6.2能量的转化与守恒
1.如图所示,质量为M的木块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹以水平速度v0射入木块,并留在木块里。已知在子弹射入木块的过程中子弹发生的位移为,木块发生的位移为,子弹进入木块深度为s,子弹受到阻力大小恒为f,子弹射入木块后二者的共同速度为,不计空气阻力影响,下列说法中不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.两块完全相同的木块A、B,其中A固定在水平桌面上,B放在光滑的水平桌面上,两颗同样的子弹以相同的水平速度在光滑的水平桌面上,两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块,穿透木块后子弹的速度分别为、,在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热量分别为、,设木块对子弹的摩擦力大小一定,则()
A.,
B.,
C.,
D.,
3.下列关于能源开发和利用的说法中,正确的是( )
A.能源利用的过程是内能转化成机械能的过程
B.能量是守恒的,因此不需要节约能源
C.能源利用的过程是一种形式的能向另外一种形式的能转化的过
程
D.无论是节约能源还是开发能源,我国都要外国支援
4.如图甲所示,在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小球,若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻,在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像
如图乙所示,g为重力加速度,则( )
A.升降机停止前在向下运动
B.时间内小球处于失重状态,时间内小球处于超重状态
C.时间内小球向下运动,动能先增大后减小
D.时间内弹簧弹性势能减少量小于小球动能变化量
5.如图所示,嫦娥四号着陆器携带“玉兔二号”于2019年1月3日10时26分成功完成世界首次在月球背面软着陆,嫦娥四号在地月转移轨道上被月球引力捕获后逐渐向月球靠近。在P点实施一次近月制动进入环月圆形轨道I,再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道II,绕月运行时只考虑月球引力作用。下列关于嫦娥四号的说法中正确的是()
A.嫦娥四号的发射速度必须达到第二宇宙速度
B.沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期
C.沿轨道I运行的机械能大于沿轨道II运行的机械能
D.沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P点的速度
6.如图,长度为l的小车静止在光滑的水平面上,可视为质点的小物块放在小车的最左端。将一水平恒力F作用在小物块上,物块和小车之间的摩擦力大小为f。当小车运动的位移为s时,物块刚好滑到小车的最右端,下列判断正确的有( )
A.此时物块的动能为
B.这一过程中,物块对小车所做的功为
C.这一过程中,小车对物块所做的功为
D.这一过程中,物块和小车系统增加的机械能为
7.如图所示,在光滑水平地面上,A、B两物体质量都为m,A以速度v向右运动,B左端有一轻弹簧且初速度为0,在A与弹簧接触以后的过程中(A与弹簧不粘连),下列说法正确的是( )
A.轻弹簧被压缩到最短时,A、B系统总动量仍然为mv
B.轻弹簧被压缩到最短时,A的动能为
C.弹簧恢复原长时,A的动量一定为零
D.A、B两物体组成的系统机械能守恒
8.如图甲所示,一倾角为的传送带以恒定速度运行。现将一质量的物体沿传送带切线方向抛上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,规定沿传送带向上的方向为正方向,传送带足够长,图线与轴的交点坐标为,取,,。则下列说法正确的是( )
A.内物体位移的大小是
B.内物体机械能增量是
C.内物体机械能增量是
D.内物体与传送带因摩擦产生的热量是
9.如图所示,光滑圆弧轨道AB的半径R=0.9m,圆心角∠AOB=60°,与光滑水平面BC相切于B点,水平面与水平传送带在C点平滑连接,传送带顺时针匀速转动。质量为的小球P从A点以=4m/s的初速度切入圆弧轨道,与静止在水平面上质量为的物块Q发生弹性正碰,碰后取走小球P。Q到达传送带右端时恰好与传送带速度相等,从D点水平抛出后,落在水平面上的E点,D、E的水平距离x=0.9m,物块Q与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,其余部分摩擦不计,传送带上表面距地面高度h=0.45m,重力加速度g=10m/s2,P、Q及传送带转动轮大小不计。
(1)求小球P刚刚到达B点时对轨道的压力大小;
(2)Q由C到D过程中,带动传送带的电机至少要多做多少功?
