人教版高中物理必修2练习能量守恒定律与能源

1、随堂检测，巩固落实随堂检测.设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着 的，那么室内的温度将（）A.升高B,降低C.不变D.都有可能解析：选A.电冰箱是利用制冷剂，如氟利昂从箱内蒸发器处吸热而汽化后 ，到箱外冷凝 器中放热液化，然后又到蒸发器中吸热汽化 如此循环而制冷的.由于蒸发器温度低 ，冷凝 器温度高，制冷过程中，全靠压缩机将蒸发器中的氟利昂抽出再压缩到冷凝器中，以实现热量从低温物体传递到高温物体.其中压缩机对氟利昂蒸汽做了功.电能转化为内能，所以制冷剂从蒸发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，房间又是绝热的，故室内温度升高.故A正确，B、C、D均错.滑雪

2、运动深受人民群众喜爱.某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点 B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（）A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变解析：选C.运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A项错误；由动能定理可知 合外力做功一定为零，C项正确；运动员所受滑动摩擦力大小随运动员对滑道压力大小的变化 而变化，B项错误；运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，D项错误.（多选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮 的光；降落

3、伞在空中匀速下降.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是（）A.物体克服阻力做功.物体的动能转化为其他形式的能量C.物体的势能转化为其他形式的能量D.物体的机械能转化为其他形式的能量解析：选AD.在这三个现象中，物体运动过程中都受到阻力 ，汽车受摩擦阻力，流星、降 落伞受空气阻力，故选项A正确；三个物体运动过程中，汽车是动能转化为了内能，流星、 降落伞是重力势能转化为其他形式的能量，总之是机械能转化为其他形式的能量，故选项D正确.如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到 高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定.传输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑.将货物轻轻地放在

4、A处，货物随皮带到达平台.货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹.已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为的满足tan 0的可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力（）A.皮带对货物做的功等于货物动能的增加量B.皮带对货物做的功等于货物对皮带做的功C.因传送货物，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D.货物质量m越大，系统产生的热越多解析：选D.皮带对货物做的功等于货物的机械能的增加量，即动能和势能的增加量的和，2A错；设货物向上加速时的加速度为a,则它加速过程沿皮带方向的位移为x物=白，此过程2a皮带前进的距离 x带=丫5=v.故皮带对货物做的功 W1= mgos 0 - x物，货物对皮带做的功

5、 W2 a a=-mcos 0- x带，WiEbQa= QbB.Ea= EbQaQbC.EaEbQaQbD .EaQb解析：选A.设斜面倾角为e,底边长为b,则WFf= mgcos e熹mgb即摩擦力做功与斜面倾角无关，所以两物体的摩擦力做功相同，产生的热量相同.由题图知A物体的重力做的功大于B物体的重力做的功，再由动能定理知，EaEb.故A正确.4.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（）H（A.外力F做的功等于A和B动能的增量B对A的摩擦力所做

6、的功等于 A的动能增量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- Wzf= A EkB,即W=WFf+A EkB, 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 讨论知B克服摩擦力所做的功与 B对A的摩擦力所做的功

7、不相等，即WFfW A EkA, Wfw A EkA + A EkB,故A错误.蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的床垫（A位置）上，随床垫一同向下做变速运动到达最低点（B位置），如图.有关运动员从 A运动至B的过程，说法正确的是（）A.运动员的机械能守恒B.运动员的速度一直减小C.运动员的机械能先增加后减小D.运动员先失重后超重解析：选D.运动员从A运动至B的过程，床垫弹力对运动员做负功，运动员的机械能转 化成了蹦床的弹性势能，运动员的机械能不断减小 ，A、C错；该过程运动员受到的合力先是 向下后向上，加速度也是先向下后向上，所以运动员先失重后超重 ，D

8、对；运动员的速度是先 增加后减小的，B错.如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端 固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动.质量不同、形状相同的两物块 分别置于两弹簧上端.现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压-缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度 第一次减为零的过程，两物块 （）A.最大速度相同B.最大加速度相同C.上升的最大高度不同D .重力势能的变化量不同解析：选C.当弹簧的弹力和物块重力沿斜面向下的分力大小相等时，物块的速度最大，由于两物块的质量不同，故两物块速度分别达到最大时，与质量大的物块接触的弹簧的形变 量较大，根据能量守

