人教新课标版高中物理必修二达标作业能量守恒定律与能源word版含解析

1．不同的物理现象往往反映出相同的物理规律．下图所示的现象中在能量转化方面的共同点是()A．物体的机械能转化为其他形式的能量B．物体的动能全部转化为重力势能C．其他形式的能量转化为物体的机械能D．物体的重力势能转化为其他形式的能量[解析]图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量，选项A正确．[答案]A2．(多选)在最近几年的空调市场上出现一个新宠——变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5～7倍．空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动．这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机．而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电．阅读上述介绍后，探究以下说法中合理的是()A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律B．变频空调运行中做功少，转化能量多C．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电D．变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能[解析]自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错．功是能量转化的量度，做同样功，消耗同样电能，B错、D对．由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高，C对．[答案]CD3.如图所示为低空跳伞表演，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为eq\f(4,5)g，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是()A．运动员的重力势能减少了eq\f(4,5)mghB．运动员的动能增加了eq\f(4,5)mghC．运动员克服阻力所做的功为eq\f(4,5)mghD．运动员的机械能减少了eq\f(4,5)mgh[解析]在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误；根据牛顿第二定律得，运动员所受的合力为F合＝ma＝eq\f(4,5)mg，则根据动能定理得，合力做功为eq\f(4,5)mgh，则动能增加了eq\f(4,5)mgh，故B正确；合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力做的功为eq\f(1,5)mgh，故C错误；重力势能减少了mgh，动能增加了eq\f(4,5)mgh，故机械能减少了eq\f(1,5)mgh，故D错误．[答案]B4.(多选)如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是()A．B物体的机械能一直减小B．B物体的动能增加量等于B物体重力势能的减少量C．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量[解析]从开始到B速度达到最大的过程中，细线的拉力对B一直做负功，所以B的机械能一直减小，故A正确；对于B物体，只有重力与细线拉力做功，根据动能定理可知，B物体动能的增加量等于它所受重力与拉力做功之和，不等于它的重力势能的减少量，故B错误；整个系统中，根据功能关系可知，B减少的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C错误；系统机械能的增加量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功，A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功，故D正确．[答案]AD5．(多选)如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.在这个过程中．以下结论正确的是()A．物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(l＋x)B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfxC．物块克服摩擦力所做的功为Ff(l＋x)D．物块和小车增加的机械能为Fx[解析]对物块分析，物块的位移为l＋x，根据动能定理得，(F－Ff)(l＋x)＝eq\f(1,2)mv2－0，知物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(l＋x)，故A正确．对小车分析，小车的位移为x，根据动能定理得Ffx＝eq\f(1,2)Mv′2－0，知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx，故B正确．根据做功公式，物体克服摩擦力做的功为Ff(l＋x)，故C正确．根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有F(l＋x)＝ΔE＋Q，所以ΔE＝F(l＋x)－Ffl，故D错误．[答案]ABC6．(多选)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，竖直放置，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高为H处由静止开始下落并压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落到最低点的过程中()A．小球动能的增量为零B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)D．系统机械能减少FfH[解析]开始时，小球速度为零，当弹簧达到最大压缩量时，小球的速度刚好为零，则在整个过程中，小球动能的增量为零，选项A正确；在整个过程中，小球的重力做正功，重力势能减小，则ΔEp＝－mg(H＋x－L)，选项B错误；在整个过程中，小球的重力做正功、空气阻力做负功，则由能量守恒定律可得弹簧弹性势能的增量ΔE＝(mg－Ff)(H＋x－L)，选项C正确；系统机械能的减少量等于重力、弹力以外的力所做的功，阻力做的功为Ff(H＋x－L)，所以系统机械能减少Ff(H＋x－L)，选项D错误．[答案]AC[拓展提升]7．(多选)如图所示，置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上，一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P拴接，另一端与A相连．