高一物理同步练习题解析 7-10 能量守恒定律与能源 （人教版必修2） 4页

1 7.10 能量守恒定律与能源 同步练习题解析（人教版必修 2） 1．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块 A 并留在 A 中，A、B 用一根弹性良好 的弹簧连在一起，如图所示，则在子弹从开始射入木块 A 并压缩弹簧的整个过程中，对子 弹、两木块和弹簧组成的系统（ ）。 A．系统机械能守恒 B．系统机械能不守恒 C．仅对 A、B 系统，机械能守恒 D．无法判断 2．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，且不考虑室内外热量的传递，则开机后，室内的温度将（ ）。 A．逐渐升高 B．保持不变 C．开机时降低，停机时又升高 D．开机时升高，停机时又降低 3．如图所示，容器 A、B 各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气， 大气压恒定。A、B 的底部由带有阀门 K 的管道相连，整个装置与外界隔热。原先 A 中水面 比 B 中的高，打开阀门，使 A 中的水逐渐向 B 中流，最后达到平衡。在这个过程中（ ）。 A．大气压力对水做功，水的内能增加 B．水克服大气压力做功，水的内能减少 C．大气压力对水不做功，水的内能不变 D．大气压力对水不做功，水的内能增加 4．如图所示，倾角θ＝30 °的粗糙斜面固定在地面上，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，其上端与斜面顶端齐平。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（此时物块未到达地面），在此过程中 （ ）。 A．物块的机械能逐渐增加 B．软绳重力势能共减少了 1 4 mgl C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 2 D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和 5．将一个小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力 F 沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿 斜面运动了一段距离。若已知在此过程中，拉力 F 所做的功的大小（绝对值）为 A，斜面对 滑块的作用力所做的功的大小为 B，重力做功的大小为 C，空气阻力做功的大小为 D。当用 这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于______，滑块的重 力势能的改变等于______；滑块机械能（指动能与重力势能之 和）的改变等于______。 6．如图所示，水平传送带的速度 v＝3 m/s，两轮的圆心距离 s＝4．5 m，现将 m＝1 kg 的小物体轻放到左轮正上方的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0．15，电动机 带动传送带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？ 7．粮食储存仓常常需要利用倾斜的传送带将装满粮食的麻袋运送到高处，如图所示。 已知传送带长度为 15 m，与水平面的夹角为 30°，在电动机的带动下，传送带以 0．3 m/s 的恒定速率向斜上方运送麻袋，电动机的最大输出机械功率为 10 kW，传送装置本 身消耗 的功率为 4．0 kW，设每个麻袋的总质量为90 kg，且在将麻袋放在传送带上时麻袋具有与 传送带相同的速度，取 g＝10 m/s2。 （1）麻袋被传送带从最底端运送到顶端的过程中，传送带对每个麻袋做的功为多少？ （2）该传送带每分钟最多能运送多少个麻袋？ 答案与解析 1. 答案：B 解析：此题分为两个过程，一是子弹射入木块 A 中，二是弹簧被压缩，这两个过程并 非独立，而是同时发生的。 当子弹射入木块 A 中时，子弹受摩擦力的作用，与木块 A 发生相对运动，摩擦生热， 机械能有损失，转化为内能。 当子弹相对 A 静止以后，木块 A、B 与弹簧组成的系统机械能守恒，内部有动能与弹性 3 势能的转化，所以选 B。 2. 答案：A 解析：冰箱内、外热传递不能改变室温，冰箱运转，一部分电能转化为内能，使室温升 高。 3. 答案：D 解析：整个过程中，大气压对水不做功 。由于重心的降低，重力势能减小。而水和器 壁有摩擦，内能增加，即重力势能转化为内能。 4. 答案：BD 解析：由于绳子拉力对物体做负功，物块的机械能逐渐减小，选项 A 错；选斜面顶端 为零势能点，则软绳在斜面上的重力势能为 1 4 mgl ，软绳在刚离开 斜面时的重力势能为 1 2 mgl ，因 此软绳重力势能共减少了 1 4 mgl ，选项 B 对；由于物块所受重力与软绳所受 摩擦力大小不等，因此两力做功大小不相等，选项 C 错；以软绳为研究对象，由动能定理 得 WG＋WF－Wf＝ΔEk，得 WG＝ΔEk＋Wf－WF，由功能关系知选项 D 对。 5. 答案：A－B＋C－D －C A－B－D 解析：根据动能定理，动能的改变等于合外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力， 斜面对滑块的作用力（因弹力不做功，实际上为摩擦阻力做的功），因此ΔEk＝A－B＋C－D； 重力势能的减少等于重力做的功，因此ΔEp＝－C；滑块机械能的改变等于重力之外的其他 力做的功，因此ΔE＝A－B－D。 6. 答案：9 J 解析：物体在相对滑动过程中，在摩擦力作用下做匀加速运动，则 21.5m/sfa gm    相对滑动的时间 2 svt a  物体相对地面的位移 2 1 1 3 m2s at  摩擦力对物体做的功 2 1 1 4.5 J2W mv  物体与传送带间的相对位移 L＝vt－s1＝3 m 相对滑动过程中产生的热量 W2＝μmgL＝4．5 J 由功能关系得电动机消耗的电能为 E＝W1＋W2＝9 J。 7. 答案：（1）6．75×103 J （2）53 解析：（1）根据功能关系，传送带对每个麻袋做的功等于麻袋机械能的增量，故 4 W＝ΔE＝mgh＝6．75×103 J。 （2）传送带每分钟对麻袋做的功为 W 总＝（P－P′）t＝（1．0×104 W－4．0×103 W）×60 s＝3．6×105 J 麻袋个数 5 3 3.6 10 536.75 10 Wn W    总 个 个 。