2021学年第2节 能量的转化与守恒课时练习

6.2能量的转化与守恒基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．电能是使用最方便的能源，以下几种发电方式中会对大气造成污染的是（　　）

A．风力发电 B．水力发电 C．火力发电 D．太阳能发电

2．下列不属于清洁能源的是（　　）

A．氢能 B．风能 C．太阳能 D．煤

3．下列关于能量的转化，下列说法中正确的是（      ）

A．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的

B．摩擦生热的过程是不可逆过程

C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

4．能源问题是人类对能源需求的增长和现有能源资源日趋减少的矛盾。人类的生存与发展都和能源有密切关系，人类的一切经济活动和生存都依赖于能源的供给，而开采其他资源和利用其他资源也都要依赖能源。下列有关能量与能源的说法，正确的是（　　）

A．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源

B．人类在不断开发新能源，由此可知能量可以不断被创造

C．能量可以在不同的物体之间转移，不能在不同形式之间转化

D．能量可以从一种形式转化为另一种形式

5．如图所示，一颗弹丸从离水面不高处自由落入水中，会溅起几个小水珠，关于小水珠跳起的高度，下列说法中正确的是（　　）

A．所有小水珠跳起的高度全都超过弹丸下落的高度

B．所有小水珠跳起的高度全都不超过弹丸下落的高度

C．个别小水珠跳起的高度可以超过弹丸下落的高度

D．若小水珠跳起的高度超过弹丸下落的高度，肯定是违背能量守恒的

6．在杭州湾入海口，有亚洲第一座大型海上风电场﹣﹣东海大桥海上风电场，该风电场有58台风机，风机叶轮直径91m，总装机容量约200兆瓦，所生产的绿色电能，相当于为海减少了20万辆小轿车产生的碳污染．已知空气密度为1.29kg/m3，假设风能转成电能的效率为50%，则杭州湾海域的平均风速约为（  ）

A．1m/s B．4m/s C．7m/s D．10m/s

7．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ）

A．机械能守恒

B．能量正在消失

C．只有动能和重力势能的相互转化

D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒

8．如图所示，木板静止在光滑水平面上，一木块以某一初速度滑上木板，由于木块与木板之间存在摩擦力，木块在木板上滑行一段距离后相对静止，下列说法正确的是（　　）

A．木块减少的动能等于木板增加的动能

B．木块减少的机械能等于木板增加的机械能

C．木块减少的机械能等于木板增加的动能与木板增加的内能之和

D．木块减少的动能等于木板增加的动能与木块和木板增加的内能之和

9．以下关于物理学史实的说法正确的是（    ）

A．伽利略通过理想斜面实验指出“力不是维持物体运动的原因”

B．牛顿提出了万有引力定律，并指出万有引力常量

C．英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出了后来被命名为“海王星”的行星，并由勒维耶在1846年在预言的位置附近发现了这颗行星．

D．能量守恒定律的建立是由不同国家、不同领域的十几位科学家以不同的形式各自独立提出的，其中迈尔、焦耳、法拉第的工作最有成效．

10．如图所示是某城市广场水柱喷泉的夜景。从远处眺望，根据周围建筑估计水柱约有40层楼高；在近处观察，喷泉管口的直径约为10cm。请估算连接喷泉电动机的输出功率约（　　）

A．5×103W B．5×105W C．5×107W D．5×109W

11．平板式集热器的箱面是玻璃，内表面涂黑，这是因为（　　）

A．黑色物体容易反射太阳光的能量 B．黑色物体容易吸收太阳光的能量

C．黑色物体的比热容大 D．黑色物体的密度大

12．最近，《科学》杂志报道了一种新型超材料薄膜，在不需要电源的情况下可以达到对热源物体强化冷的效果，图是这种新材料的照片．这种超材料由一层金属银及其下面的玻璃聚合物复合而成，它能够依靠被动辐射冷却来自然散热，从其覆盖的物体中吸收热量向外散去．也就是说，它能够在无需冷却水和零能量损耗的情况下，像空调系统一样冷却烈日下的建筑物．譬如，为了达到冷却屋顶的效果，可以把这种超材料轧制在屋顶表面，它会自动把太阳辐射的能量反射回到空间中，并从室内吸收热量，从而达到室内散热的效果．关于这种超材料，下列说法正确的是

A．为实现冷却功能，需要为这种超材料提供电能

B．为实现冷却功能，需要为这种超材料提供机械能

C．这种超材料反射太阳光时可以从其覆盖的物体中吸热

D．这种超材料反射太阳光时不能从其覆盖的物体中吸热

13．下列对于功和能说法正确的是（　　）

A．重力做的功的大小等于重力势能的变化量的多少

B．物体重心离参考平面距离越大则重力势能越大

C．作用力做正功，反作用力可能不做功，但滑动摩擦力不可能不做功

D．功有正负，能量没有正负

14．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（　　）

A．化学能转化为电能

B．内能转化为电能

C．化学能转化为光能

D．机械能转化为电能

15．如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知，重力加速度为，则小球从P到B的运动过程中（　　）

