同步课时精练（六）1.6自然界中的守恒定律（后附解析）

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同步课时精练（六）1.6自然界中的守恒定律（后附解析）
一、单选题
1．关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是(　　)
A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程
B．化石能源的能量归根结底来自于太阳能，因此化石能源永远不会枯竭
C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源
D．随着科学技术的发展，煤炭资源将取之不尽、用之不竭
2．如图所示，轻弹簧一端与墙相连，质量m=2kg的木块沿光滑水平面以v0=5m/s的初速度向右运动，当木块压缩弹簧后速度减为v=3m/s时弹簧的弹性势能是（　　）

A．25J B．9J C．16J D．32J
3．柴油机使柴油燃料在汽缸中燃烧，产生高温高压气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。下列说法正确的是（　　）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
4．如图所示，甲、乙两金属球完全相同，若将两球从相同的初温加热到相同的末温，且不计悬线和支持面的吸热，依据能量守恒的观点可判断（　　）
A．甲球吸热较多 B．乙球吸热较多
C．两球吸热一样多 D．无法比较哪只球吸热较多
5．杭州湾沿岸有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面，某时间内该地的风速为6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机将此圆面内10%的空气动能转化为电能，取π=3，则下列说法错误的是（　　）

A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积7200m3
B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为155.52kJ
C．此风力发电机的发电功率约为15.55kW
D．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来4倍
6．浙江最大抽水蓄能电站2016年在缙云开建，抽水蓄能电站结构如图所示。抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时（如深夜），电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库；另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，再将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用。一抽一放起到了均衡电网负荷的作用。关于抽水蓄能电站下列说法正确的是（　　）
A．抽水蓄能的过程中，能量守恒
B．放水发电的过程中，机械能守恒
C．抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多
D．抽水蓄能电站建成之后，就不会再有能源危机问题了
7．如图所示,高山雪道倾角为 30°，质量为m的运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速滑下，加速度为。在运动员从静止下滑到底端的过程中,下列说法正确的是（ ）

