2020-2021学年高一物理(人教版必修2)第七章第十节课时作业-含答案.docx

一、单项选择题
1．下列说法正确的是(　　)
A．随着科技的进展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成其他能量，但照射到宇宙空间的能量都消逝了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违反了能量转化和守恒定律，因而是不行能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能始终走动，说明能量可以凭空产生
解析：选C.永动机是不消耗或少消耗能量，可以大量对外做功的装置，违反能量守恒定律，A错误．能量不行能凭空消逝，B错误．能量也不行能凭空产生，C正确，D错误．
2．(2022·宿迁高一检测)如图所示，Q是一个有半圆形轨道的物体，固定在地面上，轨道位于竖直平面内，a、b两端点等高．金属块P从H高处自由下落，滑过Q从b点竖直上升，到达的最大高度是.当它再次落下，滑过轨道最低点后(　　)
A．恰能到达a点　　　　　　 B．能冲出a点
C．不能到达a点 D．无法确定
解析：选B.金属块第一次运动过程因轨道摩擦而消耗的机械能为ΔE1＝mgH，其次次运动过程在轨道上对应点的速度比第一次小，与轨道的摩擦力也比第一次小，通过轨道时消耗的能量也比第一次小，ΔE2<mgH，因此金属块能冲出a点，选项B正确．
3．连接A、B两点的弧形轨道ACB和ADB外形相同，材料相同，如图所示，一个小物体由A以确定的速度v开头沿ACB轨道到达B的速度为v1；若由A以相同初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2，比较v1和v2的大小，有(　　)

A．v1>v2 B．v1＝v2
C．v1<v2 D．条件不足，无法判定
解析：选A.由题意可知，弧形材料和的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为圆周运动，由于物块在上运动时对曲面的正压力大于在上对曲面的正压力(考虑圆周运动向心力)，故在上克服摩擦力做的功大于在上克服摩擦力做的功，再由动能定理即可得出．
☆4.(2022·淄博高一期中)如图所示，弹簧固定在水平地面上，一小球自弹簧上端某高度h(h>0)处下落，不计空气阻力及弹簧压缩过程中的能量损失．关于此后小球运动过程，下列说法正确的是(　　)
A．小球从接触弹簧开头，到离开弹簧的过程中，速度与加速度方向先相反后相同
B．小球在压缩弹簧向下运动过程中，球处于失重状态；在弹簧向上弹起小球的过程中，球处于超重状态
C．小球向下运动，从接触弹簧到压缩到最低的过程中，重力势能始终减小，弹性势能始终增加
D．小球仍能返回到最初的位置，小球在整个运动过程中机械能始终不变
解析：选C.小球刚接触弹簧后的一个过程中，弹力小于重力，加速度先向下，随着弹力的增大，当弹力大于重力后，加速度变为向上，所以小球先加速再减速，同理分析知小球返回离开弹簧的过程中，先加速后减速，所以小球从接触弹簧开头，到离开弹簧的过程中，速度与加速度方向先相同后相反，再相同再相反，A错误；小球在压缩弹簧向下运动过程中，球既有失重状态又有超重状态，在弹簧向上弹起小球的过程中，球先超重后失重，B错误；小球向下运动，从接触弹簧到压缩到最低的过程中，高度始终在减小，重力势能始终减小，弹簧的压缩量始终增大，弹性势能始终增加，C正确；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，D错误．
☆5.(2022·广州高一检测)如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物，A、B都向前移动一段距离．在此过程中(　　)

A．外力F做的功等于A和B动能的增量
B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量
C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D．外力F对B做的功等于B的动能增量
解析：选B.物体A所受的合外力等于B对A的摩擦力，对物体A应用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量，B正确．A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不相等，故二者做功不相等，C错误．对B应用动能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝WFf＋ΔEkB，就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D错误．由上述争辩知B克服摩擦力所做的功与B对A的摩擦力所做的功不相等，即WFf≠ΔEkA，WF≠ΔEkA＋ΔEkB，故A错误．
6．(2022·临沂高一检测)下列哪些现象属于能量的耗散(　　)
A．利用水流能发电产生电能
B．电能在灯泡中变成光能
C．电池的化学能变成电能
D．火炉把屋子烤暖
解析：选D.能量耗散主要指其他形式的能量最终转化为环境的内能，不能再被收集起来重新利用，故D对．
二、多项选择题
7．(2022·商丘高一检测)从光滑斜面上滑下的物体，最终停在粗糙的水平面上，说明(　　)

