人教新課標(biāo)版高中物理必修二達(dá)標(biāo)作業(yè)能量守恒定律與能源word版含解析

1．不同的物理現(xiàn)象往往反映出相同的物理規(guī)律．下圖所示的現(xiàn)象中在能量轉(zhuǎn)化方面的共同點(diǎn)是()A．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量B．物體的動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能C．其他形式的能量轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能D．物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量[解析]圖中幾種現(xiàn)象的共同特點(diǎn)是物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，選項(xiàng)A正確．[答案]A2．(多選)在最近幾年的空調(diào)市場上出現(xiàn)一個新寵——變頻空調(diào)，據(jù)專家介紹變頻空調(diào)比定頻的要節(jié)能，因?yàn)槎l空調(diào)開機(jī)時就等同于汽車啟動時，很耗能，是正常運(yùn)行的5～7倍．空調(diào)在工作時達(dá)到設(shè)定溫度就停機(jī)，等溫度高了再繼續(xù)啟動．這樣的頻繁啟動，耗電多，而變頻空調(diào)啟動時有一個由低到高的過程，而運(yùn)行過程是自動變速來保持室內(nèi)溫度，從開機(jī)到關(guān)機(jī)中間不停機(jī)．而是達(dá)到設(shè)定溫度后就降到最小功率運(yùn)行，所以比較省電．閱讀上述介紹后，探究以下說法中合理的是()A．變頻空調(diào)節(jié)能，運(yùn)行中不遵守能量守恒定律B．變頻空調(diào)運(yùn)行中做功少，轉(zhuǎn)化能量多C．變頻空調(diào)在同樣工作條件下運(yùn)行效率高，省電D．變頻空調(diào)與定頻空調(diào)做同樣功時，消耗同樣電能[解析]自然界的一切過程都遵守能量守恒定律，A錯．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做同樣功，消耗同樣電能，B錯、D對．由變頻空調(diào)的工作特點(diǎn)可知省電的原理是效率高，C對．[答案]CD3.如圖所示為低空跳傘表演，假設(shè)質(zhì)量為m的跳傘運(yùn)動員，由靜止開始下落，在打開傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度為eq\f(4,5)g，在運(yùn)動員下落h的過程中，下列說法正確的是()A．運(yùn)動員的重力勢能減少了eq\f(4,5)mghB．運(yùn)動員的動能增加了eq\f(4,5)mghC．運(yùn)動員克服阻力所做的功為eq\f(4,5)mghD．運(yùn)動員的機(jī)械能減少了eq\f(4,5)mgh[解析]在運(yùn)動員下落h的過程中，重力勢能減少了mgh，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得，運(yùn)動員所受的合力為F合＝ma＝eq\f(4,5)mg，則根據(jù)動能定理得，合力做功為eq\f(4,5)mgh，則動能增加了eq\f(4,5)mgh，故B正確；合力做功等于重力做功與阻力做功的代數(shù)和，因?yàn)橹亓ψ龉閙gh，則克服阻力做的功為eq\f(1,5)mgh，故C錯誤；重力勢能減少了mgh，動能增加了eq\f(4,5)mgh，故機(jī)械能減少了eq\f(1,5)mgh，故D錯誤．[答案]B4.(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連．開始時用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度．下列有關(guān)該過程的分析正確的是()A．B物體的機(jī)械能一直減小B．B物體的動能增加量等于B物體重力勢能的減少量C．B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量D．細(xì)線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量[解析]從開始到B速度達(dá)到最大的過程中，細(xì)線的拉力對B一直做負(fù)功，所以B的機(jī)械能一直減小，故A正確；對于B物體，只有重力與細(xì)線拉力做功，根據(jù)動能定理可知，B物體動能的增加量等于它所受重力與拉力做功之和，不等于它的重力勢能的減少量，故B錯誤；整個系統(tǒng)中，根據(jù)功能關(guān)系可知，B減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為A的機(jī)械能以及彈簧的彈性勢能，故B物體機(jī)械能的減少量大于彈簧彈性勢能的增加量，故C錯誤；系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于系統(tǒng)除重力和彈簧彈力之外的力所做的功，A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線拉力對A做的功，故D正確．[答案]AD5．(多選)如圖所示，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動．物塊和小車之間的摩擦力為Ff.物塊滑到小車的最右端時，小車運(yùn)動的距離為x.在這個過程中．以下結(jié)論正確的是()A．物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F－Ff)(l＋x)B．物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為FfxC．物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l＋x)D．