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2019-2020年高中物理 7.10能量守恒定律與能源課時作業(yè) 新人教版必修2 1．關于能量和能源，下列說法中正確的是(　　) A．由于自然界的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源 B．在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少 C．能量耗散說明能量在轉化過程中沒有方向性 D．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造 [答案]　B [解析]　自然界的總能量是守恒的，能量只能從一種形式轉化為另一種形式或從一個物體轉移到別的物體，能量不可能被創(chuàng)造；在利用能源的過程中，能量在數(shù)量上并未減少，能量耗散使能量的利用品質降低了，能量轉化具有方向性，因此要節(jié)約能源，故B正確，A、C、D錯誤． 2．(xx大慶高一檢測)下列現(xiàn)象中，物體動能轉化為勢能的是(　　) A．秋千由最高點蕩向最低點 B．張開的弓把箭水平射出去 C．騎自行車勻速駛上斜坡 D．正在騰空上升的禮花彈 [答案]　D [解析]　秋千由最高點蕩向最低點是重力勢能轉化為動能；張開的弓把箭水平射出去是彈性勢能轉化為動能；騎自行車勻速駛上斜坡是人體內的化學能轉化為重力勢能；正在騰空上升的禮花彈是動能轉化為重力勢能，故只有D正確． 3．有關功和能，下列說法正確的是(　　) A．力對物體做了多少功，物體就具有多少能 B．物體具有多少能，就一定能做多少功 C．物體做了多少功，就有多少能量消失 D．能量從一種形式轉化為另一種形式時，可以用功來量度能量轉化的多少 [答案]　D [解析]　功是能量轉化的量度，即物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化；并非力對物體做了多少功，物體就具有多少能；也非物體具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B錯誤．做功的過程是能量轉化的過程，能量在轉化過程中總量守恒并不消失，所以C錯誤．正確選項是D. 4．(xx銀川高一期末)關于能源的開發(fā)和利用，下列觀點不正確的是(　　) A．能源是有限的，無節(jié)制地使用常規(guī)能源，是一種盲目的短期行為 B．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的 C．能源的開發(fā)和利用，必須同時考慮其對生態(tài)環(huán)境的影響 D．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機、加強環(huán)境保護的重要途徑 [答案]　B [解析]　在能源的利用過程中，雖然能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了．所以，我們要節(jié)約能源，保護環(huán)境． 5．關于“能量耗散”的下列說法中，正確的是(　　) ①能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量耗散；②能量在轉化過程中變少的現(xiàn)象叫做能量耗散；③能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量守恒；④能量耗散表明，各種能量在不轉化時是守恒的，但在轉化時是不守恒的． A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ [答案]　A [解析]　自然界中各種能量的總和是一定的，各種能量的轉化是守恒的，只不過有些能量在轉化后，不能再回收利用了，故正確答案為A. 6．一質量均勻的不可伸長的繩索(其重力不可忽略)A、B兩端固定在天花板上，如圖所示，今在最低點C施加一豎直向下的力將繩拉至D點，在此過程中繩索AB的重心位置將(　　) A．逐漸升高 B．逐漸降低 C．先降低后升高 D．始終不變 [答案]　A [解析]　由功能關系可知，拉力對繩做正功，機械能增加，而動能初、末狀態(tài)均為零，所以繩的重力勢能增加，重心升高，故A對． 7．(xx合肥高一檢測)質量為m的物體在豎直向上的拉力F的作用下從靜止出發(fā)以2g的加速度勻加速上升h，則(　　) A．物體的機械能增加3mgh B．物體的重力勢能增加mgh C．物體的動能增加Fh D．