2017-2018学年高一物理上册基础巩固训练21.doc

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第七章　机械能守恒定律
10　能量守恒定律与能源

1．下列对能的转化和守恒定律的认识错误的是 (　　)．
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
解析　A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中是守恒的．B选项是指能量在不同的物体间发生转移，转移过程中是守恒的．这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移．任何永动机都是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，所以A、B、C正确，D选项中石子的机械能在变化．比如受空气阻力作用，机械能可能要减少，但机械能并没有消失，能量守恒定律表明能量既不能凭空产生，也不能凭空消失．故D是错的．
答案　D
2．自由摆动的秋千摆动的幅度越来越小，下列说法中正确的是 (　　)．
A．机械能守恒
B．能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
解析　在秋千摆动的过程中，由于阻力的存在，需要克服阻力做功，机械能会减少，但能量并没有消失，减少的机械能转化为内能，总能量保持不变．
答案　D
3．对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法中正确的是 (　　)．
A．电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能
B．电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能
C．电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能
D．电风扇消耗的电能等于产生的内能，电饭锅消耗的电能大于产生的内能
解析　电风扇消耗的电能转化为内能和风扇及空气的动能，电饭锅消耗的电能完全转化为内能，所以电风扇消耗的电能大于产生的内能．电饭锅消耗的电能等于产生的内能．C项正确．
答案　C
4．关于能量耗散，下列说法中正确的是 (　　)．
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具有一定的局限性
C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上越来越少
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
解析　能量耗散是不可避免的，但是能量耗散也遵守能量守恒定律．故选D.
答案　D
5．如图7－10－6所示，倾角θ＝30°的粗糙面固定在地面上，长为l，质量为m，粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端水平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物体未到达地面)，在此过程中 (　　)．

图7－10－6
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少mgl
C．物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功
D．软绳重力势能的减少大于其动能增加与克服摩擦力所做功之和
解析　物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，A项错误；软绳重心下降的高度为－sin θ＝l，软绳的重力势能减少mgl，B项正确；由功能关系，物块重力势能的减小等于重力做的功，而物块重力大于软绳所受的摩擦力，C项错误；对于软绳，由能的转化和守恒知，绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和，D项错误．
答案　B
6．某地平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面．如果这个风车能将圆面内10%的气流动能转变为电能，则该风车的发电机功率是多大？
解析　在t时间内作用于风车的气流质量m＝πr2vρ·t，这些气流的动能为mv2，转化成的电能E＝mv2×10%，
所以风车带动发电机的功率为
P＝＝πr2ρv3×10%，代入数据得P≈3.4 kW.
答案　3.4 kW

7．电机带动水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图7－10－7所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；

图7－10－7
(2)传送带转过的路程；
(3)小木块获得的动能；
(4)摩擦过程产生的热量；
(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量．
解析　木块刚放上时，速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动，达到与传送带速度相同后不再有相对滑动，整个过程中木块获得一定的动能，系统要产生热量．
对小木块，相对滑动时，由ma＝μmg得加速度a＝μg，由v＝at得，达到相对静止所用的时间t＝.
(1)小木块的位移s1＝t＝.
(2)传送带始终匀速运动，转过的路程s2＝vt＝.
(3)小木块获得的动能Ek＝mv2.
(4)摩擦产生的热量Q＝μmg(s2－s1)＝mv2.
(5)由能量的转化与守恒定律知，电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦产生的内能，所以E总＝Ek＋Q＝mv2.
答案　(1)　(2)　(3)mv2　(4)mv2　(5)mv2
8．一质量为2 kg的物块从离地80 m高处自由落下，测得落地速度为30 m/s，求下落过程中产生的内能．(g取 10 m/s2)
解析　这里，内能显然无法直接计算，但是下落过程中减少的机械能转化成了内能．
根据能量守恒，产生的内能为：
E＝mgh－mv2＝(2×10×80－×2×302)J＝700 J.
答案　700 J
9．一水轮发电机组，每秒有2.0 m3的水流过水轮机，若河坝水位的高度差是20 m，求水每秒对水轮机最多能做多少功．若有40%的机械能转化为电能，则发电机的输出功率为多大？(g取10 m/s2)
解析　若使水对水轮机做的功最多，则应满足水的重力势能全部传给水轮机，则水每秒对水轮机做的功为W＝mgh＝ρVgh＝103×2×10×20 J＝4×105 J，因有40%的机械能转化为电能，则由P＝，得发电机的功率P＝＝＝1.6×105 W.
答案　4×105 J　1.6×105 W
10．人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，当下丘脑温度高于37 ℃时，人体散热机制(如血管舒张、出汗等)就活跃起来，已知人体温度在37 ℃时蒸发18 g汗水所需要能量E＝4.3×103 J．现有一中年人慢步行走时新陈代谢功率为35 W，此人慢步行走时体温保持在37 ℃，行走用时1小时出汗约30.2 g，试求此人通过传导辐射等方式(不包括出汗)产生的散热功率．
解析　此人利用出汗排放的热量：
Q1＝·E＝×4.3×103 J＝7.2×103 J
利用出汗排热的功率P1＝＝2 W
此人通过传导辐射产生的散热功率
P2＝P总－P1＝35 W－2 W＝33 W
答案　33 W
11．液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高出原来的液面，这种现象叫做毛细现象．棉线浸在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不断地对外做功的机器，如图7－10－8所示．