(3)若传送带以同样大小的速度逆时针转动,分析碰撞后物块Q的运动情况。
10.如图,光滑轨道abcd固定在竖直平面内,ab水平,bcd为半圆,在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B(均可视为质点),用轻质细绳将A、B连接在一起,且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接)。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg的小车,小车上表面与ab等高。现将细绳剪断,之后A向左滑上小车,B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处,已知圆形轨道的半径R=0.32m。已知A与小车之间的动摩擦因数μ=0.1,g取10m/s2,求
(1)A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB;
(2)初始时弹簧的弹性势能;
(3)若A恰好没滑出小车,则小车的车长L是多少?
11.如图所示,一质量为2m的L形长木板静止在光滑水平面上.木板右端竖起部分内侧有粘性物质,当有其他物体与之接触时即会粘在一起.某一时刻有一质量为m的物块,以水平速度v0从L形长木板的左端滑上长木板.已知物块与L形长木板的上表面的动摩擦因数为
,当它刚要与L形长木板右端竖起部分相碰时,速度减为
,碰后即粘在一起,求:
(1)物块在L形长木板上的滑行时间及此时长木板在地面上滑行的距离;
(2)物块与L形长木板右端竖起部分相碰过程中,长木板受到的冲量大小.
12.如图所示,质量M=2.0kg的长木板静止在光滑水平面上,一质量m=1.0kg的物块以υ0=6.0m/s的初速度滑上木板,它们之间有摩擦,且木板足够长?求:
(1)物块相对木板静止时,它们的共同速度;
(2)物块在木板上相对滑动的过程中产生的热量?
13.如图所示,倾角θ=37°的粗糙斜轨道AB与光滑的水平轨道BC连接,处于原长的轻弹簧左端固定于竖直墙面上,右端恰好在B点。质量m=1kg的物块由A点静止释放,第一次运动到B点时速度v=2m/s,经过足够长时间物块静止。物块可视为质点,经过B点时动能不损失,与弹簧碰撞没有能量损失,己知物块与斜轨道AB的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8。求:
(1)物块从A点第一次运动到B点的时间t;
(2)弹簧弹性势能的最大值Ep;
(3)物块在粗糙斜轨道AB上运动的总路程S。
14.如图所示,长为L的绝缘轻杆两端连接A、B两小球,其质量分别为m1、
m2,带电量分别为-q、+q.将小球B
置于水平光滑绝缘轨道内并固定,整个个装置处于水平向右的匀强电场中,轻杆从图中竖直位置由静止释放,可绕小球B无摩擦转动,顺时针转过的最大角度为
1270(sin37°=0.6,
cos37°=0.8)
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)当轻杆转过90°时,求杆对A球的作用力的大小(不计A、B球间的库仑力);
(3)若解除固定,小球B在轨道内可自由移动,轻杆仍从图中竖直位置由静止释放,当轻杆转过90°时,小球B的速度恰好为零,求小球A的速度大小;
(4)在(3)的情形下,求杆对小球A做的功.
15.将一质量为MQ=3kg的长木板Q静止放在光滑的水平面上,一质量为MP=3kg,可视为质点的滑块P静止在长木板的左端。用一长为L=0.8m的质量不计的细绳拴接一质量为m=0.5kg、可视为质点的小球,并将细绳的另一端悬于天花板,如图所示。现将小球拉到与悬点等高的位置且无初速地释放,当小球运动到最低点时恰好与滑块P发生正碰,碰后小球能沿原路返回到与碰撞点竖直高度为h=0.2m处,而滑块P开始在长木板的上表面运动,并且最终滑块和长木板以相同的速度在水平面上做匀速直线运动。已知重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球与滑块P碰撞后,滑块P的速度;
(2)滑块P与长木板Q最终的共同速度;
(3)上述全过程中整个系统损失的机械能为多少。
