2019-2020学年高中物理人教版必修2：7.10能量守恒定律和能源 同步训练（解析版）

第七章 机械能守恒定律（7）
1、风能是我国未来开发和利用的重要能源之一,我国已经建成了一些风力发电厂。下列说法错误的是( )
A.风能是可再生资源
B.风力发电是将机械能转化为电能
C.若空气的密度为ρ,风速为v时,t时间通过截面为S的空气动能为
D.风力发电既经济又环保
2、汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这个过程中(　　)
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.机械能转化为内能，总能量守恒
D.机械能和内能之间没有转化
3、汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑,在这个过程中(?? )
A.汽车的机械能守恒 B.汽车的动能和势能相互转化C.机械能转化为内能,总能量守恒 D.机械能和内能之间没有转化
4、如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C,在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则（ ）
A.物块机械能守恒
B.物块和弹簧组成的系统机械能守恒
C.物块机械能减少
D.物块，弹簧和地球组成的系统机械能减少
5、在2017年4月30日亚洲羽毛球锦标赛中,谌龙2比1战胜林丹,夺得男单冠军,如图是谌龙击球过网的瞬间,关于比赛中涉及的力学知识分析正确的是( ?)
A.羽毛球离开球拍上升过程中,谌龙对羽毛球做了功
B.当羽毛球上升到最高点时,其动能为零
C.羽毛球在空中运动过程中其机械能逐渐减小
D.击球时,球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力是一对平衡力
6、热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是( 　　)
A．能量耗散说明能量不守恒
B．能量耗散不符合热力学第二定律
C．能量耗散过程中能量不守恒
D．能量耗散是从能量转化的角度,反映出自然界中的宏观过程具有方向性
7、关于“节约能源”下列说法正确的是(? ?)
A.由于自然界的能量的总和是守恒的,所以节约能源是毫无意义的B.浪费能源只是浪费个人金钱,对整个社会和自然界是无关紧要的,因为能量是守恒的C.从能量转化的角度看,自然界中宏观过程是有方向性的,能量的利用受这种方向性的制约,所以“节约能源”对人类社会发展有很大影响D.上述说法都是错误的
8、关于能量耗散,下列说法正确的是(? ?)
A.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了B.能量耗散表明,能量守恒定律是错误的C.能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但可利用的能量减少了D.能量不可能耗散,能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
9、如图所示,静止在光滑水平面上的木板A,右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连,木板质量.M=3kg。质量m=1kg的铁块B以水平速度v0=4m/s,从木板的左端沿板面向右滑行,压缩弹簧后又被弹回,最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为(?? )
A.3J????????? B.4J????????? C.6J????????? D.20J
10、如图所示,质量M=4 kg的物块B与质量m=2 kg的物块A间用一轻质弹簧连接后,置于一倾角θ=37°且足够长的固定光滑斜面上,C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板,整个装置处于静止状态.现用一平行于斜面向上、大小恒为F=60 N 的拉力作用在物块A上,并使其沿斜面向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为x=6 m,则(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)( )
A.此时物块A动能的增加量为360J
B.该轻弹簧的劲度系数为4N/m
C.此时物块A的加速度大小为12m/s2
D.整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300J
11、如图,小球用等长细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平。从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。忽略空气阻力,求:
(1)小球的质量之比。
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。
(1) (2)
(1)设球b的质量为,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速率为,
由机械能守恒定律得:,
设球a的质量为,在两球碰后的瞬间共同速度为v,由系统动量守恒定律有：
,
两球整体向左摆动过程中,机械能守恒,
解得。
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能为
,
即。
12、如图所示,倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上,其顶端固定有一轻质定滑轮,轻质弹簧和轻质细绳相连,一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直,一端连接质量为m1的物块A,物块A放在光滑斜面上的P点保持静止,弹簧和斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为Ep.不计定滑轮、细绳、弹簧的质量,不计斜面、滑轮的摩擦,已知弹簧劲度系数为k,P点到斜面底端的距离为L.现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时的位置,并由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:
1.当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;
2.在以后的运动过程中物块A最大速度的大小.



