这些内能收集起来重新利用。

这种现象叫做能量的________。

3．能量转化的方向性：能量的耗散从________的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。

4．能源危机的含义：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上________了，从便于利用的变成________的了。

一种形式转化转移到别的物体能量的总量永动机柴薪时期煤炭时期内能和光能内能耗散能量转化降低不便利用重点对应不同形不同的力做功定量关系式能的变化合外力做功动能变化W合=E k2–E k1=∆E k重力做功重力势能变化重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加，W G = –∆E p = E p1–E p2弹簧弹力做功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加，W F = –∆E p = E p1–E p2 只有重力、弹力做功不引起机械能变化机械能守恒，∆E =0 除重力和弹力之外的力做功机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少，W =∆E 一对相互作用的滑动摩擦力做的总功 内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加Q =fs 相对注意：功和能的关系可以从以下三个层次来理解和把握：（1）能量有多种不同的形式，且不同形式的能量可以相互转化；（2）不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程；（3）做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度。

功能关系的应用[基础练]一、选择题1．(20xx·温州高一检测)如图所示.质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面.其运动的加速度为3 4g.此物体在斜面上上升的最大高度为h.则在这个过程中物体()A．重力势能增加了34 mghB．动能损失了12 mghC．动能损失了mghD．动能损失了32 mgh2．[多选]如图所示.一质点在重力和水平恒力作用下.速度从竖直方向变为水平方向.在此过程中.质点的()A．机械能守恒 B．机械能不断增加C．重力势能不断增加 D．动能一直不变3．“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一.其构造如图所示.橡皮筋两端点A、B固定在把手上.橡皮筋ACB恰好处于原长状态.在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸.一手执把.另一手将弹丸拉至D点放手.弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去.打击目标.现将弹丸竖直向上发射.已知E是CD中点.则()A．从D到C.弹丸的机械能守恒B．从D到C.弹丸的动能一直在增大C．从D到C.弹丸的机械能先增大后减小D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能4．用电梯将货物从六楼送到一楼的过程中.货物的v­t图象如图所示。

下列说法正确的是()A．前2 s内货物处于超重状态B．最后1 s内货物只受重力作用C．货物在10 s内的平均速度是1.7 m/sD．货物在2～9 s内机械能守恒5．如图所示.劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上.一个小物块(可视为质点)从A点以初速度v0向左运动.接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零.弹簧始终在弹性限度内。

AC两点间距离为L.物块与水平面间动摩擦因数为μ.重力加速度为g.则物块由A点运动到C点的过程中.下列说法正确的是()A．弹簧和物块组成的系统机械能守恒B．物块克服摩擦力做的功为 12 mv20C．弹簧的弹性势能增加量为μmgLD．物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和二、非选择题6．(20xx·仙桃高一检测)如图所示.竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向.且与一位于同一竖直面内、半径R＝0.40m的光滑圆弧轨道平滑连接。

10.能量守恒定律与能源基础巩固1.关于能量和能源,下列说法正确的是()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另一个物体,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,能量转化具有方向性。

答案:B2.不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。

如图所示的现象中在能量转化方面的共同点是()A.物体的机械能转化为其他形式的能量B.物体的动能全部转化为重力势能C.其他形式的能量转化为物体的机械能D.物体的重力势能转化为其他形式的能量解析:题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量,选项A正确。

答案:A3.下列现象属于能量耗散的是()A.利用水流能发电产生电能B.电能在灯泡中变成光能C.电池的化学能变成电能D.火炉把屋子烤暖解析:能量耗散主要指其他形式的能量最终转化为环境的内能后,不能再被收集起来重新利用。

答案:D4.在体育比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项。

质量为m的跳水运动员进入水中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,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A.他的动能减少了FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了(F-mg)hD.他的机械能减少了Fh解析:由动能定理,ΔE k=mgh-Fh,动能减少了Fh-mgh,选项A错误;他的重力势能减少了mgh,选项B 错误;他的机械能减少了ΔE=Fh,选项C错误,D正确。