A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员减少的机械能为mgh
C．运动员获得的动能为mgh
D．运动员减少的机械能为mgh
8．如图所示，与水平面平滑连接的固定斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，质量为m的小木块从斜面的顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ，，下列说法正确的是（　　）
A．斜面倾角θ越大，x越大
B．斜面倾角θ越小，x越大
C．若小木块从斜面顶端以初动能滑下，最后在水平面上的B点停下，则
D．若小木块从斜面顶端以初动能滑下，并在A点固定一个挡板，小木块在A点与挡板发生弹性碰撞，则折返后恰能回到斜面顶端
9．民航客机的机舱一般都设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成由同种材料构成的一个安全气囊，安全气囊由斜面和水平薄面组成，机舱中的人可沿斜面滑行到水平薄面上，示意图如图所示。若人从气囊上由静止开始滑下，人与斜面和人与水平薄面间的动摩擦因数均为0.5，斜面与水平面间的夹角为θ=37°，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。要避免人与地面接触而受到伤害，则设计安全气囊时水平面和斜面的长度之比至少为(　　)
A．1：3 B．2：5 C．3：5 D．1：1
二、多选题
10．下列关于能量转化现象的说法中，正确的是（　　）
A．用太阳灶烧水是太阳能转化为内能
B．电灯发光是电能转化为光能
C．核电站发电是电能转化为内能
D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能
11．下列说法中正确的是__________；
A．能量的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律
B．一般来说物体的温度变化时，它的内能都要随之改变
C．有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体
D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
12．固定斜面的倾角θ=，物体A与斜面之间的动摩擦因数，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为4kg，B的质量为2kg，初始时物体A到C点的距离为L=1m，现给A、B一初速度v0=3m/s，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度取g=10m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求此过程中（　　）
A．物体A向下运动到达C点前加速度大小为2.5m/s2
B．物体A向下运动刚到达C点时的速度大小为4m/s
C．弹簧的最大压缩量为0.4m
D．弹簧的最大弹性势能为6J
三、解答题
13．我国自行研制的动车组采用了“再生制动”技术，在车速从200km/h下降到90km/h的过程中可以通过发电机发电，此过程中的能量是如何转化的？为什么要采用这种技术？
14．有一瓶盛的饮料罐，其标签上注有“”的能量参考值。请你估算这瓶饮料的能量相当于一个成年人爬多少层楼所做的功。
15．如图所示，高为的光滑斜面AB，倾角为，底端与水平面BD相连，经过B点时无机械能损失，在水平面末端墙上固定一轻弹簧，水平面BC段粗糙，长度为20m，动摩擦因数为，水平面CD段光滑，且等于弹簧原长，质量为的物块，由斜面顶端A点静止下滑（），求：
（1）物块、弹簧、地球组成的系统是否机械能守恒？请说明理由；
（2）弹簧被压缩具有的最大弹性势能；
（3）物块会在BC端上总共运动多少路程？停在距离C点多远的地方？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，故A错误；化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，故B错误；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，故C正确；无论技术先进与否，煤炭资源不可能取之不尽、用之不竭，故D错误．所以C正确，ABD错误．
2．C
解析：对木块与弹簧组成的系统，由能量守恒定律得：mv02=mv2+EP；解得：EP=16J；答案：C．
3．B
解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在汽缸中燃烧，产生高温高压气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，答案：项B正确，ACD错误。
答案：B。
点拨：联系生活实际，知道节约能源，开发、利用新能源和环境保护之间的关系。
4．B
解析：温度升高，球的体积变大，甲球膨胀后重心下降，重力对甲球做正功，重力势能减少，乙球膨胀后重心上升，重力对乙球做负功，重力势能增加，根据能量守恒可知，乙球吸收的热量大于甲球吸收的热量，B正确，ACD错误；
答案：B。
5．D
解析：AB．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为
每秒流经涡轮机空气的动能约为
故A正确B正确；
C．依题意，风力发动机产生的电功率约为
故C正确；
D．风力发动机产生的电功率
若风速变为原来2倍，则电功率将变为8倍，故D错误。
本题选错误的，答案：D。
6．A
解析：A．抽水蓄能的过程中，总的能量是守恒的，A正确；
B．放水发电的过程中，有部分重力势能转化为内能，机械能不守恒，B错误；
C．抽水蓄能，并不能使能量增多，总的能量保持不变，C错误；
D．抽水蓄能电站，能够合理调节用电高峰期和低峰期的调峰问题，但是能量总量并没有增加，我们仍面临着能源危机，还需节约能源，D错误。
答案：A。
7．D
解析：A．由于下滑过程
则人在下滑过程中受到摩擦力作用做负功，机械能不守恒，A错误；
BD．由受力分析和牛顿第二定律可知
可得
摩擦力做的功为
摩擦力做功将全部转化为内能，则机械能减少，故B错误，D正确；
C．由动能定理可知
故C错误。
答案：D。
点拨：在解决有关能量问题时，要注意明确做功和能量转化间的关系；合外力做功等于动能的改变量；重力做功等于重力势能的改变量；阻力做功等于内能的增加量。
8．C
解析：AB．滑块从开始下滑到最后停在A点，设斜面投影长度为，斜面底端到A点距离，由能量关系可知
解得
则当和一定时，一定不变，故AB错误；
C．设，由能量关系可知
解得
故C正确；
D．小木块在A点与挡板发生弹性碰撞，故无机械能损失，设折返后能回到斜面的高度为，根据能量守恒
解得
故D错误。
答案：C。
9．B
解析：设斜面长度为l，则人下滑高度为
在斜面上运动克服摩擦力做功为
设水平面长度为s，在水平面上运动克服摩擦力做功为
要避免人与地面接触而受到伤害，人滑到气囊末端时速度0，由能量守恒可得
代入数据得
故B正确。
答案：B。
10．AB
解析：A．用太阳灶烧水是太阳能转化为内能，故A正确；
B．电灯发光是消耗电能，转化为光能，故B正确；
C．核电站发电是核能转化为电能，故C错误；
D．生石灰放入凉水中，水温升高是化学能转化为内能，故D错误。
答案：AB。
点拨：注意根据能量的来源进行区分彼此之间的转换关系。
11．ABD
解析：A、能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散是能量的形式发生了转化，能量的利用品质下降，但总能量仍守恒，所以不违反能量守恒定律．故A正确．
B、物体的内能与物体的温度、体积质量有关，物体的温度或体积变化时它的内能都要随之改变，故B正确；
C、有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体和多晶体，故C错误．
D、由表面张力产生的本质可知，液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D正确．
12．ACD
解析：A．物体A沿斜面向下运动时，B向上做运动，两者加速度大小相等，以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
即加速度大小为2.5m/s2，故A正确；
B．由公式得
故B错误；
CD．设弹簧的最大压缩量为x，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点，整个过程中，弹簧的弹力和重力对A做功均为零。设A的质量为mA，B的质量为mB，根据动能定理得
代入数据解得
弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量关系有
因为
所以
故CD正确。
答案：ACD。
13．见解析
解析：当车速降低时，动车组的机械能减小，转化为发电机的电能；这种技术可以使能量得到有效利用，减少能源浪费，节约社会资源。
14．500层
解析：这瓶500mL的饮料能提供的总能量
一个成年人的体重约，每层楼高约3m，若这瓶饮料的能量相当于该成年人爬n层楼所做的功，则应有
故
即相当于成年人爬500层楼所做的功。
15．（1）不守恒，理由见解析；（2）60J；（3）50m，10m
解析：（1）由于水平面BC段粗糙，摩擦生热有能量损失，故物块、弹簧、地球组成的系统机械能不守恒。
（2）弹簧压缩最短时，弹性势能最大，此时物体速度为零，全程由能量守恒得
解得
（3）设物体在BC段运动的总路程为s，则根据能量守恒得
解得
物体被弹簧反弹后，停止在距离C点10m处。
答案第1页，共2页
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