今用外力推A使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中()A．弹簧的弹性势能一直减小直至为零B．A对B做的功等于B机械能的增加量C．弹簧弹性势能的减小量等于A和B机械能的增加量D．A所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于A动能的增加量[解析]当A、B整体受力平衡时，速度达到最大；同时根据A、B整体和弹簧系统机械能守恒分析．由于弹簧一直处于压缩状态，故弹性势能一直减小，但没有减为零，故A错误；除重力外其余力做的功等于物体机械能的增加量，故A对B做的功等于B机械能的增加量，B正确；由于A、B整体和弹簧系统机械能守恒，故弹簧弹性势能的减小量等于A和B机械能的增加量，故C正确；对物体A，重力、支持力、弹簧弹力和B对A弹力的合力做的功等于动能的增加量，B对A弹力做负功，故重力和弹簧弹力做功的代数和大于A动能的增加量，故D错误．故选B、C.[答案]BC8．如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是()A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间因摩擦产生的热量[解析]第一阶段滑动摩擦力对物体做正功，第二阶段静摩擦力对物体做正功，A项错误；摩擦力做的功等于物体机械能的增加量，B项错误；第一阶段物体的平均速度是传送带速度的一半，物体运动的位移x1恰好等于物体和传送带间相对移动的距离d，所以因摩擦产生的热量Q＝Ffd＝Ffx1，等于物体机械能的增加量而不是动能的增加量，C正确；因第二阶段静摩擦力做正功，物体机械能增加，物体与传送带间没有产生热量，D错误．[答案]C9．如图所示，质量为m的小铁块A(A可视为质点)以水平速度v0从左侧冲上质量为m1、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，此时木板对地位移为x1，已知A、B间的动摩擦因数为μ，求这一过程中：(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量．[解析](1)对木板B根据动能定理得μmgx1＝eq\f(1,2)m1v2－0所以木板增加的动能ΔEkB＝μmgx1.(2)滑动摩擦力对小铁块A做负功，根据能量关系可知ΔEkA＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－μmg(x1＋l)即小铁块的动能减少了μmg(x1＋l)．(3)系统机械能的减少量为ΔE减＝－ΔEkA－ΔEkB＝μmgl.(4)根据能量守恒定律，系统减少的机械能全部转化为内能，则Q＝ΔE减＝μmgl.[答案](1)μmgx1(2)μmg(x1＋l)(3)μmgl(4)μmgl10．如图所示，一水平方向的传送带以恒定的速度v＝2m/s沿顺时针方向匀速转动，传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道，并与弧面下端相切．一质量为m＝1kg的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下，圆弧轨道的半径R＝m，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝，不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失，传送带足够长，g取10m/s2.求：(1)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间；(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带的过程中，传送带对物体做的功及由于摩擦产生的热量．[解析](1)沿圆弧轨道下滑过程中机械能守恒，设物体滑上传送带时的速度为v1，则mgR＝eq\f(mv\o\al(2,1),2)，得v1＝3m/s物体在传送带上运动的加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg＝2m/s2物体在传送带上向左运动的时间t1＝eq\f(v1,a)＝s向左滑动的最大距离x＝eq\f(v\o\al(2,1),2a)＝m物体向右运动速度达到v时，已向右移动的距离x1＝eq\f(v2,2a)＝1m所用时间t2＝eq\f(v,a)＝1s，匀速运动的时间t3＝eq\f(x－x1,v)＝s所以t＝t1＋t2＋t3＝s(2)传送带对物体做的功W＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝－J物体向左运动到速度为零的过程中相对于传送带的路程Δx1＝eq\f(v\o\al(2,1),2a)＋vt1物体向右加速到v过程中相对于传送带滑过的路程Δx2＝vt2－eq\f(v2,2a)Δx＝Δx1＋Δx2＝m由于摩擦产生的热量Q＝μmg·Δx＝J[答案](1)s(2)－JJ[强力纠错]11．(多选)如图所示，在不光滑的平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻弹簧相连接，现用一水平拉力F作用在B上，从静止开始经一段时间后，A、B一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为Ek时，撤去水平拉力F，最后系统停止运动，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中，系统()A．克服阻力做的功等于系统的动能EkB．克服阻力做的功大于系统的动能EkC．克服阻力做的功可能小于系统的动能EkD．克服阻力做的功一定等于系统机械能的减少量[解析]当A、B一起做匀加速直线运动时，弹簧一定处于伸长状态，且此时弹簧弹力大于A所受的摩擦力，停止时弹簧弹力小于A所受的摩擦力，因此当撤去外力F到系统停止运动的过程中，弹簧的弹性势能减小，由功能关系知，系统克服阻力做功应等于系统的弹性势能的减少量和动能的减少量，因此可以得知B、D正确．[答案]BD12.倾角为θ的长木板固定在地面上，在长木板的底端用挡板固定一质量可忽略的弹簧，当弹簧处于原长状态时，上端处于长木板上的O点，一定质量的物块由长木板上的M点无初速释放，当物块与弹簧作用后，最后静止在长木板上，已知物块与长木板之间的摩擦力不能忽略．则()A．经过足够长的时间，物块将静止在O点B．物块与弹簧发生一次相互作用后，物块可能回到M点C．从释放物块到物块最终静止的过程中物块克服摩擦力做的功小于物块重力势能的减少量D．在运动过程中物块动能的最大值一定大于弹簧弹性势能的最大值[解析]本题的易错之处在于对运动过程以及各力的做功情况把握不清．物块由静止下滑，说明重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力，所以物块最终停下时必定受弹簧的弹力作用，弹簧处于压缩状态，因此物块不可能停在O点，选项A错误；物块在运动过程中