答案以及解析
1答案及解析：
答案：C
解析：风能是可以从自然界源源不断得到的能源，是可再生能源，风力发电既经济又环保，选项AD正确;风力发电过程，消耗机械能而产生电能，是将机械能转化为电能的过程，选项B正确;若空气的密度为ρ，风速为v时，t时间通过截面为S的空气动能为,选项C错误。

2答案及解析：
答案：C
解析：

3答案及解析：
答案：C
解析：

4答案及解析：
答案：D
解析：对于物体来说，从A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能肯定减少，故A错误。对于物块和弹簧组成的系统来说，物体减少的机械能为（克服空气阻力所做的功+弹簧弹性势能），而弹簧则增加了弹性势能，因此整个系统机械能减少量即克服空气阻力所做的功，故B错误。由A运动到C的过程中，物体的动能变化量为零，重力势能减小量等于机械能减小量。所以物块机械能减少了,故C错误。物块从A点静止开始下滑，加速度是,根据牛顿第二定律得：，所以空气阻力所做的功为，整个系统机械能的减少量即克服空气阻力所做的功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减少，故D正确，故选D

5答案及解析：
答案：C
解析：羽毛球离开球拍因为惯性会继续上升,在此过程中不再受到谌龙的力的作用,有距离无力,所以谌龙对羽毛球没有做功.故A错误;?影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度,当羽毛球上升到最高点时,其在水平方向上速度不为零,所以其动能不为零.故B错误;?若不计空气阻力,羽毛球在空中上升过程中,质量不变,速度减小,高度升高,所有动能转化为重力势能,但是,因为存在空气阻力,所以羽毛球在空中上升过程中,需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,因此机械能不断减小,所以C选项是正确的;?击球时,球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力.故D错误.?所以选C.

6答案及解析：
答案：D
解析：

7答案及解析：
答案：C
解析：能量虽然守恒,但能量粍散现象表明能量的转化具有方向性,在利用能量的过程中能量的品质降低了,故需要节约能源,选项C正确。

8答案及解析：
答案：C
解析：能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但可利用的能量减少了,能量转化的宏观过程是有方向性的,C正确。

9答案及解析：
答案：A
解析： 设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向右运动时,滑行的最大路程为L,摩擦力大小为Ff,铁块相对于木板向右运动过程中,根据能量守恒得,铁块相对木板运动的整个过程中,由动量守恒可知mv0=(M+m)v,联立解得Ep=3J,A正确。

10答案及解析：
答案：C
解析：A. 在物块A向上运动6?m的过程中,拉力F做的功为WF=Fx=60×6J=360?J，由能量守恒定律可知，拉力F做的功转化为物块A增加的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，所以物块A动能的增加量小于360?J，故A错误；
B. 当物块A静止不动时,设弹簧的压缩量为△x,对A有mgsinθ=k△x,即△x=,当物块A运动的距离为x=6?m时,物块B刚要离开挡板C,对物块B进行受力分析可知Mgsin?θ=k(6?m?)，代入数据可解得k=6?N/m，故B错误；
C. 当物块A运动的距离为x=6?m时,设物块A运动的加速度大小为a,弹簧的伸长量为△x′,则由牛顿第二定律可得F?mgsin?θ?k△x′=ma,又△x′=6?m?,两式联立并代入数据可解得a=12?m/s2，故C正确；
D. 由能量守恒定律可知弹簧弹性势能的增加量△Ep=WF?mgxsin?θ?△EkA,因WF?mgxsin?θ=360?J?72?J=288?J，故D错误。
故选：C。

11答案及解析：
答案：;
解析：以子弹的速度方向为正,根据动量守恒定律:
,
得。
又
。

12答案及解析：
答案：1.B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.
当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F.B受力平衡,F=m2g ①
对A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向,m1gsinθ-F=m1a②
联立① ② 解得,a=(sinθ- m2m1)g③
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,推得m1gsinθ故A的加速度大小为(sinθ- m2m1)g,方向沿斜面向上2.由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块回到位置P时有最大速度,设为vm.从A由静止释放,到A刚好到达P点过程,由系统能量守恒得,m1gx0sinθ=Ep+m1vm2/2④ 当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0⑤
联立④ ⑤式解得,
解析：