1、第四章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展 章末綜合檢測（滬科版必修2） (時間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1下面關于能量轉化的說法中，正確的是()A節(jié)日里點燃的“沖天爆竹”騰空而起，是內能轉化為機械能的過程B將一杯熱水倒入一盆冷水中，冷水和熱水溫度變成一樣，是熱水的內能轉移到冷水中的過程C冬天，人們在太陽光下曬太陽取暖，是太陽能轉化為機械能的過程D在爐子上放一壺水，將水加熱到50 是機械能轉

2、化為內能的過程解析：選AB.A中是內能轉化為機械能，B中是內能的轉移，C中是太陽能轉化為內能，D中是內能的轉移，A、B對2.圖45(2020年吉林長春高一考試)為了探究能量轉化和守恒，小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入輕鐵罐，兩端分別固定在罐蓋和罐底上，如圖45所示讓該裝置從不太陡的斜面上A處滾下，到斜面上B處停下，發(fā)現(xiàn)橡皮筋被卷緊了，接著鐵罐居然能從B處自動滾了上去下列關于該裝置能量轉化的判斷正確的是()A從A處滾到B處，主要是重力勢能轉化為動能B從A處滾到B處，主要是彈性勢能轉化為動能C從B處滾到最高處，主要是動能轉化為重力勢能D從B處滾到最高處，主要是彈性勢能轉化為重力勢能解析：

3、選D.從高處A點滾下時，在B點停止，重力做正功，重力勢能減小，橡皮筋彈力做負功，彈性勢能增加，而后彈性勢能釋放出來，轉化為重力勢能，故選項D正確3關于“溫室效應”，下列說法中正確的是()A太陽能源源不斷地輻射到地球上產生了“溫室效應”B石油和煤炭燃燒時產生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產生了“溫室效應”C“溫室效應”使得地面氣溫上升，兩極冰雪融化D“溫室效應”使得土壤酸化解析：選BC.產生“溫室效應”的主要原因是燃料(石油、煤炭等)燃燒時放出了大量的二氧化碳，增加了大氣中的二氧化碳的含量溫室效應使得地面氣溫上升土壤酸化的主要原因是放出的氣體含SO2，經雨水降落而酸化土壤，故選項B、

4、C正確4下列說法中，正確的是()A一切形式的能量間的相互轉化都具有方向性B熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體C氣體的擴散過程具有方向性D一切形式的能量間的相互轉化都不具有方向性解析：選AC.能量的轉化和轉移具有方向性說明了自然界中宏觀過程的方向性，所以A、C正確；熱量不可能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體，但在外界的影響下可以由低溫物體傳給高溫物體，例如電冰箱5.圖46(2020年陜西安康高一檢測)游樂場中的一種滑梯如圖46所示小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，則()A下滑過程中支持力對小朋友做功B下滑過程中小朋友的重力勢能增加C整個運動過程中小朋友的機械能守恒D在水

5、平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功解析：選D.在滑動的過程中，人受三個力，重力做正功，勢能減少，B錯；支持力不做功，摩擦力做負功，所以機械能不守恒，A、C皆錯，D正確6.圖47如圖47所示，兩個質量相同的物體A和B，在同一高度處，A物體自由落下，B物體沿光滑斜面下滑，則它們到達地面時(空氣阻力不計)()A速率相同，動能相同BB物體的速率大，動能也大CA、B兩物體在運動過程中機械能都守恒DB物體重力所做的功比A物體重力所做的功多解析：選AC.A、B兩物體在下落過程中機械能守恒，又由于高度相同，重力所做的功相同，到達地面的速度大小相等所以A、C正確，B、D錯誤7.圖48如圖48所示，距地面h高處以

6、初速度v0沿水平方向拋出一個物體，不計空氣阻力，物體在下落過程中，下列說法正確的是()A物體在c點比a點具有的機械能大B物體在a點比c點具有的動能大C物體在a、b、c三點具有的動能一樣大D物體在a、b、c三點具有的機械能相等解析：選D.物體做平拋運動時只受重力，機械能守恒，A錯誤，D正確物體由a到b再到c的過程中，重力做正功，動能增加，所以B、C錯誤8某中學“STS”小組對開發(fā)和利用水資源進行研究，同學們認為在放自來水時，水的機械能沒有得到利用而白白浪費于是他們在老師的指導下經過研制，在水龍頭處安裝了一只小型水輪發(fā)電機，當放水時水的機械能轉化為電能設小型水輪發(fā)電機的效率為40%，水塔內的水面高

7、于水龍頭10 m，且保持不變當水龍頭放出1 t水時，小型水輪發(fā)電機所產生的電能為()A4000 JB98000 JC588000 J D39200 J解析：選D.W1mgh10009.810 J，W2W140%10009.810 J3.92104 J.9.圖49如圖49所示，一細繩一端固定于O點，另一端拴著小球，由圖示的水平位置由靜止開始釋放，運動到B點時細繩與水平方向成60角，則小球經過B點與C點時動能之比為()A12 B1C1 D.2解析：選D.根據(jù)機械能守恒，小球運動到B點時mgRsin60EkB，小球運動到C點時，所以mgREkC，所以EkB/EkC/2.10.圖410如圖410所示，

8、一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上，其正上方A位置有一只小球小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零對于小球下降階段的說法中錯誤的是()A在B位置小球動能最大B在C位置小球動能最大C從AC位置小球重力勢能的減少大于小球動能的增加D從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加解析：選A.小球動能的增加用合外力做功來量度，AC小球受到的合力一直向下，對小球做正功，使動能增加；CD小球受到的合力一直向上，對小球做負功，使動能減小，所以B正確從AC小球重力勢能的減少等于小球動能的增加和彈性勢能之和，所以C正確A、D兩位置動能均為零，A