16.如图,劲度系数为100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为θ=的光滑斜面底端,上端连接物块Q,Q同时与斜面平行的轻绳相连,轻绳跨过定滑轮O与套在光滑竖直杆的物块P连接,图中O、B两点等高,间距d=0.3m。初始时在外力作用下,P在A点静止不动,A、B间距离h=0.4m,此时轻绳中张力大小为50N。已知P质量为0.8kg,Q质量为5kg。现将P由静止释放(不计滑轮大小及摩擦,取g=10m/s2,sin=0.8,cos=0.6)。求:
(1)P位于A点时,弹簧的伸长量:
(2)P上升至B点时的速度大小;
(3)P上升至B点的过程中,细线拉力对P做的功及Q机械能的减少量。
参考答案
1.D
【详解】
A.子弹射入木块过程中,对子弹根据动能定理
A正确;
B.子弹射入木块过程中,对木块根据动能定理
B正确;
CD.子弹射入木块过程中,产生的热量
根据能量守恒可知
因此
C正确,D错误。
故不正确的选D。
2.D
【详解】
两颗同样的子弹穿透相同木块的过程中,摩擦力相同,子弹相对木块滑动的距离相同,则摩擦力做功过程产生的内能相同。根据能量守恒定律得:
由以上两式可知,故D正确,ABC错误。
【点睛】
公式中的是物体的相对位移,动能定理中的s是物体的对地位移,注意两者的区别。
3.C
【详解】
AC、能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程,并不是单纯的应用内能;故A错误,C正确;
B、能量虽然是守恒的,但是能直接利用的能源越来越少,因此需要节约能源,选项B错误;
D、在能源利用上,要注意独立自主,不能单纯依赖外国;故D错误。
故选C。
4.C
【详解】
A.从0时刻开始,弹簧弹力减小,知小球向上运动,可知升降机停止前向上运动,故A错误;
B.0-tl时间内,重力大于弹力,加速度向下,处于失重状态,t1-t2时间内,重力大于弹力,加速度向下,也处于失重状态,故B错误;
C.0-tl时间内,小球向上运动,t1-t3时间内,小球向下运动,加速度先向下后向上,则速度先增大后减小,所以动能先增大后减小,故C正确;
D.t3时刻处于最低点,t3-t4时间内,小球向上运动,动能增加,弹性势能减小,重力势能增加,则小球弹性势能的减小量等于动能和势能增加量之和,所以t3-t4时间内弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量,故D错误。
故选C。
5.CD
【详解】
A.嫦娥四号仍在地月系里,也就是说嫦娥四号没有脱离地球的束缚,故其发射速度需小于第二宇宙速度而大于第一宇宙速度,故A错误;
B.根据开普勒第三定律知,由于圆轨道I上运行时的半径大于在椭圆轨道II上的半长轴,故在圆轨道I上的周期大于在椭圆轨道II上的周期,故B错误;
CD.由轨道I变轨到轨道II时,做近心运动,经过P点时将开始做减速运动,故沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P点的速度,该过程中,克服阻力做功,机械能减小,故沿轨道I运行的机械能大于沿轨道II运行的机械能,故CD正确。
故选CD。
6.AB
【详解】
A.设物块质量为m,其刚好滑到小车的最右端时,速度为v,根据动能定理,对物块有
则知物块到达小车最右端时具有的动能为,故A正确;
B.对小车分析,小车对地的位移为s,物块对小车的压力不做功,所以这一过程中,物块对小车所做的功为,故B正确;
C.对物块分析,物块相对于地的位移为,这一过程中,小车对物块的支持力不做功,所以小车对物块所做的功为,故C错误;
D.根据能量转化和守恒定律,由于物块和小车间存在摩擦力,摩擦发热产生的内能为,外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和,所以这一过程中,物块和小车系统增加的机械能等于,故D错误。
故选AB。
7.AC
【详解】
A、A和B组成的系统所受的外力之和为零,动量守恒,初态总动量为mv,则弹簧压缩最短时,系统总动量仍然为mv;故A正确.
B、轻弹簧被压缩到最短时A和B的速度相等,由动量守恒有,可得,则此时A的动能为;故B错误.
C、A和B在相对靠近压缩弹簧和相对远离弹簧恢复的过程中,满足系统的动量守恒和机械能守恒,有:,,可得,;故C正确.
D、A、B为系统的机械能有一部分转化为弹簧的弹性势能,机械能不守恒,而A和B及弹簧组成的系统没有其它能参与转化机械能守恒,而故D错误.
故选AC.
【点睛】
解决本题的关键是知道动量守恒定律的条件,明确两个物体的运动过程,知道速度相等时,弹簧压缩量最大.