物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx[解析]對物塊分析，物塊的位移為l＋x，根據(jù)動能定理得，(F－Ff)(l＋x)＝eq\f(1,2)mv2－0，知物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F－Ff)(l＋x)，故A正確．對小車分析，小車的位移為x，根據(jù)動能定理得Ffx＝eq\f(1,2)Mv′2－0，知物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為Ffx，故B正確．根據(jù)做功公式，物體克服摩擦力做的功為Ff(l＋x)，故C正確．根據(jù)能量守恒得，外力F做的功轉(zhuǎn)化為小車和物塊的機(jī)械能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，則有F(l＋x)＝ΔE＋Q，所以ΔE＝F(l＋x)－Ffl，故D錯誤．[答案]ABC6．(多選)如圖所示，一根原長為L的輕彈簧，豎直放置，下端固定在水平地面上，一個質(zhì)量為m的小球，在彈簧的正上方從距地面高為H處由靜止開始下落并壓縮彈簧．若彈簧的最大壓縮量為x，小球下落過程受到的空氣阻力恒為Ff，則小球從開始下落到最低點(diǎn)的過程中()A．小球動能的增量為零B．小球重力勢能的增量為mg(H＋x－L)C．彈簧彈性勢能的增量為(mg－Ff)(H＋x－L)D．系統(tǒng)機(jī)械能減少FfH[解析]開始時，小球速度為零，當(dāng)彈簧達(dá)到最大壓縮量時，小球的速度剛好為零，則在整個過程中，小球動能的增量為零，選項(xiàng)A正確；在整個過程中，小球的重力做正功，重力勢能減小，則ΔEp＝－mg(H＋x－L)，選項(xiàng)B錯誤；在整個過程中，小球的重力做正功、空氣阻力做負(fù)功，則由能量守恒定律可得彈簧彈性勢能的增量ΔE＝(mg－Ff)(H＋x－L)，選項(xiàng)C正確；系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于重力、彈力以外的力所做的功，阻力做的功為Ff(H＋x－L)，所以系統(tǒng)機(jī)械能減少Ff(H＋x－L)，選項(xiàng)D錯誤．[答案]AC[拓展提升]7．(多選)如圖所示，置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B，B恰與盒子前、后壁接觸，斜面光滑且固定于水平地面上，一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接，另一端與A相連．今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中()A．彈簧的彈性勢能一直減小直至為零B．A對B做的功等于B機(jī)械能的增加量C．彈簧彈性勢能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量D．A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動能的增加量[解析]當(dāng)A、B整體受力平衡時，速度達(dá)到最大；同時根據(jù)A、B整體和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒分析．由于彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，故彈性勢能一直減小，但沒有減為零，故A錯誤；除重力外其余力做的功等于物體機(jī)械能的增加量，故A對B做的功等于B機(jī)械能的增加量，B正確；由于A、B整體和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故彈簧彈性勢能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量，故C正確；對物體A，重力、支持力、彈簧彈力和B對A彈力的合力做的功等于動能的增加量，B對A彈力做負(fù)功，故重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和大于A動能的增加量，故D錯誤．故選B、C.[答案]BC8．如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運(yùn)行，將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運(yùn)動到達(dá)傳送帶頂端．下列說法正確的是()A．第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功B．第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量C．第一階段物體和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階段物體機(jī)械能的增加量D．物體從底端到頂端全過程機(jī)械能的增加量等于全過程物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量[解析]第一階段滑動摩擦力對物體做正功，第二階段靜摩擦力對物體做正功，A項(xiàng)錯誤；摩擦力做的功等于物體機(jī)械能的增加量，B項(xiàng)錯誤；第一階段物體的平均速度是傳送帶速度的一半，物體運(yùn)動的位移x1恰好等于物體和傳送帶間相對移動的距離d，所以因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝Ffd＝Ffx1，等于物體機(jī)械能的增加量而不是動能的增加量，C正確；因第二階段靜摩擦力做正功，物體機(jī)械能增加，物體與傳送帶間沒有產(chǎn)生熱量，D錯誤．[答案]C9．