遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.10 能量守恒定律與能源同步測(cè)試 新人教版必修2.doc
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7.10 能量守恒定律及能源 1.關(guān)于能源的利用,下列說法中正確的是 A. 由于我國煤和石油的儲(chǔ)量十分豐富,所以太陽能和核能的開發(fā)在我國并不十分重要 B. 能源的利用過程,實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞過程 C. 現(xiàn)在人類社會(huì)使用的能源主要是煤、石油和天然氣 D. 煤、石油和天然氣的化學(xué)能歸根到底來自太陽能 【答案】BCD 【解析】 我國煤和石油的儲(chǔ)量較豐富但人均占有量很低,開發(fā)太陽能和核能,改善能源結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義,可知A錯(cuò),BCD正確,故選BCD 思路分析:根據(jù)我國能源現(xiàn)狀和對(duì)人類目前對(duì)能源的利用情況進(jìn)行解答 試題點(diǎn)評(píng):考查了學(xué)生對(duì)能源的利用和我國能源現(xiàn)狀的了解情況。能源已經(jīng)成為制約我國發(fā)展的一個(gè)瓶頸。 2.如將小球拉至水平位置,釋放小球,在小球達(dá)到豎直位置時(shí),小球受重力的瞬時(shí)功率的變化情況為( ) A. 一直增大 B. 一直減小 C. 先增大后減小 D. 先減小后增大 【答案】C 【解析】 【詳解】根據(jù)PG=mgvy可知,小球在初位置重力做功的功率為零,在最低點(diǎn),由于重力的方向與速度方向垂直,則重力做功的功率為零,因?yàn)槌跄┪恢枚紴榱?,則整個(gè)過程中重力做功的功率先增大后減小,故選C. 3.一個(gè)小孩站在船頭,如圖,兩種情況下用同樣大小的力拉船,經(jīng)過相同的時(shí)間t,小孩做的功分別為W1,W2,及愛相同時(shí)間內(nèi)小孩拉升的功率P1,P2的關(guān)系為 A. W1> W2 ,P1=P2 B. W1 = W2,P1=P2 C. W1<W2 , P1<P2 D. W1<W2,P1=P2 【答案】C 【解析】 【詳解】?jī)煞N情況用同樣大小的力拉繩,左右兩幅圖中左邊的船移動(dòng)的位移相同,但右圖中右邊的船也要移動(dòng),故拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大;拉力的功等于拉力與作用點(diǎn)在拉力方向上的位移的乘積,故右圖中拉力做功多,由于時(shí)間相同,故右圖中拉力的功率大;故選C。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確拉力的功等于拉力與拉力作用點(diǎn)在拉力方向的位移的乘積,然后根據(jù)功率定義判斷功率的大小。 4.在勻加速運(yùn)動(dòng)的車廂里,一個(gè)人用力向前推車廂,人相對(duì)車廂未移動(dòng), 下列說法正確的是( ) A. 人對(duì)車不做功 B. 人對(duì)車做負(fù)功 C. 推力對(duì)車做正功 D. 車對(duì)人做正功 【答案】BCD 【解析】 【詳解】在加速向左運(yùn)動(dòng)的車廂中,人的加速度向左,根據(jù)牛頓第二定律得出人受的合力向左,人受力在豎直方向平衡,人的合力是由車廂對(duì)人的力提供的,所以車廂對(duì)人的力向左,所以車廂對(duì)人做正功,根據(jù)牛頓第三定律人對(duì)車廂的合力應(yīng)向右,所以人對(duì)車做負(fù)功,所以A錯(cuò)誤,BD正確;人對(duì)車廂的力向左,車向左運(yùn)動(dòng),所以人對(duì)車廂的推力做正功,故C正確;故選BCD。 【點(diǎn)睛】此題涉及到牛頓第二定律的應(yīng)用和力的作用的相互性,解決此類題目要結(jié)合作用力和反作用力考慮,即一個(gè)物體在施力的同時(shí)必然也受力,另一個(gè)物體在受力的同時(shí)必然也是施力物體. 5.將一個(gè)質(zhì)量為m,變長為a的勻質(zhì)正方體翻到,多連續(xù)翻滾十次,則推力至少做功( ) A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【詳解】要使正方體剛能翻到,對(duì)角線恰好在豎直線上時(shí),重力勢(shì)能的增加量等于推力所做的最小的功。開始時(shí),重心的高度:h0=a;對(duì)角線恰好在豎直線上時(shí),物體重心的高度:h=a;所以:W=△EP=mg△h=mga;則連續(xù)翻滾十次,推力至少做功,故選C. 【點(diǎn)睛】該題中是變力功的問題,不能直接通過功的公式計(jì)算,必須通過能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)求解;使木箱剛能翻到,對(duì)角線恰好在豎直線上時(shí),重力勢(shì)能的增加量等于推力所做的最小的功是解題的關(guān)鍵. 6.人的心臟每跳一次大約輸送的血液,正常血壓的平均值為,心臟每分鐘跳70次,據(jù)此估計(jì)心臟工作的平均功率為__________W。 【答案】1.4 【解析】 【詳解】人的心臟每跳一次輸送的血液看做長為L,截面積為S的液柱,心臟每跳一次需做的功為W=FL=pSL=p△V,心跳每分鐘70次,則心臟工作的平均功率為, 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會(huì)建立模型,將心臟每跳一次輸送的血液看做長為L,截面積為S的液柱.以及掌握平均功率的公式P=W/t. 7.額定功率為80KW的汽車在平直的公路上行駛,其最大速度可達(dá)到20m/s,汽車的質(zhì)量為2t。如果從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)中阻力不變,加速度為2m/s2,求: (1)汽車所受的阻力, (2)這個(gè)勻加速過程能維持多長時(shí)間? (3)第三秒末汽車的瞬時(shí)功率; (4)汽車做勻加速過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功; 【答案】.