遼寧省大連市高中物理 第七章 機械能守恒定律 7.10 能量守恒定律與能源同步測試 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，實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞過程 C. 現(xiàn)在人類社會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，BCD正確，故選ＢＣＤ 思路分析：根據(jù)我國能源現(xiàn)狀和對人類目前對能源的利用情況進(jìn)行解答 試題點評：考查了學(xué)生對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，小球受重力的瞬時功率的變化情況為（ ） 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，由于重力的方向與速度方向垂直，則重力做功的功率為零，因為初末位置都為零，則整個過程中重力做功的功率先增大后減小，故選C． 3.一個小孩站在船頭，如圖，兩種情況下用同樣大小的力拉船，經(jīng)過相同的時間t，小孩做的功分別為W1，W2，及愛相同時間內(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】兩種情況用同樣大小的力拉繩，左右兩幅圖中左邊的船移動的位移相同，但右圖中右邊的船也要移動，故拉力作用點移動的距離大；拉力的功等于拉力與作用點在拉力方向上的位移的乘積，故右圖中拉力做功多，由于時間相同，故右圖中拉力的功率大；故選C。 【點睛】本題關(guān)鍵明確拉力的功等于拉力與拉力作用點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.在勻加速運動的車廂里，一個人用力向前推車廂，人相對車廂未移動， 下列說法正確的是（ ） A. 人對車不做功 B. 人對車做負(fù)功 C. 推力對車做正功 D. 車對人做正功 【答案】BCD 【解析】 【詳解】在加速向左運動的車廂中，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人的力提供的，所以車廂對人的力向左，所以車廂對人做正功，根據(jù)牛頓第三定律人對車廂的合力應(yīng)向右，所以人對車做負(fù)功，所以A錯誤，BD正確；人對車廂的力向左，車向左運動，所以人對車廂的推力做正功，故C正確；故選BCD。 【點睛】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，即一個物體在施力的同時必然也受力，另一個物體在受力的同時必然也是施力物體． 5.將一個質(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，對角線恰好在豎直線上時，重力勢能的增加量等于推力所做的最小的功。開始時，重心的高度：h0＝a；對角線恰好在豎直線上時，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. 【點睛】該題中是變力功的問題，不能直接通過功的公式計算，必須通過能量轉(zhuǎn)化的觀點求解；使木箱剛能翻到，對角線恰好在豎直線上時，重力勢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， 【點睛】解決本題的關(guān)鍵會建立模型，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動，設(shè)運動中阻力不變，加速度為2m/s2，求： （1）汽車所受的阻力， （2）這個勻加速過程能維持多長時間？ （3）第三秒末汽車的瞬時功率； （4）汽車做勻加速過程中，發(fā)動機做的功； 【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，加速度為零，牽引力的大小等于阻力的大小，即 （2）設(shè)汽車做勻加速運動時，需要的牽引力為F1，有F1=f+ma=8103N 汽車做勻加速運動時，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的速度是汽車做勻加速運動的最大速度，設(shè)為v1，有 v1＝m/s＝10m/s 根據(jù)運動學(xué)公式，汽車維持勻加速運動的時間為 （3）假設(shè)3s末汽車仍然勻加速，則此時的瞬時速度為v3=at=6m/s P3=F1v3=8103N6m/s=48kW＜80kw 汽車在3s末的瞬時功率為48kW （4）勻加速過程的位移： 發(fā)動機做的功： 【點睛】本題考查的是機車啟動的兩種方式，即恒定加速度啟動和恒定功率啟動．要求同學(xué)們能對兩種啟動方式進(jìn)行動態(tài)分析，能畫出動態(tài)過程的方框圖，公式p=Fv，p指實際功率，F(xiàn)表示牽引力，v表示瞬時速度．當(dāng)牽引力等于阻力時，機車達(dá)到最大速度vm=P/f． 8.如圖，一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演，若摩托車的運動速度始終為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軌道壓力的k倍，且k=0.1。摩托車通過最高點A時，發(fā)動機的功率為零（摩托車的身長不計），g=10m/s2，求： （1）豎直遠(yuǎn)軌道的半徑 （2）摩托車通過最低點時發(fā)動機的功率 【答案】R=40m P=8000W 【解析】 【詳解】（1）由于車在A點時的功率為0，故車在A點受到的牽引力、阻力和軌道對摩托車的彈力均為0．由牛頓運動定律得：mg= 代入數(shù)據(jù)解得： （2）設(shè)摩托車在最低點時，軌道對它的彈力為N，由牛頓運動定律得：N-mg= 解得：N=+mg=+20010=4000N 摩托車在最低點時受到的阻力為：f=kN=0.14000N=400N 則發(fā)動機的牽引力為：F=f=400N 故摩托車在最低點時的功率為：P=Fv=40020W=8000W 【點睛】求發(fā)動機的功率時要注意用瞬時功率的公式，車在最高點和最低點時對車受力分析，應(yīng)用圓周運動的公式即可求得對軌道的壓力，由功率公式可求得發(fā)動機的功率． 9.環(huán)保汽車將為2008年奧運會館服務(wù)。某量以蓄電池為驅(qū)動能源的環(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，驅(qū)動電機的輸入電流為I=50A,電壓U=300V。求在此行駛狀態(tài)下： （1）驅(qū)動電機的輸入功率P電。 （2）若驅(qū)動電機能將輸入功率的90%轉(zhuǎn)化用于牽引汽車前進(jìn)的機械功率P機，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)動電機的輸入功率P電=IU=1.5104W 故驅(qū)動電機的輸入功率P電=1.5104W。 （2）在勻速行駛時：P機=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，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)實意義，易錯點在于不能正確求出地面上單位面積太陽能功率。