如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A(A可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0從左側(cè)沖上質(zhì)量為m1、長為l、置于光滑水平面C上的木板B，剛好不從木板上掉下，此時木板對地位移為x1，已知A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，求這一過程中：(1)木板增加的動能；(2)小鐵塊減少的動能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量．[解析](1)對木板B根據(jù)動能定理得μmgx1＝eq\f(1,2)m1v2－0所以木板增加的動能ΔEkB＝μmgx1.(2)滑動摩擦力對小鐵塊A做負(fù)功，根據(jù)能量關(guān)系可知ΔEkA＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－μmg(x1＋l)即小鐵塊的動能減少了μmg(x1＋l)．(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量為ΔE減＝－ΔEkA－ΔEkB＝μmgl.(4)根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)減少的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則Q＝ΔE減＝μmgl.[答案](1)μmgx1(2)μmg(x1＋l)(3)μmgl(4)μmgl10．如圖所示，一水平方向的傳送帶以恒定的速度v＝2m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶右端固定著一光滑的四分之一圓弧面軌道，并與弧面下端相切．一質(zhì)量為m＝1kg的物體自圓弧面軌道的最高點(diǎn)由靜止滑下，圓弧軌道的半徑R＝m，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，不計物體滑過曲面與傳送帶交接處時的能量損失，傳送帶足夠長，g取10m/s2.求：(1)物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時間；(2)物體第一次從滑上傳送帶到離開傳送帶的過程中，傳送帶對物體做的功及由于摩擦產(chǎn)生的熱量．[解析](1)沿圓弧軌道下滑過程中機(jī)械能守恒，設(shè)物體滑上傳送帶時的速度為v1，則mgR＝eq\f(mv\o\al(2,1),2)，得v1＝3m/s物體在傳送帶上運(yùn)動的加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg＝2m/s2物體在傳送帶上向左運(yùn)動的時間t1＝eq\f(v1,a)＝s向左滑動的最大距離x＝eq\f(v\o\al(2,1),2a)＝m物體向右運(yùn)動速度達(dá)到v時，已向右移動的距離x1＝eq\f(v2,2a)＝1m所用時間t2＝eq\f(v,a)＝1s，勻速運(yùn)動的時間t3＝eq\f(x－x1,v)＝s所以t＝t1＋t2＋t3＝s(2)傳送帶對物體做的功W＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝－J物體向左運(yùn)動到速度為零的過程中相對于傳送帶的路程Δx1＝eq\f(v\o\al(2,1),2a)＋vt1物體向右加速到v過程中相對于傳送帶滑過的路程Δx2＝vt2－eq\f(v2,2a)Δx＝Δx1＋Δx2＝m由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmg·Δx＝J[答案](1)s(2)－JJ[強(qiáng)力糾錯]11．(多選)如圖所示，在不光滑的平面上，質(zhì)量相等的兩個物體A、B間用一輕彈簧相連接，現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上，從靜止開始經(jīng)一段時間后，A、B一起做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)它們的總動能為Ek時，撤去水平拉力F，最后系統(tǒng)停止運(yùn)動，從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運(yùn)動的過程中，系統(tǒng)()A．克服阻力做的功等于系統(tǒng)的動能EkB．克服阻力做的功大于系統(tǒng)的動能EkC．克服阻力做的功可能小于系統(tǒng)的動能EkD．克服阻力做的功一定等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量[解析]當(dāng)A、B一起做勻加速直線運(yùn)動時，彈簧一定處于伸長狀態(tài)，且此時彈簧彈力大于A所受的摩擦力，停止時彈簧彈力小于A所受的摩擦力，因此當(dāng)撤去外力F到系統(tǒng)停止運(yùn)動的過程中，彈簧的彈性勢能減小，由功能關(guān)系知，系統(tǒng)克服阻力做功應(yīng)等于系統(tǒng)的彈性勢能的減少量和動能的減少量，因此可以得知B、D正確．[答案]BD12.傾角為θ的長木板固定在地面上，在長木板的底端用擋板固定一質(zhì)量可忽略的彈簧，當(dāng)彈簧處于原長狀態(tài)時，上端處于長木板上的O點(diǎn)，一定質(zhì)量的物塊由長木板上的M點(diǎn)無初速釋放，當(dāng)物塊與彈簧作用后，最后靜止在長木板上，已知物塊與長木板之間的摩擦力不能忽略．則()A．經(jīng)過足夠長的時間，物塊將靜止在O點(diǎn)B．物塊與彈簧發(fā)生一次相互作用后，物塊可能回到M點(diǎn)C．從釋放物塊到物塊最終靜止的過程中物塊克服摩擦力做的功小于物塊重力勢能的減少量D．在運(yùn)動過程中物塊動能的最大值一定大于彈簧彈性勢能的最大值[解析]本題的易錯之處在于對運(yùn)動過程以及各力的做功情況把握不清．物塊由靜止下滑，說明重力沿斜面向下的分力大于滑動摩擦力，所以物塊最終停下時必定受彈簧的彈力作用，彈簧處于壓縮狀態(tài)，因此物塊不可能停在O點(diǎn)，選項(xiàng)A錯誤；物塊在運(yùn)動過程中