答案:D5.(多选)某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中,重力做功W1,空气阻力做功W2,人对物体做功W3,取地面重力势能为零,则()A.物体的重力势能等于-W1B.物体的动能等于W3-W2-W1C.物体的动能等于W3+W2+W1D.物体的总机械能等于W3解析:根据功能关系,重力势能的变化等于重力做功的负值,选项A正确;物体动能的变化等于合外力做的总功,即ΔE k=W3+W2+W1,选项C正确,B错误;物体机械能的变化等于除去重力之外其他力做的功,即ΔE=W3+W2,选项D错误。

课时提升作业(十七)能量守恒定律与能源一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。

多选题已在题号后标出)1.(多选)(2014·盐城高一检测)下列关于功和能的说法,正确的是( )A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B.合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用势能,其大小与势能零点的选取有关D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量【解析】选B、C。

任何情况下,物体重力势能的减少量都等于重力做的功,A错。

由动能定理知,B对。

重力势能是物体与地球共有的,重力势能具有相对性,大小与参考平面,即势能零点的选取有关,C对。

只有在机械能守恒时,物体动能的减少量才等于它的重力势能的增加量,D错。

2.人们有在房前种树的习惯,夏天大树长出茂密的叶子,为人们挡住炎炎烈日,冬天叶子又会全部掉光,使温暖的阳光照入屋内,可以起到冬暖夏凉的作用。

炎热的夏天,我们在经过有树的地方时,也会感到很明显的凉意,关于树木周围比较凉爽的现象,下列说法中正确的是( )A.树木把大部分太阳光反射出去,使地面温度降低B.树木吸收阳光,使自己温度升高,周围温度降低C.树木吸收阳光,将阳光的能量转化为化学能,使环境温度变低D.白天大树将热量存起来,晚上再将热量放出来,所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热【解析】选C。