8.BD
【详解】
A.根据图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0~8s内物体的位移
故A错误;
BC.0~8s内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为
故B正确,C错误。
D.由图象知,物体相对传送带滑动时的加速度为
对此过程中物体分析,根据牛顿第二定律得
解得
0~8s内只有前6s发生相对滑动,0~6s内传送带运动距离为
0~6s内物体位移为
则0~6s内两者相对位移
产生的热量为
故D正确。
故选BD。
9.(1)N;(2)6J;(3)物块将在圆弧上0.2m高处和传送带上C点右侧2m处之间来回运动
【详解】
(1)设P球刚刚到达B点时速度为,下滑高度为H,B点对球的支持力为FN,由动能定理有
H=R-Rcos60°
联立解得
再由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律得,小球对B点的压力为N。
(2)设P、Q碰撞后的速度分别为、,由于发生弹性碰撞,由动量守恒有
由机械能守恒定律有
解得
(舍去)
设物块由D点平抛时的速度为,下落时间为t,则有
,
解得
设物块在传送带上运动的加速度为a,运动时间为t,则有
,
物体和传送带的相对位移
电机所做的功
联立解得
W=6J
(3)传送带逆时针转动时,物块向右滑上传送带时做匀减速运动,能滑到的最大距离为
传送带的长度
故物块以等大速度反向滑回,到达圆弧面的最大高度
故物块将在圆弧上0.2m高处和传送带上C点右侧2m处之间来回运动。
10.(1)
;(2)
;(3)
【详解】
(1)设B经过d点时速度为
,在d点
解得
由机械能守恒定律
解得
设弹簧恢复到自然长度时A、B的速度分别为,由动量守恒定律
解得
(2)由能量关系
可得
(3)A恰好能滑到小车左端,其共同速度为v,由动量守恒定
由能量关系
可得
11.(1)
,
(2)
【解析】
(1)设物块在L形长木板上的滑行时间为t,
由动量定理得:
解得:
物块与L形长木板右端竖起部分相碰前系统动量守恒:
解得:
由动能定理得:
解得:
(2)物块与L形长木板右端竖起部分相碰系统动量守恒,则mv0=3mv2
对长木板由动量定理得:
【点睛】本题考查了动量守恒定律、动量定理、动能定理的综合运用,综合性较强,对学生能力要求较高,对于第一问,也可以根据动力学知识进行求解.
12.(1)v=2.0m/s;(2)Q=12.0J
【解析】
【分析】视物块和木板为系统,动量守恒,由动量守恒定律求出)物块相对木板静止时,它们的共同速度;由能量守恒求出物块在木板上相对滑动的过程中产生的热量;
解:(1)由动量守恒定律得
又υ0=6.0m/s
解得υ=2.0m/s
方向与υ0相同
(2)由能量守恒得
解得Q=12.0J
13.(1)1s;(2)2J;(3)1.5m
【详解】
物块斜轨道AB上的加速度
代入数据得
所以物块从A点第一次运动到B点的时间
(2)设弹簧弹性势能的最大值Ep,物块由B压缩弹簧至最短的过程中,根据能量守恒有
(3)物块从A点运动到B点的位移
A点运动到B点的高度为
设物块在粗糙斜轨道AB上运动的总路程S,物块与弹簧碰撞没有能量损失,根据能量守恒有
则物块在粗糙斜轨道AB上运动的总路程
14.(1)
(2)(3)
(4)
【详解】
(1)根据动能定理得,代入数据解得;
(2)当轻杆转过90°时,根据动能定理得,解得;
根据牛顿第二定律得,解得;
(3)设轻杆转过90度时,A球的水平速度为,竖直速度为,B球的速度为.
由AB系统水平方向上动量守恒,
因为杆不可伸长,可得,
A、B能量守恒,,
解得;
(4)对A球应用动能定理:,即,
解得
15.(1);(2);(3)
【详解】
(1)设小球与滑块P碰前速度为v0,碰后速度为v1,则对小球,根据机械能守恒定律,与滑块P碰前下摆的过程,有
解得
碰后上摆的过程有
解得
小球与滑块P碰撞过程中,以小球与滑块P为系统,动量守恒。设碰后滑块P速度为vp,取向右为正方向,由动量守恒有
解得
(2)滑块与长木板相互作用过程中,以滑块与长木板为系统,系统动量守恒,设滑块P与长木板最终速度为v共,则有
解得
(3)故小球及P、Q组成的系统损失的机械能为
解得
即全过程中整个系统损失的机械能为。
16.(1)0.1m;(2));(3)8J;8J
【详解】
(1)物块P位于A点时,假设弹簧伸长量为x1,则有
代入求得
则P位于A点时,弹簧的伸长量为0.1m
(2)经分析,此时OB垂直竖直杆,OB=0.3m,此时物块Q速度为0,下降距离为
即弹簧压缩
弹性势能不变,对物块PQ及弹簧,根据能量守恒有
解得
(3)对物块P有
解得
Q机械能的减少量6.1能量的多种形式
1.机械座钟发条断裂后,其钟摆摆角会越来越小,这说明(
).