9、恒定律可知，质量大的物块的最大速度较小，选项A错误；刚撤去外力 时，两物块的加速度最大，根据牛顿第二定律得 kx- mgsin 0= ma（。为斜面倾角）,3 = - gsin 为由于两物块的质量不同，故两物块的最大加速度不同 ，选项B错误；从撤去外力到物块速 度第一次减为零的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为物块的重力势能，由于两物块质量不同，故上升的最大高度不同，选项C正确；两物块重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的减 少量，故重力势能的变化量相同，选项D错误. TOC o 1-5 h z .如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m.在乂管口右端用盖板 A密闭，两边液面高度差

10、为h, U形管内液体的总长度为 4h, T ft ； 先拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，日则该过程中液体机械能的减少转化为的内能是（）A. l6mghB. gmgh1C.mgh1D. 2mgh解析：选A.去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能.如图所示，最终状态可1等效为右侧扣的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势 能，则 Q = 8mg 2h =而mgh,故 A 正确.、多项选择题.下列关于能量转化的说法中，正确的是（）A.能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集

11、起来重新利 用B.各种形式的能量在转化中，总能量是不变的C.在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利 用的变成了不便于利用的D.各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的解析：选ABC.根据能量守恒定律可知，不论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的.由能量耗散知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境的内能，而我们无法把这些内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量仍是守恒的.故选项A、B、C正确，D错误.质量为m的物体在竖直

12、向上的恒力F作用下减速上升了 H,下列说法正确的有（）A .物体的重力势能增加了 mgHB.物体的动能减少了 FHC.物体的机械能增加了 FHD.物体势能的增加量小于动能的减少量解析：选AC.物体向上运动时，重力做负功，重力势能增加 mgH,选项A正确；合力做 负功，动能减少了（mg F）H,选项B错误；除重力以外的力 F做了正功，机械能增加FH , 选项C正确；由于机械能增加，所以物体重力势能的增加量大于动能的减少量 ，选项D错误.10.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，二y小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点.已皿露知杆与水平面之间的夹角长45 ,当小

13、球位于B点时，弹簧与杆垂直， yA 此时弹簧处于原长.现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A .小球的动能与重力势能之和保持不变B.小球的动能与重力势能之和先增大后减小C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大D .小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变解析：选BC.以弹簧为研究对象，小球运动过程中，弹簧的形变量先变小到原长，后变大，所以弹簧的弹性势能 Epi先减小后增大.再以弹簧和小球组成的系统为研究对象，只有重力、弹力做功，所以系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能 Epi、小球的动能Ek和重力势能Ep2之 和保

14、持不变，即Ek+Epi+Ep2=恒量.由于 Epi先减小后增大，故选项A错误，选项B正确； 由于Ep2一直减小，所以Ek与Epi之和一直增大，选项C正确；由题意可知，小球的速度先增 大后减小，即Ek先增大后减小，所以Epi与Ep2之和先减小后增大，选项D错误.三、非选择题ii,某一圆筒横截面积为3Xi02 m2,筒内装水0. 6 kg,用水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 i C.已知水的比热容c= 4. 2X i03J/(kg C ).求：(i)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

15、%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(日地距离r=i. 5Xi0i3 cm)?解析：(i)圆筒内的水经过 2 min照射后，增加的内能A E = Q = cm A t解得A E = 2. 52X i03 J每分钟获得的能量为AE32 = i . 26Xi03 j/min圆筒面积 S=3x i0 2 m2 = 3xi02 cm2地球上每分钟每平方厘米获得的能量为AE ,2、-=4. 2 J/(min - cm2).2 S(2)上述能量也相当于以太阳为球心，以日地距离r为半径的球面上每分钟每平方厘米获 得的能量，设太阳辐射的功率为P,则PX 60442X43% =A E2

16、S其中 r=i. 5Xi0i3 cm解得 p=4. 6X i026 W.答案:(i)4.2 J/(min cm2) (2)4.6 xi026 Wi2.如图所示，用一块长 Li=i. 0 m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高 H = 0. 8 m,长L2=i. 5 m,斜面与水平桌面的倾角可在060间调节后固定.将质量 m=0. 2 kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数 岗=0. 05,物块与桌面间的动摩擦因数为巴 忽略物块在斜面与桌面交接处 TOC o 1-5 h z 的能量损失.(重力加速度取g=10 m/s2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)当。角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示)(2)当。角增大到37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数 阳(已知 sin 37 = 0. 6, cos 37 = 0. 8)(3)继续增大。角，发现 仁53。时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm.解析：(1)为使小物块下滑，应有mgsin 0 以mgcos 0。满足的