物體在上升過程中機械能守恒 [答案]　AB [解析]　由F－mg＝2mg，得拉力F＝3mg，機械能的增加等于拉力F做的功，即WF＝Fh＝3mgh，A對，D錯．重力勢能的增加等于克服重力做的功mgh，B對．動能的增加等于合力做的功，即W合＝m2gh＝2mgh＝Fh，C錯． 8．(xx衡水高一檢測)2012年3月24日在國際泳聯(lián)大獎賽北京站中，中國選手何沖在男子3米板決賽中獲得冠軍．若何沖的質量為m，他入水后受到水的阻力而做減速運動，設水對他的阻力大小恒為F，在水中下降高度h的過程中，他的(g為當?shù)刂亓铀俣?(　　) A．重力勢能減少了mgh B．動能減少了Fh C．機械能減少了(F＋mg)h D．機械能減少了Fh [答案]　AD [解析]　重力勢能的減少量等于重力做的功mgh，A對．動能的減少量等于克服合力做的功，為(F－mg)h，B錯．機械能的減少量等于克服阻力F做的功Fh，C錯，D對． 9．足夠長的傳送帶以速度v勻速傳動，一質量為m的小物體A由靜止輕放于傳送帶上，若小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，當物體與傳送帶相對靜止時，轉化為內能的能量為(　　) A．mv2 B．2mv2 C.mv2 D.mv2 [答案]　D [解析]　物體A被放于傳送帶上做勻加速直線運動，加速度a＝＝μg，勻加速過程前進的距離x1＝＝. 該時間內傳送帶前進的距離x2＝vt＝v＝. 所以物體相對傳送帶滑動距離Δx＝x2－x1＝， 故產生的內能為Q＝μmgΔx＝μmg＝mv2，D正確． 10．如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，產生的熱量為Q1；第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動，F(xiàn)做的功為W2，產生的熱量為Q2，則應有(　　) A．W13v0 [答案]　A [解析]　小球落在b點水平位移x1＝v0t1，小球落在c點水平位移x2＝vt2，因a、b、c三點等距，則x2＝2x1，由t＝知t2>t1，所以v0rA可知vB>vA，A錯誤；向心加速度a＝ω2r，因ω相等r不等，故a不相等，B錯誤；水平方向mgtan θ＝mω2r，即tan θ＝，因rB>rA，故θB>θA，C錯誤；豎直方向Tcos θ＝mg，繩子拉力T＝，因θB>θA，故TB>TA，D正確． 第Ⅱ卷(非選擇題　共52分) 二、填空題(本大題共3小題，共14分．將答案填寫在題中橫線上或按題目要求做答) 13．(4分)如圖所示，輕繩通過定滑輪拉動物體，使其在水平面上運動．若拉繩的速度為v0，當繩與水平方向夾角為θ時，物體的速度v為________．若此時繩上的拉力大小為F，物體的質量為m，忽略地面的摩擦力，那么，此時物體的加速度為________． [答案]　　 [解析]　物體的運動(即繩的末端的運動)可看做兩個分運動的合成：(1)沿繩的方向被牽引，繩長縮短，縮短的速度等于v0；(2)垂直于繩以定滑輪為圓心的擺動，它不改變繩長．即速度v分解為沿繩方向和垂直繩方向的分速度，如圖所示，vcos θ＝v0，v＝. 拉力F產生豎直向上拉物體和水平向右拉物體的效果，其水平分量為Fcos θ，加速度a＝. 14．(4分)如圖是某次實驗中用頻閃照相方法拍攝的小球(可視為質點)做平拋運動的閃光照片．如果圖中每個方格的邊長l表示的實際距離和閃光頻率f均為已知量，那么在小球的質量m、平拋的初速度大小v0、小球通過P點時的速度大小v和當?shù)氐闹亓铀俣戎礸這四個未知量中，利用上述已知量和圖中信息(　　) A．可以計算出m、v0和v B．可以計算出v、v0和g C．只能計算出v0和v D．只能計算出v0和g [答案]　B [解析]　在豎直方向：Δy＝5l－3l＝gT2，可求出g；水平方向：v0＝＝，且P點豎直方向分速度vy＝＝，故P點速度大小為：v＝；但無法求出小球質量m，故B正確． 15．(6分)在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，通過描點法畫出小球平拋運動軌跡，并求出平拋運動初速度．實驗裝置如圖甲所示． (1)實驗時將固定有斜槽的木板放在實驗桌上，實驗前要檢查木板是否水平，請簡述你的檢查方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)關于這個實驗，以下說法正確的是(　　) A．小球釋放的初始位置越高越好 B．每次小球要從同一高度由靜止釋放 C．實驗前要用重垂線檢查坐標紙上的豎線是否豎直 D．小球的平拋運動要靠近但不接觸木板 (3)某同學在描繪平拋運動軌跡時，得到的部分軌跡曲線如圖乙所示．