A.能量正在消失
B.动能正转化为势能
C.势能正转化为动能
D.总能量守恒,减少的机械能转化为了内能
2.下列过程中,动能转化为重力势能的是(
).
A.直升机匀速上升
B.人骑车匀速下桥
C.火车徐徐进站
D.将小球向上抛出,小球在上升阶段
3.关于功和能,下列说法中错误的是(
).
A.功和能的单位相同,它们的概念也相同
B.做功的过程就是物体能量的转化过程
C.做了多少功,就有多少能量发生了转化或转移
D.各种不同形式的能量可以互相转化,而且在转化过程中,能的总量是守恒的
4.下列有关功的叙述中,正确的是(
).
A.功是能量转化的量度
B.功是能量的量度
C.功的正负表示功的方向不同
D.功的正负表示功的大小
5.你看见过杂技里的蹦床表演吗?演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起,在这个过程中,发生的能量转化顺序是(
)
A.重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能
B.动能——弹性势能——重力势能
C.势能——动能——势能——动能
D.动能——弹性势能——动能——重力势能
6.下列家用电器中把电能主要转化为内能的是
A.
B.
C.
D.
7.能量转化和守恒定律是自然界最基本的定律之一。下列电器正常工作时,将电能大部分转化为动能的是(
)
A.电熨斗
B.电风扇
C.电钣煲
D.电热水器
8.西汉时期的一本著作《春秋纬?考灵曜》中论述的地恒动不止,而人不知,譬如人在大舟中,闭牖而坐,舟行(而人)不觉也。”提出了哪个观点?
A.物体具有惯性
B.力是改变物体运动状态的原因
C.物体运动具有相对性
D.能量转化过程存在守恒关系
9.如图所示,人驾驶电动平衡车前进。下列说法正确的是(
)
A.以平衡车为参照物,车上的人是运动的
B.人受到的重力和支持力是一对相互作用力
C.平衡车行驶时电能与机械能不转化
D.车对人的支持力和人对车的压力是一对相互作用力
10.下列有关能量的描述正确的是(
)
A.“又要马儿跑得快,又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律
B.工作中的电风扇,消耗的电能大于输出的机械能,该过程能量不守恒
C.滑块在粗糙的水平面上减速滑行,最终停了下来,动能消失,能量不守恒
D.同时做自由落体运动的物体,质量越大,势能减少越快,机械能减少也越快
11.在物理学发展中,许多物理学家做出了卓越贡献.以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中,或物理现象及规律的描述正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律并测量了万有引力常量
B.开普勒发现了行星运动三大定律
C.随着科学技术的发展,“永动机”是可能实现的
D.经典力学适用于高速接近光速的物体,也适用于微观的物体
12.风是一种潜力很大的新能源,国内外都很重视利用风力来发电。地球上可开发的风能大约是可开发水能的10倍,风能与水能、生物能一样,实际上都是间接地来自太阳能。已知太阳照射到地球的上能量,大约有1%转化为风能,而地球上可开发利用的风能只占全部风能的约1%,已知太阳每秒钟释放出的能量约为,这些能量中,约有二十二亿分之一到达地球,则每年地球上拥有可开发利用的风能约为(
)
A.
B.
C.
D.
13.下列家用电器工作时,把电能主要转化为内能的是(
)
A.
B.
C.
D.
14.沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解用电高峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图所示,蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V,蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108
kW·h,年发电量为1.8×108
kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)
A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVgH
B.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg(H-)
C.电站的总效率达75%
D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105
kW计)约10
h
15.从光滑斜面上滚下的物体,最后停止在粗糙的水平面上,说明(
)
A.在斜面上滚动时,只有动能和势能的相互转化
B.在斜面上滚动时,有部分势能转化为内能
C.在水平面上滚动时,总能量正在消失
D.在水平面上滚动时,机械能转化为内能,总能量守恒
16.党的十九大报告指出人与自然应和谐共生,下列关于能源和能量说法正确的有
A.能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散
B.因为自然界的能量守恒,所以不需要节约能源
C.煤炭和石油资源是有限的,不可能无限制的利用
D.合理利用能源的同时,需要保护好自然环境
17.运动员将质量为的杠铃举高2m,他做了________J的功,由________能转化为________.(g取)
18.试说明下列现象中能量转化的情况,其中有的现象,你可能对过程的具体情况不太清楚,但是你起码应能说出:起初是什么形式的能量,最后又转化成什么形式的能量.并看一看能否说出过程中力做功的情况?
