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，實質上是能的轉化和傳遞過程 C. 現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，改善能源結構具有十分重要的意義，可知A錯，BCD正確，故選ＢＣＤ 思路分析：根據我國能源現狀和對人類目前對能源的利用情況進行解答 試題點評：考查了學生對能源的利用和我國能源現狀的了解情況。能源已經成為制約我國發(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，經過相同的時間t，小孩做的功分別為W1，W2，及愛相同時間內小孩拉升的功率P1,P2的關系為 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，根據牛頓第三定律人對車廂的合力應向右，所以人對車做負功，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用和力的作用的相互性，解決此類題目要結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.將一個質量為m，變長為a的勻質正方體翻到，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，其最大速度可達到20m/s，汽車的質量為2t。如果從靜止開始做勻加速運動，設運動中阻力不變，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）當汽車達最大速度時，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，設為v1，有 v1＝m/s＝10m/s 根據運動學公式，汽車維持勻加速運動的時間為 （3）假設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．要求同學們能對兩種啟動方式進行動態(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表示牽引力，v表示瞬時速度．當牽引力等于阻力時，機車達到最大速度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= 代入數據解得： （2）設摩托車在最低點時，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。某量以蓄電池為驅動能源的環(huán)保汽車，總質量為。當它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時，驅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）驅動電機的輸入功率P電。 （2）若驅動電機能將輸入功率的90%轉化用于牽引汽車前進的機械功率P機，求汽車所受的阻力與成中的比值， （3）設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化效率約為15% 【答案】（1）1.5104W （2）0.045 （3） 【解析】 【詳解】（1）驅動電機的輸入功率P電=IU=1.5104W 故驅動電機的輸入功率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， 代入數據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）當陽光垂直電磁板入射時，所需板面積最小，設其為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】本題依據能量轉化與守恒考查了太陽能的利用，有一定的現實意義，易錯點在于不能正確求出地面上單位面積太陽能功率。