6.2能量的转化与守恒基础巩固（Word版含答案）

6.2能量的转化与守恒基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（　　）
A．化学能转化为电能
B．内能转化为电能
C．化学能转化为光能
D．机械能转化为电能
2．如图所示，木块质量为M，放在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以初速度水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为。设木块离原点s时开始匀速前进，最终速度为ν，则下列判断正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．上面公式均不正确
3．关于能源和能量，下列说法中正确的是（ ）
A．自然界的能量是守恒的，所以地球上能源永不枯竭
B．能源的利用过程中有能量耗散，这表明自然界的能量是不守恒的
C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
4．下列关于能源开发和利用的说法中，正确的是（　　）
A．能源利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．能量是守恒的，因此不需要节约能源
C．能源利用的过程是一种形式的能向另外一种形式的能转化的过 程
D．无论是节约能源还是开发能源，我国都要外国支援
5．如图，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块。弹簧的劲度系数为，物块质量为，物块与桌面之间的滑动摩擦因数为。重力加速度大小为。现以恒力（）将物块自弹簧原长位置开始向右拉动，则系统的势能最大时，弹簧的伸长量为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，忽略空气阻力，则（　　）
A．物体和弹簧刚接触时，物体的动能最大
B．在弹簧被压缩到最低点时，物体处于平衡状态
C．在物体向下压缩弹簧的过程，物体的加速度不断增大
D．在物体向下压缩弹簀的过程，物体的动能与弹簧弹性势能之和不断增加
7．如图所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以不变的速率运行。将质量为的物体（可视为质点）轻轻放在传送带左端，经时间后，的速度变为，再经过时间后，到达传送带右端，则整个过程（　　）
A．物体由传送带左端到右端的平均速度为
B．传送带对物体做的功为
C．放上物块后，电动机多消耗的电能为
D．传送带与物体间摩擦而产生热量为
8．2019年“山东舰”正式服役，标志着我国进入双航母时代，如图，“山东舰”正在沿直线航行，其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力大小恒为f，某时刻速度为、加速度为，一段时间t后速度变为（），在这段时间内位移为x。下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．下列关于能量耗散的说法中不正确的是（　　）
A．能量耗散导致能量品质的降低
B．能量耗散是指耗散在环境中的内能很难被人类利用
C．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律
D．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的
10．如图，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（　　）
A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速
B．该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，动能逐渐增加
C．该卫星在轨道3的动能大于在轨道1的动能
D．该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度大小等于在轨道2上Q点的加速度大小
11．如图所示，一处于自然长度的轻弹簧左端固定，右端连接一物块。弹簧的劲度系数为k，物块质量为m，物块与桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，现以恒力F（F＞μmg）将物块拉动位移x，则拉动过程中（　　）
A．物块向右做匀加速直线运动至速度达到最大
B．当物块的速度v=0时，物块将保持静止
C．当F=μmg+kx时，弹簧的弹性势能和动能均达到最大值
D．当F<μmg+kx时，物块的速度与加速度方向可能相反
12．如图所示装置中，木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（　　）
A．子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能
B．弹簧、木块和子弹组成的系统机械能不守恒
C．在木块压缩弹簧过程中，木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力
D．在弹簧压缩到最短的时刻，木块的速度为零，加速度也为零
13．一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。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
14．如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径水平，质点与半圆轨道的动摩擦因数处处一样，当质点从点正上方高处自由下落，经过轨道后从点冲出竖直上升，上升的最大高度为，空气阻力不计。当质点首次从点上方下落时，下列说法正确的是（　　）
A．质点不能从点冲出半圆轨道
B．质点能从点冲出半圆轨道，但上升的最大高度
C．质点能从点冲出半圆轨道，但上升的最大高度
D．无法确定能否从点冲出半圆轨道
15．如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2）（　　）
A．8m B．9m C．10m D．11m
二、填空题（共4题）
16．除了应合理开发和节约使用______等常规能源外，还要大力开发新能源，主要新能源有______。
17．太阳能的主要利用方式是太阳电池进行______。
18．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达，年发电量.若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为_______kg.
19．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S。
（1）小钢球从桌子边缘水平飞出时的速度大小是多少？________。（用h、S、g表示）
（2）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m，桌面离地面高度h，水平距离S，重力加速度g等物理量的表达式：________。
三、综合题（共3题）
20．如图所示，地面上固定一倾角为θ=37°的光滑斜面，斜面底端固定一挡板，一轻质弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至B点，初始时刻，物块a在外力的作用下被压至E点，BE=2m，撤去外力后，物块a沿斜面从B点射出，到达传送带右端时速度恰好水平向左，大小=4m/s，并与随传送带一起运动的物块b相碰后粘在一起向左运动，其中物块a、b质量均为m=1kg，传送带长为L=4m，始终以v=1m/s的速度顺时针转动，物块和传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
(1)初始时刻的弹性势能；
(2)ab在传送带上运动时产生的划痕长度；
(3)由于传送物块电动机需要多消耗的电能。
21．在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示，将一质量为0.1kg的小滑块放在O点，用弹射装置由将其静止弹出，球沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动，BC段为一段长短可调的粗糙平面，DEFG为接球槽，接槽EF的长度为d=2.5m，DE和FG的高度忽略不计。圆弧OA和AB的半径分别为r=0.2m，R=0.4m，小滑块与BC段的动摩擦因数=0.4，C点离接槽的高度为h=1.25m，水平距离为x=0.5m，g取10m/s2。求：
(1)要使小滑块恰好不脱离圆轨道，小滑块在B位置对半圆轨道的压力多大？
(2)在上一问中，假设小滑块恰好静止在C处，则BC段粗糙水平面长度为多少？
(3)假设轨道长度调节至L′=2m，要使小滑块始终能落入槽中，弹射装置的弹性势能需要满足什么条件？
22．一根轻质细绳绕过轻质定滑轮，右边穿上质量M=3kg的物块A，左边穿过长L=2m的固定细管后下端系着质量m=1kg的小物块B，物块B距细管下端h=0.4m处，已知物块B通过细管时与管内壁间的滑动摩擦力F1=10N，当绳中拉力超过F2=18N时物块A与绳之间就会出现相对滑动，且绳与A间的摩擦力恒为18N．开始时A、B均静止，绳处于拉直状态，同时释放A和B．不计滑轮与轴之间的摩擦，g取10m/s2．求：
（1）刚释放A、B时绳中的拉力；
（2）B在管中上升的高度及B上升过程中A、B组成的系统损失的机械能；
（3）若其他条件不变，增大A的质量，试通过计算说明B能否穿越细管．
参考答案
1．D
2．D
3．D
4．C
5．C
6．D
7．C
8．B
9．C
10．D
11．D
12．B
13．D
14．B
15．B
16．煤炭、石油、天然气 太阳能、风能、地热能、海洋能、核能、氢能
17．光伏发电
18．
19．
20．(1)24.5J；(2)0.625m；(3)5J
21．(1) (2) (3)
22．（1）15N；（2）hB=1m，EAB=64J；（3）当mA≥9kg时，B在圆管中上升的最大高度为1.6m，所以不能穿出圆管．