植物发生光合作用,消耗掉太阳能转化成化学能,根据能量守恒,阳光的能量被转化成化学能,所以树木下会比较凉爽,故C正确。

3.(2014·新课标全国卷Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf1【解析】选C。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）7.10 能量守恒定律与能源【学业达标训练】1.关于功和能，下列说法正确的是（）A.功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B.功和能虽然是两个不同的物理量，但是功和能可以相互转化C.水对水轮机做了8.9×106 J的功表示水的能量减少了8.9×106 JD.竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J表示石子将5 J的功转化为5 J的重力势能【解析】选C.功和能虽然单位相同，但意义完全不同，功是功，能是能，功和能也不能转化，是两个不同的物理量，A、B错.功是能量转化的量度，水对水轮机做了8.9×106 J的功表示水的能量减少了8.9×106 J,转化成水轮机的能量，C对，石子克服重力做5 J的功表示动能转化成势能5 J，D错.2.下列哪些现象属于能量的耗散（）A.利用水流能发电产生电能B.电能在灯泡中变成光能C.电池的化学能变成电能D.火炉把屋子烤暖【解析】选D.能量耗散主要指其他形式的能量最终转化成环境的内能后，不能再次被收集起来重新利用，故只选D.3.随着科技的发展，节能冰箱不断涌现.有些家用冰箱日耗电0.6度，甚至有的降至0.4度.（老式冰箱日耗电1度以上），下面关于节能冰箱与老式冰箱对比分析中正确的是（）A.节能冰箱做功少，消耗电能多B.节能冰箱做功多，消耗电能少C.节能冰箱做多少功，消耗多少电能D.节能冰箱冷冻、冷藏效率高.【解析】选C、D.由功能关系可知，做多少功，消耗多少电能，A、B错，C对，节能冰箱靠先进的技术，提高了效率，D对.4.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】选C.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，历史上曾出现过各式各样的所谓的永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律.人类只能发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律，违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A错.太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长.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”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走动.如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停的，D错.5.（2010·大庆高一检测）水平地面上平卧一根长L质量为M的匀质棒，把它的一端匀速抬高H（H L），设用手直接作用于棒端抬高时做功W1，用一根弹簧钩住棒端抬至同样高时手做功W2，则（）A.W1=W2B.W1＞W2C.W1＜W2D.不确定【解析】选C.直接作用于棒的一端时W1=ΔEp G，用弹簧钩住升高相同高度时W2=ΔE pG+ΔE p弹，显然W1＜W2.C对，A、B、D错.6.一小滑块放在如图7-10-2所示的固定凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离.若已知在这过程中，拉力F所做功的大小为A（绝对值），斜面对滑块的作用力所做的功大小为B，重力做功大小为C，空气阻力做功的大小为D.当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？滑块的重力势能的改变等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？【解析】根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和，其中有空气阻力做的负功，斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功），因此ΔE k=A-B+C-D.根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力做的功，因此重力势能的改变ΔEp=-C.滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A-B-D.答案：A-B+C-D -C A-B-D【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）1.关于能源的利用中，下列说法不正确的是（）A.自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B.一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度C.煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应D.能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的【解析】选A.自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，必须节约能源，A项错，C、D对.城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，使城市温度升高，B对.2.如图1所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x.在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为（）A.(mg-F阻)（H-L+x）B.mg(H-L+x)-F阻(H-L)C.mgH-F阻(H-L)D.mg(L-x)+F阻（H-L+x）【解析】选A.设物体克服弹力做功为W弹，则对物体应用动能定理得（mg-F阻）（H-L+x）-W弹=ΔE k=0，所以，W弹=（mg-F阻）（H-L+x），即为弹簧具有的弹性势能.3.（2010·福建师大附中高一检测）如图2所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动.设某时刻物块A运动的速度大小为v A，小球B运动的速度大小为v B，轻绳与杆的夹角为θ.则（）A.v A=v B cosθB.v B=v A cosθC.小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D.当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大.【解析】选B、D.B的速度等于A沿绳方向的分速度v B=v A cosθ,A错，B对，下落中B球减小的重力势能等于A球增加的重力势能与A、B增加的动能之和，C错，A上升到与滑轮等高时，B速度为0，B减少的机械能最多，由能量守恒知A机械能最大，D对.4.如图3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（）A.外力F做的功等于A和B动能的增量B.B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C.A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】选B、D.A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即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对地的位移不等，故二者做功不等，C错.对B应用动能定理，W F-W Ff=ΔE kB,即W F=ΔE kB+W Ff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)不等，故A错.5.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑平面上的木块，并从中穿出.对于这一过程，下列说法正确的是（）A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和【解析】选B、D.由能量守恒定律可知对子弹来讲，减少的机械能一是用于木块增加动能，二是用于增加木块和子弹的内能，D对.对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内能，B对，A、C错.二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）6.（10分）如图4所示，质量为m的自行车特技运动员从B点由静止出发，经BC圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t.由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W.空气阻力忽略不计，重力加速度为g，试求：自行车运动员从B到C至少做多少功？7.（2010·沈阳高一检测）（10分）如图5所示，皮带的速度是3 m/s，两圆心距离s=4.5 m，现将m=1 kg 的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.15,电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：（1）小物体获得的动能Ek;（2）这一过程摩擦产生的热量Q；（3）这一过程电动机消耗的电能E是多少？（g=10 m/s2）［探究·创新］8.（10分）在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠“变频空调”，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5至7倍.空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动.这样会频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机.而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电.阅读上述介绍后，探究以下说法中合理的是（）A.变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律B.变频空调运行中做功少,转化能量多C.变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电D.变频空调和定频空调做同样功时，消耗同样电能【探究思路】C、D正确.自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错.功是能量转化的量度，做同样功，消耗同样电能，B错，D对.由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高，C对.。

高中物理学习材料桑水制作能力提升1．(2012·衡水中学高一期中)如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图(乙)所示，则( )A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能答案：C解析：0～t 1时间内小球做自由落体运动，t 1～t 2时间内小球落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t 2时刻到达最低点，动能为0，A 、B 错；t 2～t 3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C 对；t 2～t 3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D 错。