在曲線上取A、B、C三個點，測量得到A、B、C三點間豎直距離h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三點間水平距離x1＝x2＝12.40 cm，取g＝10 m/s2，則小球平拋運動的初速度大小為________ m/s.(保留三位有效數(shù)字) [答案]　(1)將小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否靜止(或用水平儀檢查木板是否水平) (2)BCD　(3)1.24 [解析]　(3)由于x1＝x2，則tAB＝tBC.在豎直方向，h1和h2為連續(xù)相等時間內發(fā)生的位移，則h2－h(huán)1＝gt2，所以t＝0.1 s，平拋運動的初速度v0＝＝1.24 m/s. 三、計算題(本大題共4小題，共38分．解答應寫出必要的文字說明、方程式或重要演算步驟，有數(shù)值計算的題目應寫出數(shù)值和單位，只寫出最后答案的不能得分) 16．(8分)質量m＝2 kg的物體在光滑平面上運動，其分速度vx和vy隨時間變化的圖線如圖甲、乙所示，求： (1)t＝8 s時物體的位移； (2)物體的加速度及合力． [答案]　(1)28.84 m　方向與x軸正方向之間夾角的正切tan θ＝　(2)0.5 m/s2　1 N [解析]　(1)t＝8 s時，x＝v0t＝38 m＝24 m， y＝ayt2＝0.582 m＝16 m 合位移s＝＝ m＝28.84 m 方向與x軸正方向之間夾角的正切tan θ＝. (2)由圖象知物體的加速度a＝ay＝0.5 m/s2，方向沿y軸正方向 又m＝2 kg 所以物體受到的合力F＝ma＝may＝1 N， 方向沿y軸正方向． 17．(8分)平拋一物體，當拋出1 s后它的速度方向與水平方向成45，落地時速度方向與水平方向成60，求： (1)初速度大??； (2)開始拋出時距地面的高度； (3)水平射程．(取g＝10 m/s2) [答案]　(1)10 m/s　(2)15 m　(3)17.32 m [解析]　(1)如圖所示，作出平拋運動軌跡上這兩個時刻的速度分解圖.1 s時，速度方向與水平方向成45，說明v0＝vy1，而vy1＝gt1，解得v0＝10 m/s. (2)落地時速度的豎直分量 vy2＝v0tan 60＝v0＝10 m/s 由v＝2gh得h＝＝ m＝15 m. (3)由h＝gt得t2＝＝ s＝ s 水平射程x＝v0t2＝10 m≈17.32 m. 18．(10分)在用高級瀝青鋪設的高速公路上，汽車的設計時速是108 km/h，汽車在這種路面上行駛時，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍．如果汽車在這種高速公路的水平彎道上拐彎，假設彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？事實上在高速公路的拐彎處，路面造得外高內低，路面與水平面間的夾角為θ，且tan θ＝0.2；而拐彎路段的圓弧半徑R＝200 m．若要使車輪與路面之間的側向摩擦力等于零，則車速v應為多少？(取g＝10 m/s2) [答案]　150 m　20 m/s [解析]　汽車在水平路上的速度v0＝108 km/h＝30 m/s，汽車拐彎的向心力由地面對汽車的摩擦力提供，靜摩擦力最大時，汽車拐彎的半徑最小，即Fm＝m， 所以最小半徑r?。剑剑?50 m 汽車在高速路上拐彎的向心力Fn＝mgtan θ， 而Fn＝m，所以mgtan θ＝m v＝＝ m/s＝20 m/s. 19．(12分)如圖所示，半徑為R、內徑很小的光滑半圓管置于豎直平面內，兩個質量均為m的小球A、B，以不同的速度進入管內，A通過最高點P時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點P時，對管壁下部的壓力為0.75mg，求A、B兩球落地點間的距離． [答案]　3R [解析]　在最高點，小球A受到重力和向下的壓力，如圖所示．根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式得 mg＋FN＝m，即mg＋3mg＝m 則vA＝2 在最高點，小球B受到重力和向上的壓力，如圖所示．根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式得 mg－FN′＝m，即mg－0.75mg＝m 則vB＝ A、B兩小球都做平拋運動，水平方向上 x＝v0t 豎直方向上 2R＝gt2 則A、B兩球落地點間的距離 Δx＝vAt－vBt＝(2－) 所以Δx＝3R