(1)在水平公路上行驶的汽车,发动机熄火之后,速度越来越小,最后停止.
(2)摆动的秋千,摆幅越来越小,最后停下来.
(3)你用力蹬自行车上一个斜坡.
(4)植物的光合作用.
(5)用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰.
(6)用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处.
(7)核电站发电.
(8)核动力潜艇在深海中加速航行.
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
机械座钟的发条断了,没有了发条的弹性势能对钟摆机械能的补充,其摆钟的摆角越来越小,是因为钟摆受到空气的阻力,机械能转化为内能,其机械能越来越小。在能量转化的过程中,总能量保持不变。
A.
能量正在消失与分析不符,故A错误。
B.
动能正转化为势能与分析不符,故B错误。
C.
势能正转化为动能与分析不符,故C错误。
D.
总能量守恒,减少的机械能转化为了内能与分析相符,故D正确。
2.D
【分析】
判断是否有动能转化为重力势能,可以看动能是否有减少,重力势能是否有增加。
【详解】
A.
直升机匀速上升过程,重力势能增加,但动能不变,没有减少,选项A错误;
B.
人骑车匀速下桥,重力势能减少,动能不变,选项B错误;
C.
火车徐徐进站,速度减小,动能减小,但火车的重力势能没有变化,选项C错误。
D.
将小球向上抛出,小球在上升阶段,动能减少,重力势能增加,动能转化为重力势能,选项D正确。
故选D。
3.A
【分析】
解决此题的关键是知道功是能量转化的量度,做功的过程就是物体能量的转化过程,在转化过程中总能量是守恒的。
【详解】
A.功和能的单位相同,但它们的物理意义不同,功是过程量,能是状态量,选项A说法错误;
B.
做功的过程就是物体能量的转化过程,选项B说法正确;
C.
功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生转化或转移,选项C说法正确;
D.各种不同形式的能量可以互相转化,而且在转化过程中,总能量是守恒的,选项D说法正确。
本题选择错误的,故选A。
【点睛】
功是能量转化的量度,做了多少功必然伴随多少能量发生了转化,在转化过程中总能量是守恒的。
4.A
【分析】
功是标量,做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生转化,功的正负表示能量转移的方向。
【详解】
A.做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化,功是能量转化的量度,选项A正确;
B.功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生转化,但并不意味着有多少能量,因此不能说功是能量的量度,选项B错误;
C.功是标量,功不存在方向,选项C错误;
D.功的正负表示能量转移的方向,选项D错误。
故选A。
【点睛】
功是标量,功不存在方向,功的正负表示能量转移的方向。
5.A
【解析】
【分析】
分析能量转化转化情况,可以从分析在每个过程中能量的增加或减少情况入手。
【详解】
演员在高处具有重力势能,从高初跳落下时重力势能减少,动能增加,到蹦床上后,动能减少,蹦床的弹性势能增加,又被弹起时,弹簧的弹性势能减少,演员的动能增加,离开蹦床后再往上的过程是演员的动能减少,重力势能增加。因此演员从高处跳下落在蹦床上又被弹起,在这个过程中,发生的能量转化顺序为重力势能——动能——弹性势能——动能——重力势能,选项A正确,BCD错误。
故选A。
6.B
【解析】
【详解】
电风扇、洗衣机、吸尘器都是将电能转化为机械能,电饭锅是将电能转化为内能,故B正确,ACD错误;
故选B。
7.B
【详解】
A.
电熨斗是纯电阻元件,主要是将电能转化为内能,故A项错误;
B.
电风扇是非纯电阻元件,电风扇电能主要转化为动能,故B项正确;
C.
电饭煲是纯电阻元件,主要是将电能转化为内能,故C项错误;
D.
电热水器是纯电阻元件,主要是将电能转化为内能,故D错误。
8.C
【解析】
【详解】
文中的描述内容主要研究物体运动状态与参考系的选择有关,物体运动具有相对性。
A.
物体具有惯性,与结论不相符,选项A错误;
B.
力是改变物体运动状态的原因,与结论不相符,选项B错误;
C.
物体运动具有相对性,与结论相符,选项C正确;
D.