(1) (2)5s (3)48kw (4)J 【解析】 【詳解】(1)當(dāng)汽車達(dá)最大速度時(shí),加速度為零,牽引力的大小等于阻力的大小,即 (2)設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),需要的牽引力為F1,有F1=f+ma=8103N 汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力恒定,隨著車速的增大,汽車的輸出功率增大,當(dāng)輸出功率等于額定功率時(shí)的速度是汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度,設(shè)為v1,有 v1=m/s=10m/s 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 (3)假設(shè)3s末汽車仍然勻加速,則此時(shí)的瞬時(shí)速度為v3=at=6m/s P3=F1v3=8103N6m/s=48kW<80kw 汽車在3s末的瞬時(shí)功率為48kW (4)勻加速過程的位移: 發(fā)動(dòng)機(jī)做的功: 【點(diǎn)睛】本題考查的是機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式,即恒定加速度啟動(dòng)和恒定功率啟動(dòng).要求同學(xué)們能對(duì)兩種啟動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,能畫出動(dòng)態(tài)過程的方框圖,公式p=Fv,p指實(shí)際功率,F(xiàn)表示牽引力,v表示瞬時(shí)速度.當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),機(jī)車達(dá)到最大速度vm=P/f. 8.如圖,一雜技運(yùn)動(dòng)員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演,若摩托車的運(yùn)動(dòng)速度始終為v=20m/s,人和車的總質(zhì)量為末200kg,摩托車受到的阻力是摩托車對(duì)軌道壓力的k倍,且k=0.1。摩托車通過最高點(diǎn)A時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為零(摩托車的身長不計(jì)),g=10m/s2,求: (1)豎直遠(yuǎn)軌道的半徑 (2)摩托車通過最低點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 【答案】R=40m P=8000W 【解析】 【詳解】(1)由于車在A點(diǎn)時(shí)的功率為0,故車在A點(diǎn)受到的牽引力、阻力和軌道對(duì)摩托車的彈力均為0.由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:mg= 代入數(shù)據(jù)解得: (2)設(shè)摩托車在最低點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)它的彈力為N,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:N-mg= 解得:N=+mg=+20010=4000N 摩托車在最低點(diǎn)時(shí)受到的阻力為:f=kN=0.14000N=400N 則發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為:F=f=400N 故摩托車在最低點(diǎn)時(shí)的功率為:P=Fv=40020W=8000W 【點(diǎn)睛】求發(fā)動(dòng)機(jī)的功率時(shí)要注意用瞬時(shí)功率的公式,車在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)對(duì)車受力分析,應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的公式即可求得對(duì)軌道的壓力,由功率公式可求得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率. 9.環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會(huì)館服務(wù)。某量以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量為。當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流為I=50A,電壓U=300V。求在此行駛狀態(tài)下: (1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電。 (2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能將輸入功率的90%轉(zhuǎn)化用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī),求汽車所受的阻力與成中的比值, (3)設(shè)想改用太陽能電池給該汽車供電,其他條件不變,求所需太陽能電池板的最小面積。 已知太陽輻射的總功率Pu=W,太陽到地球的距離r=m,太陽光傳播到達(dá)地球的過程中,大約有30%的能量損耗,該車所用太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率約為15% 【答案】(1)1.5104W (2)0.045 (3) 【解析】 【詳解】(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電=IU=1.5104W 故驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P電=1.5104W。 (2)在勻速行駛時(shí):P機(jī)=0.9P電=Fv=fv,故有:f=,v=36km/h=10m/s, 代入數(shù)據(jù)得汽車所受阻力與車重之比為:=0.045。 故汽車所受阻力與車重的比值為0.045。 (3)當(dāng)陽光垂直電磁板入射時(shí),所需板面積最小,設(shè)其為S,距太陽中心為r的球面面積:S0=4πr2。 若沒有能量的損耗,太陽能電池板接受到的太陽能功率為P′,則 ① 設(shè)太陽能電池板實(shí)際接收到的太陽能功率為P,P=(1-30%)P/② 所以由①②可得: 由于P電=15%P,所以電池板的最小面積 故所需最小面積為101m2。 【點(diǎn)睛】本題依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒考查了太陽能的利用,有一定的現(xiàn)實(shí)意義,易錯(cuò)點(diǎn)在于不能正確求出地面上單位面積太陽能功率。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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