粤教版物理必修2课时训练17能量的转化与守恒

课时训练17　能量的转化与守恒
基础夯实
1.如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是(　　)
A.重力势能减少,动能不变,机械能减少
B.重力势能减少,动能增加,机械能减少
C.重力势能减少,动能增加,机械能增加
D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒
答案:B
解析:小孩在下滑过程中重力势能减少,由于小孩做加速运动,故动能增加.又因为小孩下滑过程中克服摩擦力做功,故机械能减少.选项B正确.
2.水流从高处落下,对水轮机做了3×108
J的功,关于这句话的正确理解为(　　)
A.水流在对水轮机做功前,具有3×108
J的能量
B.水流在对水轮机做功时,具有3×108
J的能量
C.水流在对水轮机做功后,具有3×108
J的能量
D.水流在对水轮机做功的过程中,其能量减少了3×108
J
答案:D
解析:功是能量转化的量度,力对物体做了多少功就有多少能量发生了转化,选项D正确.
3.(多选)下列对于能量转化具有方向性的理解正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.若甲种形式的能可以转化为乙种形式的能,则乙种形式的能不可以转化为甲种形式的能
B.虽然能量的转化具有方向性,但这种自发的转化方向可以改变
C.所谓方向性是指能量的自发转化方向
D.反向的转化在一定条件下是可以进行的
答案:CD
解析:能量转化具有方向性是指自发地转化,而不引起其他变化,是有方向性的,但在一定外在条件下也可以发生反向的转化,所以选项A、B错误,选项C、D正确.
4.一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)A、B两端固定在天花板上,如图所示,今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点,在此过程中绳索AB的重心位置将(　　)
A.逐渐升高
B.逐渐降低
C.先降低后升高
D.始终不变
答案:A
解析:由功能关系可知,拉力对绳做正功机械能增加,而初、末状态动能均为零,所以绳的重力势能增加,重心升高,选项A正确.
能力提升
5.(多选)升降机底板上放一质量为100
kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5
m时速度达到4
m/s,则此过程中(g取10
m/s2)(　　)
A.升降机对物体做功5
800
J
B.合力对物体做功5
800
J
C.物体的重力势能增加5
000
J
D.物体的机械能增加5
000
J
答案:AC
解析:设升降机的加速度为a,则v2=2ah,得a=
m/s2=1.6
m/s2,故升降机对物体的支持力FN满足FN-mg=ma,得FN=1
160
N,则此过程中,升降机对物体做功W=FNh=1
160×5
J=5
800
J,选项A正确;合力对物体做功W=mah=800
J,选项B错误;ΔEp=mgh=5
000
J,选项C正确;机械能变化等于支持力做功,即ΔE=5
800
J,选项D错误.
6.(多选)将物体从地面以60
J的初动能竖直向上抛出,当它上升到某一高度A点时,动能减少了30
J,机械能减少了10
J.若空气阻力大小不变,以地面为零势能面,则下列说法正确的是(　　)
A.物体在最高点处重力势能为40
J
B.物体落地时动能为20
J
C.物体上升过程中动能与重力势能相等时,动能小于30
J
D.物体下落过程中动能与重力势能相等时,重力势能大于20
J
答案:ABC
解析:物体以60
J的初动能从地面出发做竖直上抛运动,当上升到某一高度时,动能减少了30
J,而机械能损失了10
J.则当上升到最高点时,动能为零,而机械能损失了20
J.故在最高点处重力势能为40
J,故A正确;当下落过程中,由于阻力做功不变,所以机械能又损失了20
J,因此该物体回到出发点时的动能为20
J,故B正确;上升过程中由于存在机械能损失,当动能与重力势能相等时,动能小于30
J,故C正确;下落过程中仍有机械能损失.当动能与重力势能相等时,重力势能小于20
J,故D错误.
7.(多选)一颗子弹以某一速度击中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.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块和子弹增加的内能之和
答案:BD
解析:整个过程中,子弹的动能减少,子弹的内能增加,木块的动能增加,木块的内能增加.根据能量守恒定律,-ΔEk子弹=ΔEk木块+Q子弹+Q木块或-ΔEk子弹-ΔEk木块=Q子弹+Q木块,故选项B、D正确.
8.(多选)如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为30°的固定斜面,上升的最大高度为h,其加速度大小为g.在这个过程中,物体(　　)(导学号51100100)
A.重力势能增加了mgh
B.动能损失了mgh
C.动能损失了
D.机械能损失了mgh
答案:AC
解析:物体重力势能的增加量等于克服重力做的功,选项A正确;合力做的功等于动能的减少量ΔEk=mas=mamgh,选项B错误,选项C正确;机械能的损失量等于克服摩擦力做的功,因mgsin
30°+f=ma,所以f=mg,故克服摩擦力做的功为fs=mg·2h=mgh,选项D错误.
9.如图所示,滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态,现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端,在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10
J的功.在上述过程中(　　)
A.弹簧的弹性势能增加了10
J
B.滑块的动能增加了10
J
C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10
J
D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
答案:C
解析:若滑块静止,拉力F做了10
J的功,则弹簧的弹性势能增加了10
J;现在滑块通过弹簧在水平外力F作用下做加速运动,拉力F做了10
J的功,使滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10
J,选项C正确.
10.质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法正确的是(　　)(导学号51100101)
A.物体的重力势能减少mgh
B.物体的机械能减少mgh
C.物体的动能增加mgh
D.重力做功mgh
答案:C
解析:物体落地过程中,重力做功WG=mgh,重力势能减少mgh,A、D项错;由牛顿第二定律mg-F=mg得F=mg,由动能定理可知,ΔEk=W合=mgh-Fh=mgh-mgh=mgh,C项正确;由功能关系可知,ΔE=-F·h=mgh,所以机械能减少了mgh,B项错.