A．重力做功 B．机械能减少

C．合外力做功 D．克服摩擦力做功

二、填空题（共4题）

16．有报道说：某厂商发明了一种“手机自生能”技术，装上特制的电池，上下左右摇晃，即可产生电能，每摇1min可通话2min.如果将手机上下摇动一次，相当于将的重物举高，每秒平均摇一次，则根据报道可知手机使用时的功率约为_______W.（g取）

17．如图，放在光滑水平面上的两个木块A．B中间用轻弹簧相连，其质量分别为m1=2kg．m2=970g，木块A左侧靠一固定竖直挡板，且弹簧处于自然伸长状态，某一瞬间有一质量为m0=30g的子弹以v0=100m/s的速度水平向左射入木板B，并留在木块B内，木块B向左压缩弹簧然后被弹簧弹回，弹回时带动木块A运动，已知弹簧的形变在弹性限度范围内，求：

（1）从子弹射入木块B后到木块A恰好离开挡板的过程，木块B与子弹一起受到的弹簧弹力的冲量为多少

（2）当弹簧拉伸到最长时，弹簧的最大弹性势能EP

18．如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20％充至90％所需时间为_________h；如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要 _________ m2。

19．某同学利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能，装置如图所示．水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力．

①小球被弹射出的速度大小=_____，求得静止释放小球时弹簧弹性势能Ep=______（用题目中的字母符号表示）

②由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果______ 影响（选填“有”或“无”）

三、综合题（共4题）

20．设计一个有关不可再生能源和可再生能源的表格，表格中应该包括：

(1)不可再生能源和可再生能源各三种；

(2)简要地说明每一种能源的利用方式；

21．如图所示，竖直平面内一足够长、倾角θ=30˚的固定光滑倾斜轨道与一水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，静止在水平轨道最左端的两个可视为质点的小物块A、B，质量分别为mA=2kg、mB=1kg， 两者之间有一被压缩的微型弹簧，弹簧具有的弹性势能EP=3J，A与地面的动摩擦因数为μA=0.2，B与右侧竖直墙壁的距离L=0.5m。某时刻将压缩的弹簧释放，使A、B瞬间分离，B沿着水平轨道与墙壁垂直的方向向右运动。（若运动过程中涉及到碰撞，均为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度g =10m/s2 。）

（1）求释放后瞬间A、B速度的大小；

（2）若释放后A、B不再发生碰撞且恰好停在同一位置，求B与地面间动摩擦因数μB。

22．如图所示，物体A、B之间夹有一根被压缩且被锁定的轻弹簧，系统静止在光滑轨道abc上，其中bc是半径为的半圆形轨道。长为的传送带顺时针转动速度为，忽略传送带d端与轨道c点之间的缝隙宽度，物体B与传送带之间的动摩擦因数为，已知物体A，B可以看成质点，质量分别为2m、m，。

（1）如果，开始时弹簧的弹性势能为，解除弹簧锁定后，物体A获得的速度大小为，求物体B获得的速度大小，

（2）在（1）的条件下，求物体B再次落到水平轨道ab上时的位置到e点的水平距离；

（3）为了使物体B在运动中能到达传送带且不会从e点抛出，解除弹簧锁定后，求物体B获得的速度必须满足的条件。

23．国家游泳中心又名“水立方”，北京2022年冬奥会期间将转换成“冰立方”作为冰壶项目的比赛场馆，“水立方”成为国际首个泳池上架设冰壶赛道的场馆。根据冰查比赛规则，一名运动员投掷冰壶后其队友可以用毛刷在冰壶滑行前方摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数。某次训练时，运动员以3.2m/s的速度投出冰壶，冰壶在冰面上做匀减速直线运动。已知冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，取。

（1）求冰壶在冰面上滑行的距离；

（2）若在冰壶自由滑行15m后，队友开始在冰壶前方摩擦冰面，使冰壶和冰面之间的动摩擦因数变为原来的90%，求冰壶在冰面上滑行的总距离。

参考答案

1．C

2．D

3．B

4．D

5．C

6．C

7．D

8．D

9．A

10．B

11．B

12．C

13．A

14．D

15．D

16．0.1

17．（1）-6Ns；（2）3J

18．84    1   

19．        无   

20．

21．（1）；（2） 或

22．（1）；（2）；（3）

23．（1）25.6m（2）26.8m