能量转化过程存在守恒关系,与结论不相符,选项D错误;
9.D
【详解】
A.
以平衡车为参照物,车上的人相对车的位置没有变化,车上的人是静止的,故A错误。
B.
人受到的重力和支持力都作用在人上,而且是平衡的,所以这是一对平衡力,故B错误。
C.
平衡车行驶时电能转化为机械能,故C错误。
D.
车对人的支持力作用在人上,人对车的压力作用在车上,所以是一对相互作用力,故D正确。
10.A
【解析】
【详解】
A、“又要马儿跑得快,又要马儿不吃草”,其中的“草”其实马儿的能量,这当然是不科学的,违背了能量的转化和守恒定律,故A正确。
B、工作中的电风扇,消耗的电能大于输出的机械能,同时电风扇电机有内阻,工作时发热也要消耗电能,总的过程能量守恒,故B
错误。
C、滑块在粗糙的水平面上减速滑行,通过克服摩擦力做功,动能转化成滑块与地面之间的内能散失在空气中,最终停了下来,该过程能量守恒,故C错误。
D、做自由落体运动的物体,在下落过程中,物体减少的重力势能转化成物体的动能,质量越大,下落过程中势能减少越快,但机械能守恒,故D错误
11.B
【解析】
【详解】
A.
牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测量了万有引力常量,选项A错误;
B.
开普勒发现了行星运动三大定律,选项B正确;
C.
“永动机”违背能量守恒定律,即使随着科学技术的发展,“永动机”也是不可能实现的,选项C错误;
D.
经典力学适用于宏观低速物体,不适用高速接近光速的物体,也不适用于微观的物体,选项D错误;
12.C
【解析】
【详解】
太阳每秒钟释放出的能量约为,则太阳每年释放的太阳能约为;这些能量中,约有二十二亿分之一到达地球,则每年到达地球的太阳能约为;太阳照射到地球的上能量,大约有1%转化为风能,而地球上可开发利用的风能只占全部风能的约1%,则每年地球上拥有可开发利用的风能约为.
A.与计算结果不符,故A项错误.
B.与计算结果不符,故B项错误.
C.与计算结果相符,故C项正确.
D.与计算结果不符,故D项错误.
13.AC
【解析】
【详解】
电饭煲、电热水器都是加热的装置,电能主要转化为内能,电风扇、吸尘器都是将电能转化为机械能的装置,故A、C正确,B、D错误。
故选AC.
14.BC
【解析】
【详解】
AB.上游水库的有效库容为V,能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg(H-),A错误,B正确.
C.电站的总效率η=×100%=75%,C正确.
D.电站平均每天发电供给一个城市居民用电的时间t=h≈5
h,D错误.
15.AD
【解析】
【详解】
AB.在斜面上滚动时,只有重力做功,只发生动能和势能的相互转化,故A正确,B错误;
CD.在水平面上滚动时,有摩擦力做功,机械能转化为内能,总能量是守恒的,故C错误,D正确。
16.ACD
【详解】
A.能量是守恒的,但能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散,故A正确;
B.自然界的能量守恒,但是由于可用能源是有限的,故需要节约能源.故B错误;
C.能源短缺是指煤炭和石油资源是有限的,以现在的开采和消耗速度,石油储藏将在百年内用尽,煤炭资源也不可能永续,所以不可能无限制的利用,故C正确;
D.合理利用能源时,燃料的生成物容易对空气、土壤、水源造成污染,所以需要注意保护好自然环境,故D正确;
17.3000
化学能
机械能
【详解】
[1]运动员举高杠铃的过程中克服重力做功为:
W=mgh=150×10×2J=3000J
[2]这些功全部由其化学能转化而来。
[3]这些化学能转化为杠铃的机械能。
18.见解析
【分析】
抓住现象中起初是什么形式的能量,最后又转化成什么形式的能量,是分析能量转化问题的一种方法。
【详解】
(1)汽车的动能转化成内能(克服摩擦、空气阻力等做功)
(2)秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气的内能(过程中重力和空气阻力做功)
(3)人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能
(4)太阳能转化为植物体内的化学能
(5)太阳能转化为电能,电能又转化为汽车的动能
(6)柴油的化学能转化为柴油机的机械能,再转化为发电机的电能,电能又通过电动水泵转化为水的机械能
(7)核能转化为电能
(8)核能转化为核潜艇的动能,以及通过克服水的阻力转化为内能