第10节 能量守恒定律与能源
一、选择题
1.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A.缓冲器的机械能守恒
B.摩擦力做功消耗机械能
C.垫板的动能全部转化为内能
D.弹簧的弹性势能全部转化为动能
2.如图所示是某类潮汐发电示意图.涨潮时开闸,水由通道进入海湾水库蓄水,待水面升至最高点时关闭闸门(如图甲),落潮时,开闸放水发电(如图乙).设海湾水库面积为5.0×108 m2,平均潮差为3.0 m,一天涨落潮两次,发电机的平均能量转化效率为10%,则一天内发电的平均功率约为(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2)( )
A.2.6×104 kW B.5.2×104 kW
C.2.6×105 kW D.5.2×105 kW
3.(多选)如图所示,高h=2 m的曲面固定不动.一个质量为1 kg的物体,由静止开始从曲面的顶点滑下,滑到底端时的速度大小为4 m/s.g取10 m/s2.在此过程中,下列说法正确的是( )
A.物体克服摩擦力做功20 J
B.物体的动能增加了8 J
C.物体的重力势能减少了20 J
D.曲面对物体的支持力对物体不做功
4.(多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动,需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术.跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设质量为m的运动员刚入水时的速度为v,水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降深度为h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
A.他的动能减少了(F-mg)h
B.他的重力势能减少了mgh-mv2
C.他的机械能减少了Fh
D.他的机械能减少了mgh
5.(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )
A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加
B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不可能制成
D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了
6.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗,然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递.则开机后,室内的温度将( )
A.升高
B.保持不变
C.开机时降低,停机时又升高
D.开机时升高,停机时降低
7.在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下漂浮在半空.若减小风力,体验者在加速下落过程中( )
A.失重且机械能增加
B.失重且机械能减少
C.超重且机械能增加
D.超重且机械能减少
8.一质量均匀、不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,现在最低点C处施加一竖直向下的力,将最低点缓慢拉至D点,在此过程中,绳的重心位置( )
A.逐渐升高
B.逐渐降低
C.先降低后升高
D.始终不变
9.足够长的传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( )
A.mv2 B.2mv2
C.mv2 D.mv2
10.(多选)如图所示,质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0水平射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力Ff视为恒定,则在此过程中产生的热量( )
A.Q=Ff(L+s)
B.Q=mv02-mv2
C.Q=Ffs
D.Q=mv02-(M+m)v2
二、非选择题
11.在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长),如图所示的那样,用手在靠近重物处握住细棒,使重物静止,握细棒的手不动,稍稍减小握力,使手和细棒间保持一定的摩擦力,让重物和细棒保持一定的加速度下落,在起初的1.0 s的时间里,重物落下了0.50 m.在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少?(g取10 m/s2)
12.如图所示,其中传送带速度v=2 m/s,木块质量m=10 kg,h=2 m,木块与传送带间的动摩擦因数μ=,θ=30°,g取10 m/s2.
(1)求小木块从A端由静止运动到B端,传送带对其做的功是多少?
(2)摩擦产生的热为多少?
(3)因传送小木块电动机多输出的能量.
13.为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下简单实验.取一个横截面积是3×10-2 m2的不高的圆筒,筒内装水0.6 kg,用来测量射到地面的太阳能.某一天中午在太阳光直射2 min后,水的温度升高了1 ℃,假设太阳照射在水表面的能量全部被水吸收.(太阳到地球的距离为1.5×1011 m,c=4.2×103 J/kg·℃)求:
(1)在阳光直射下,地球表面每平方厘米每分钟获得的能量;
(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面,另外57%被大气吸收和反射而未到达地面.你能由此估算出太阳辐射的功率吗?
参考答案
1.B
2.B
3.BCD
4.AC
5.ABC
6.A
7.B
8.A
9.D
10.CD
11.答案:2.25 J
12.答案:(1)220 J (2)60 J (3)280 J
13.答案:(1)4.2 J (2)4.6×1026 W