6.1能量的多种形式 自主提升过关练（Word版含答案）

6.1能量的多样化 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．利用起重机匀速吊起重物，若此时起重机的功率80kW，（不计空气阻力）它表示了（　　）
A．重物每秒钟机械能增加8×104J B．重物每秒钟动能增加8×104J
C．重物的合外力每秒钟所受做功为8×104J D．起重机每秒钟有8×104J 其他形式能量被损耗
2．如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中（　　）
A．动能减少，势能增加 B．动能不变，势能增加
C．动能减少，势能不变 D．动能不变，势能减少
3．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（　　）
A．水能、石油、核燃料
B．风能、煤炭、天然气
C．煤炭、石油、天然气
D．风能、水能、太阳能
4．日常生活中，处处有物理，下列分析正确的是（　　）
A．汽车关闭发动机后会停下来，说明物体的运动需要力来维持
B．自行车的飞轮上安装了滚动轴承是为了减小摩擦
C．跳高运动员能跳起是因为克服了重力
D．鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
5．如图所示，某同学用细线吊着质量为的小球做圆锥摆运动，摆长为，摆线与竖直方向的夹角，若该同学通过细线对小球做功，使摆线与竖直方向的夹角增大为，小球仍做圆锥摆运动，重力加速度为。此过程保持悬点的高度不变，则该同学通过细线对小球做的功为（　　）
A． B．
C． D．
6．下列家用电器工作时，主要利用电流热效应的是（　　）
A．节能灯 B．吸尘器 C．电冰箱 D．电熨斗
7．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是 （　　）
A．在自然界中不是所有能量都能利用
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的
C．物体发生热传递时，热传递的方向从高温物体到低温物体
D．物体发生热传递时，热传递的方向从内能多的物体到内能少的物体。
8．下列说法正确的是（　　）
A．光电效应表明光子具有波动性
B．在核反应过程中，系统的动量守恒，能量不守恒
C．在核反应中，X是质子，这个反应过程叫衰变
D．处于能级上的一群氢原子向低能级跃迁，最多能够产生3条谱线
9．下列过程中属于内能转化为机械能的是（ ）
A．爆竹燃放后腾空飞起 B．人们在阳光下取暖
C．用酒精灯给水加热 D．反复弯折一根铁丝
10．在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，这说明（　　）
A．动能可以凭空产生 B．不同形式的能可以相互转化
C．可以制造出不需要消耗能量的“永动机” D．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源
11．如图所示，质量为m的物体A与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ。用力F拉着物体A从斜面底端匀速运动到斜面顶端。要使力F做功最少，则力F与斜面间的夹角应是（　　）
A．0 B． C． D．
12．近几年有轨电车在我国多个城市开通试运营。这种电车采用超级电容器作为电能存储设备，安全环保。给该车充电的充电桩安装在公交站点，在乘客上下车的时间里可把电容器充满。假设这种电车的质量（含乘客）为，以速度正常匀速行驶时，一次充满可持续正常行驶，电车受到的平均阻力为车重的0.02倍，充电桩电能最终转化为电车机械能的效率为，则（　　）
A．该电车正常匀速行驶时，电动机输出功率为
B．连接充电桩充电时，超级电容器将电能转化为化学能
C．连接充电桩充电时，加在超级电容器两端的电压应高于其额定电压
D．若某次进站从接近没电到充满电，电车从充电桩所获得的电能约为
13．下列对能量的转化和守恒定律的认识正确的是( )
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．只要科技不断进步，将会制作出“不消耗任何能源而工作的机械”
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
14．下列过程中，可能实现的是（　　）
A．水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能
B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高
C．利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能转化为机械能
D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来
15．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”．如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权．关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是(　　)
A．不符合理论规律，一定不可能实现
B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现
D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现
E．“既要马儿不吃草，又要马儿跑”，是根本不可能存在的
二、解答题
16．如图所示，水平传送带右端与半径为R=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q点，传送带以某一速度顺时针匀速转动。将质量为m=0.2kg的小物块轻轻放在传送带的左端P点，小物块随传送带向右运动，经Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5，取g=10m/s2。
(1)求传送带的最小转动速率v0
(2)求传送带PQ之间的最小长度L
(3)若传送带PQ之间的长度为4m，传送带以(1)中的最小速率v0转动，求整个过程中产生的热量Q及此过程中电动机对传送带做的功W
17．踏板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列复杂而优美的动作后入水．将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化．
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
功率是描述做功快慢的物理量，而功是能量转化的量度，根据 可知，起重机的功率80kW，则拉力每秒钟所受做功为8×104J，而除重力外的其他力做功等于机械能增加量，所以重物每秒钟机械能增加8×104J，而动能增加量等于合外力的功，是拉力与重力做功之和，根据能量守恒，起重机每秒钟有8×104J 其他形式能量转化为重物的机械能，故A正确BCD错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
小车沿斜面从A点运动到B点，位置升高，势能增加；小车沿斜面匀速运动，速度大小不变，故小车的动能不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．D
【解析】
煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，风能、水能、太阳能属于可再生能源，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A．汽车关闭发动机后先做减速运动，最后停下来，因为关闭发动机后汽车还会受到地面的摩擦力，而物体的运动不需要力来维持，所以A错误；
B．自行车的飞轮上安装了滚动轴承，滚动轴承内部受滚动摩擦力，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小的多，所以这样做是为了减小摩擦，所以B正确；
C．跳高运动员能跳起的原因是由内部的化学能转化为最终的重力势能和动能，所以C错误；
D．鸡蛋碰石头，是鸡蛋与石头的相互作用，由牛顿第三定律可知，一对相互作用力大小相等，方向相反，所以D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
根据牛顿第二定律分别求解小球在两种情况下的速度；然后根据几何知识判断小球上升的高度，而细线对小球做的功等于小球动能与重力势能的变化量，据此求解。
【详解】
锥角未变化前，运动半径为
细线的拉力和重力的合力充当向心力，故
解得
悬点到小球运动平面的高度为
锥角变化后，小球的运动半径为
根据牛顿第二定律可得
解得
悬点到小球运动平面的高度为
故细线对小球做功为
故选A。
【点睛】
本题的计算量较大，思维需要清晰，一是比较动能的变化，二是比较重力势能的变化。
6．D
【解析】
A．节能灯把电能转化成光，不符合题意，故A错误；
B．吸尘器是利用电动机带动工作的，应用了电流的磁效应，不符合题意，故B错误；
C．电冰箱是利用电动机带动工作的，应用了电流的磁效应，不符合题意，故C错误；
D．电熨斗是利用了电流的热效应，电能转化成内能，符合题意，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．在自然界中不是所有能量都能利用，例如雷电带来的能量，还不能被人类所利用，故A正确；
B．能量的利用是有条件的，也是有代价的，例如利用核能来发电，一旦核泄漏造程度的后果将不堪想象，故B正确；
CD．物体发生热传递时，热传递的方向从高温物体到低温物体，而不一定是从内能多的物体到内能少的物体，选项C正确，D错误。
此题选择不正确的选项，故选D。
8．D
【解析】
【详解】
A．光电效应表明光子具有粒子性，并不是波动性，故A错误；
B．在核反应过程中，此过程系统的外力远小于内力，系统的动量是守恒的，而依据质能方程，能量也守恒，故B错误；
C．这个反应过程不叫衰变，而是人工合成核反应，故C错误；
D．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时
最多产生3种谱线，故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
A．燃放爆竹时，将内能转化为爆竹的机械能，选项A正确；
B．在阳光下取暖，将太阳的内能转移给了人体，选项B错误；
C．用酒锖灯给水加热，将酒精的化学能转化为水的内能，选项C错误；
D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，将机械能转化为内能，铁丝变热，选项D错误。
故选A。
10．B
【解析】
【详解】
A．能量不可能凭空产生，也不可能凭空消失，故A错误；
B．在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，是由于太阳能转化为电能，电能再转化为小风扇的机械能，说明不同形式的能量可以相互转化；
C．“永动机”不可能实现，故C错误；
D．能量不是取之不尽，用之不竭的，况且有些能量目前我们还无法利用，从而需要节约能源，故D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
对该题若先列出力F做功的表达式，然后讨论出现极值的条件，比较难和麻烦，如果从能的转化与守恒这一角度考虑，则拉力做功为
，
要使拉力做功最小，应使热量最小为零，即物体与斜面间的摩擦力
因此物体只受重力与拉力的作用做匀速运动，此时
与斜面间的夹角为
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．所受阻力
电车匀速行驶，则牵引力
电车正常匀速行驶时的功率
A错误；
B．连接充电桩充电时，超级电容器将电能转化为电场能储存里面，B错误；
C．超级电容器在小于等于额定电压下都能正常工作，C错误；
D．电车每次充满电后持续正常行驶5km，电车做功
电车从充电桩所获得的能量
D正确。
故选D。
13．AB
【解析】
【分析】
能量的转化和守恒定律是指能量在转化和转移中总量保持不变；但能量会从一种形式转化为其他形式．
【详解】
根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，消散，只会从一个物体转移到其他物体上，或从一种形式转化为其他形式，故AB正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器--永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的，故C错误；石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误。
14．BC
【解析】
【详解】
A．机械能可以全部转化为内能，而内能不可能全部转化为机械能，则知水温度自动下降时释放的内能不可能全部转化为机械能，故A错误；
B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高，故B正确；
C．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合热力学第二定律，所以能够实现，故C正确；
D．一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，可知静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能不能转化为物体的动能，使物体运动起来，故D错误。
故选BC。
15．ADE
【解析】
【详解】
维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球增加了机械能；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．故选ADE.
【点睛】能量守恒定律是宇宙自然界普遍适用的一条重要定律，适用与任何情况的自然现象中．
16．（1）5m/s （2）2.5m （3）2.5J 5J
【解析】
【详解】
(1)由题意知，传送带转动速率最小时，小物块到达点已与传送带同速且小物块刚好能到达点，在点有
小物块从点到点，由动能定理得
联立解得
(2)传送带长度最短时，小物块从点到点一直做匀加速运动，到点时刚好与传送带同速，则有
联立解得
(3)设小物块经过时间加速到与传送带同速，则
小物块的位移
传送带的位移
根据题意则有
联立解得
由能量守恒定律可知，电动机对传送带做功
代入数据解得
17．见解析
【解析】
【详解】
跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程运动员将身体储存的化学能转化为跳板的(弹性)势能，然后再将这一(弹性)势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳板上升的过程，动能逐渐转化为(重力)势能；当运动员从最高点下降时，(重力)势能逐渐减小，运动员的动能逐渐增大，所以此过程是(重力)势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力的作用，运动员的(重力)势能和动能都要减小，这部分能量最终转化为水的内能．
试卷第1页，共3页