2.(临朐一中12～13学年高一下学期期中)在学校举行的2013年春季运动会上，高一·八班的张明同学在男子100m 的决赛中，勇夺桂冠。

他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心。

如图所示，假设他的质量为m ，在起跑后前进的距离s 内，重心上升高度为h ，获得的速度为v ，阻力做功为W 阻，则在此过程中( )A ．运动员的机械能增加了12mv 2B ．运动员机械能增加了12mv 2＋mghC ．运动员的重力做功为W 重＝mghD ．运动员自身做功 W 人＝12mv 2＋mgh ＋W 阻答案：B3．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。

若已知在这过程中，拉力F 所做的功的大小(绝对值)为A，斜面对滑块作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为C，空气阻力做功的大小为D。

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课时提升卷(二十一)能量守恒定律与能源(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。

每小题至少有一个选项正确)1.关于能源的利用中,下列说法不正确的是()A.自然界中能量守恒,所以不需要节约能源B.一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度C.煤炭和石油产品的燃烧会造成空气污染和温室效应D.能量耗散警示我们应节约能源2.(20xx·临沂高一检测)下列哪些现象属于能量的耗散()A.利用水流能发电产生电能B.电能在灯泡中变成光能C.电池的化学能变成电能D.火炉把屋子烤暖3.对于一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出的过程,下列说法正确的是()A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和4.关于能量转化的说法正确的是()A.举重运动员举起重物的过程,体内的一部分化学能转化为机械能B.电流通过电阻丝使电能转化为内能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功过程是能量转化过程,某过程做了10 J的功,一定有10J的能量发生了转化5.(20xx·宿迁高一检测)如图所示,Q是一个有半圆形轨道的物体,固定在地面上,轨道位于竖直平面内,a、b两端点等高。

金属块P从H高处自由下落,滑过Q从b点竖直上升,到达的最大高度是。

当它再次落下,滑过轨道最低点后()A.恰能到达a点B.能冲出a点C.不能到达a点D.无法确定6.(20xx·大纲版全国卷)如图,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g。

高中物理人教版《必修2》《第七章机械能守恒定律》《第十节能量守恒定律与能源》精品专题课后练习【2】(含答案考点及解析)班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1.一质量为5000kg 的汽车，以额定功率由静止启动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，发动机额定功率为50kW 。

则汽车在此路面上行驶的最大速度为：A ．5m/sB ．7m/sC ．8m/sD ．10m/s【答案】D【考点】高中物理知识点》功和机械能》功和功率【解析】试题分析：当汽车以额定功率行驶时，做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，速度最大，此时牵引力等于阻力，即F=f=kmg=0.1×5000×10N=5000N ；此时的最大速度为：，选项 D 正确。

考点：功率。

2.如图所示，半径为r 的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，圆心O 1在x 轴上，且OO 1等于圆的半径。

虚线MN 平行于x 轴且与圆相切，在MN 的上方存在匀强电场和匀强磁场，电场强度的大小为E 0，方向沿x 轴的负方向，磁感应强度的大小为B 0，方向垂直纸面向外。

两个质量为m 、电荷量为q 的正粒子a 、b ，以相同大小的初速度从原点O 射入磁场，速度的方向与x 轴夹角均为30?。

两个粒子射出圆形磁场后，垂直MN 进入MN 上方场区中恰好都做匀速直线运动。

不计粒子的重力，求：（1）粒子初速度v 的大小。

（2）圆形区域内磁场的磁感应强度B 的大小。

（3）只撤去虚线MN 上方的磁场B 0，a 、b 两个粒子到达y 轴的时间差△t 。

【答案】(1) (2) (3)【考点】高中物理知识点》电磁学》电场》电荷在电场中的偏转【解析】试题分析：（1）粒子进入MN上方后恰好做匀速直线运动，则qvB=qE0粒子的初速度大小(2)如图，由几何关系得粒子作圆周运动的半径R=r由动力学知识可得：，得(3)粒子在圆形磁场中作圆周运动的周期ab两粒子在磁场中运动的时间差由几何关系：；；；；Ab两粒子在电场中做类平抛运动的时间差由几何知识得，两粒子离开圆形磁场区域到进入水平匀强磁场之前做匀速直线运动，两者所用的时间相同。