A．物体在斜面上滑动时，具有动能和势能的相互转化
B．物体在斜面上滑动时，有部分势能转化为内能
C．物体在水平面上滑动时，总能量正在消逝
D．物体在水平面上滑动时，机械能转化为内能，总能量守恒
答案：AD
8．(2022·衡水高一检测)在巴塞罗那游泳世锦赛三米板决赛中何姿轻松夺冠．若何姿的质量为m，她入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为 F，在水中下降高度h的过程中，她的(g为当地重力加速度)(　　)
A．重力势能削减了mgh
B．动能削减了Fh
C．机械能削减了(F＋mg)h
D．机械能削减了Fh
解析：选AD.重力势能的削减量等于重力做的功mgh，A正确．动能的削减量等于克服合力做的功，为(F－mg)h，B错误．机械能的削减量等于克服阻力F做的功Fh，C错误，D正确．
☆9.如图甲所示，竖直轻弹簧下端安装有压力传感器，t＝0时，将一金属小球从轻弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到轻弹簧上压缩轻弹簧到最低点，然后又被弹起离开轻弹簧，上升到确定高度后再下落，如此反复．压力传感器测出这一过程轻弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则(　　)

甲　　　　　　　　乙　　　　
A．t1时刻小球重力势能最小
B．t2时刻小球重力势能最小
C．t1～t2这段时间内，小球的机械能渐渐削减
D．t1～t2这段时间内，小球的机械能守恒
解析：选BC.小球由静止释放后，先做自由落体运动，在t1时刻与轻弹簧接触，刚开头一段时间内轻弹簧对小球的支持力N＝kx比重力G小，小球所受的合外力方向竖直向下，与速度同向，小球竖直向下做加速运动，当N＝G时，速度最大，之后小球连续压缩轻弹簧，x连续增大，N>G，合外力方向改为竖直向上，与速度方向相反，小球竖直向下做减速运动，到t2时刻轻弹簧弹力最大，弹性势能最大，小球速度为零，小球在最低点，重力势能最小，选项B正确、A错误；t1～t2这段时间内，弹性势能渐渐增加，而小球、轻弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球的机械能渐渐削减，选项C正确，D错误．
三、非选择题
10．(2022·重庆南开中学高一检测)质量为m的钢球以速度v落入沙坑，钢球在沙坑中下陷的深度为d，重力加速度为g，求：
(1)钢球在沙坑中受到的阻力大小Ff；
(2)钢球下陷过程中产生的内能．
解析：(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得
mgd－Ffd＝0－mv2
解得：Ff＝mg＋.
(2)由能量守恒定律可知内能的增量等于钢球机械能的削减量，故ΔE内＝mgd＋mv2.
答案：(1)mg＋　(2)mgd＋mv2
11.(2022·大连高一检测)如图所示，质量为m的小铁块A(A的长度可忽视)以水平速度v0从左侧冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B，刚好不从木板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时木板对地位移为x，求这一过程中：
(1)木板增加的动能；
(2)小铁块削减的动能；
(3)系统机械能的削减量；
(4)系统产生了多少热量．
解析：如图所示，可知小铁块的位移为x＋l，设两者共同的速度为v.

(1)对B依据动能定理得
μmgx＝Mv2－0
所以ΔEkB＝μmgx.
(2)滑动摩擦力对小铁块A做负功，依据能量关系可知
ΔEkA＝mv2－mv＝－μmg(x＋l)．
即小铁块的动能削减了μmg(x＋l)．
(3)系统机械能的削减量为
ΔE减＝mv－(M＋m)v2＝μmgl.
(4)依据能量守恒定律，系统削减的机械能全部转化为内能．Q＝ΔE减＝μmgl.
答案：(1)μmgx　(2)μmg(x＋l)　(3)μmgl　(4)μmgl
☆12.如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h，NP长度为s.一物块自M端从静止开头沿轨道下滑，与挡板发生一次弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽视不计，物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ，与挡板碰撞无能量损失，求物块停止的地方与N点距离的可能值．

解析：依据功能关系，在物块从开头下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的削减ΔEp与物块克服摩擦力所做功的数值相等．
ΔEp＝W①
设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则
ΔEp＝mgh②
W＝μmgs′③
联立①②③化简得s′＝
第一种可能是：物块与挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为
d＝2s－s′＝2s－
另一种可能是：物块与挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为
d＝s′－2s＝－2s.
答案：2s－或－2s