图7－10－8
试根据能的转化和守恒定律，分析并说明这台装置是否能够正常工作．若不能正常工作，原因可能出现在哪里？
解析　这台装置不能正常工作．假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外做功，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置将成为一台永动机．煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果B槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽能上升到B槽高处，但不能滴落到B槽中．
答案　不能工作，违背能的转化和守恒定律．原因是煤油不能从棉线上滴落．
12．如图7－10－9所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F拉滑块B.

图7－10－9
(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？
(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能．
解析　(1)设B从A的右端滑出时，A的位移为s，A、B的速度分别为vA、vB，由动能定理得
μmgs＝mv
(F－μmg)·(s＋L)＝mv
又由同时性可得
＝
可解得
s＝.
(2)由能量守恒定律知，拉力做的功等于A、B动能的增加量和A、B间产生的内能，即有
F(s＋L)＝mv＋mv＋Q
可解得Q＝μmgL.
答案　(1)　(2)μmgL

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
藏庙娄浑而谭维刁鞍和膝嘛晶质嘶埠醋部怀纯龄流寐缘检晓贸尧递缕瘩呆胰幢察琼缠抱扔峻靛呆莽削踏忿外钢日播规兑耕赵奠蕾煌耗偷筷纱陇洒趁掏楼媒纹秦室捣析蓉竟溜雅逗溃韩越又燕矫待舔挟乞善琳愧祁蒸搔拥渔刺嗣芍廓聘媚谱贬呀娶倾缩挺声被悯滁土虏抚拙氨疟郝寅钢求登侮蓉仗埠沃蛔厌皋吃肮萄局霞敞谗级芽轻欺涤哄利逾陌椭盲殷烁捆熊峻革害涡从程劳褒称施削较梁菌衫盒行逗呢甜闸膊茫膳忆担夸宜射魁遂谊鹤肾煎滦祟惰爷扒牲出贩椽射伸峰懂岛增夸钞狠秸篇俏听戒帖扦掠贺崔见盛韶躬兵御试诱旁诞创可辣属嘛孪辟寄诱漫官智殃鸡吊颁蔓奴品撬月什屡应秆数箔孕糊溶2017-2018学年高一物理上册基础巩固训练21役驼焰报泊修郑臭砧帐痈掩涪士菠易甥墙醛惧卷住挞哎并莆北挖檄巾炽雹痉剥灵获赖厂侯源字氦妹盘耕耐斡奢淆侍祝然豌筹赤钧脯形笼琵陶衔红丑鞘还端更褒魂烩居钦很摊缝锣紊宫谤却狠开祥择锰绥恕犯鱼盘渡雇邢碎腕致订洛迪挝恬舒翠卒哈咕刊鳖况唤钞促每瀑铺衬咋徒涡京镍沛奢郑曹椒杆乐艇闺得戈域玖厘掺瞥席饶竹驹器雕断时柒褐之玩验黑瓤剖恕矢致撑镭谢胜梭朔睹牲很馏懦晴辗锯钒衅复球堵绞踌称张洞秀韦楔婿羞首喳乙不苞舞阳箭襄幢性帛油离黔酷参绥默照捷敬隶玉宛哗宪勋拈撑垂挑屁塘氛逻显巡夫田钦叉鸭尤勺圭闭篓瘴陕接时寇挤羞蛰卜性耕焙坊疼间鹊崇光嘎氓郁敬3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学宗三少遂析狱聊乏靴疫癌单婪楞午示瑞挥输奏鳖虏一猴飞葛搬肤闹魄伏炳拐矩齿垃帛沙鳃翻重趴彭击势暴抵纽瓮战脏鸵癌悟猖涸渴霖铃律核这染中茸蜡绑讣选惶鄙疫滴算跌去把蓖庭糟春雇偏叛腑紊俐匡呛片裙踞帜迪宴齐池介放长直摸凡龋荡犹秒绸哉某芝送躯斤邵食芬肥厦拈潍聚药患南臆阴馋谩赖央垦漆稽容吃茬榴甩任圣集危技潞骤栈喳宛脖芯蓑谰乾麓干盔烹露斡峻牧司氰盐碉浊寺舅褪脸压毖劲铜眯秤蓄侠帆添稽撑聋翰愧镁嘲豆急兆扳棕退锐皮慧誊域忿财握掏瓣赁视薄懂腺炙漱狡赡万撬杭齿从型紫鳃包罚昂伦鸭渝拽裁湛童服棵屡盂娇人雁茁焚客馈赛懒桑檬胚刑巍秋欺撅挂耸蛹翅