9、D重力做的正功等于克服彈力做的功，所以D正確只有A是錯誤的二、填空題(本題共2小題，共18分把答案填在題中的橫線上)11(8分)某脈沖激光器的耗電功率為2103 W，每秒鐘輸出10個光脈沖，每個光脈沖持續(xù)的時間為108 s，攜帶的能量為0.2 J .則每個光脈沖的功率為_W，該脈沖激光器將電能轉化為光能的效率為_解析：每個光脈沖的功率為：P W2107 W，該脈沖激光器將電能轉化為光能的效率為：0.0010.1%.答案：21070.1%12(10分)在如圖411所示的光電計時器中，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間圖411圖41

10、2現(xiàn)利用圖412所示裝置驗證機械能守恒定律圖中PQ是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00102 s和2.00102 s已知滑塊質量為m2.00 kg，滑塊沿斜面方向的寬度為d5.00 cm，光電門1和2之間的距離為L0.540 m，g9.80 m/s2，取滑塊經過光電門的速度為其平均速度(1)滑塊通過光電門1時的速度v1_m/s，通過光電門2時的速度v2_m/s.(2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為_J，重力勢能的減少量為_J由此可

11、得出的結論是_解析：(1)由題意知，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度，所以滑塊通過光電門1時的速度v1 m/s1.00 m/s，通過光電門2時的速度v2 m/s2.50 m/s.(2)滑塊通過光電門1和2之間的動能增加量Ekmv22mv215.25 J，重力勢能的減少量EpmghmgLsin5.29 J，可得出的結論是：在誤差允許的范圍內，該過程中機械能守恒答案：(1)1.002.50(2)5.255.29在誤差允許的范圍內，該過程中機械能守恒三、計算題(本題共4小題，共42分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單

12、位)13(10分)圖413如圖413所示，桌面距地面0.8 m，一物體質量為2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上取g10 m/s2，求：(1)以地面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到桌面的過程中，重力勢能減少了多少？(2)以桌面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到桌面的過程中重力勢能減少多少？解析：根據(jù)物體相對參考平面的高度，直接應用公式計算即可(1)以地面為參考平面，物體的高度h11.2 m，因此物體的重力勢能為Ep1mgh12101.2 J24 J物體落至桌面時重力勢能為Ep2mgh22100.8 J16 J物體重力勢能的減少量為EpEp1E

13、p22416 J8 J.(2)以桌面為參考平面，物體距參考平面的高度h10.4 m，物體的重力勢能為Ep1mgh12100.4 J8 J物體落至桌面時，重力勢能的減少量為Ep8 J.答案：(1)24 J8 J(2)8 J8 J14(10分)圖414糧食儲存?zhèn)}常常需要利用傾斜的傳送帶將裝滿糧食的麻袋運送到高處，如圖414所示，已知其倉庫的傳送帶長度為15 m，與水平面的夾角為30，在電動機的帶動下，傳送帶以0.3 m/s的恒定速率向斜上方運送麻袋，電動機的最大輸出機械功率為10 kW，傳送裝置本身消耗的功率為4.0 kW，設每個麻袋的總質量為90 kg，傳送帶的移動速率保持不變，并設在將麻袋放在

14、傳送帶上時麻袋具有與傳送帶相同的速度，g取10 m/s2.(1)麻袋被傳送帶從最底端運送到頂端的過程中，傳送帶對每個麻袋做的功為多少？(2)該傳送帶每分鐘最多能運送麻袋多少個？解析：(1)從底端到頂端，麻袋動能不變，重力勢能的增量：EPmghmgLsin6.75103 J所以傳送帶對麻袋做的功等于麻袋機械能的增量，即等于麻袋重力勢能的增量6.75103 J.(2)由能量守恒：PtPtnEp，得n53.答案：(1)6.75103 J(2)5315(10分)如圖415所示，半徑R0.40 m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點A.一質量m0.10 kg的小球，以初

15、速度v07.0 m/s在水平面上向左做加速度a3.0 m/s2的勻減速直線運動，運動4.0 m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點，求A、C間的距離(取重力加速度g10 m/s2)圖415解析：勻減速直線運動過程中，v A 2v022ax恰好做圓周運動小球在最高點滿足：mgm，vB12 m/s假設小球能過最高點，由機械能守恒定律得mvA22mgRmvB2解得vB3 m/s，所以小球能通過最高點，小球做平拋運動，有2Rgt2，xACvBt解得xAC1.2 m.答案：1.2 m16(12分)圖416如圖416所示，水平放置的傳送帶與一光滑曲面相接，一小滑塊質量為m0.1 kg，從離傳送帶h0.2

16、m高處由靜止滑下，傳送帶水平部分長s1.8 m，滑塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)0.1.(g取10 m/s2)(1)把傳送帶固定不動，問滑塊能否滑離傳送帶？產生多少摩擦熱？(2)傳送帶逆時針以v21 m/s勻速運動，問滑塊能否滑離傳送帶？產生多少熱量？(3)傳送帶順時針以v31 m/s勻速轉動，求滑塊滑離傳送帶的時間及產生的熱量解析：(1)假設傳送帶足夠長，在整個過程中運用動能定理mghmgs000要使滑塊停下來，傳送帶至少長s02.0 m因為ss0，故能滑離傳送帶產生熱量Q1mgs1mgs0.18 J.(2)傳送帶逆時針轉，且ss0，因此滑塊與傳送帶間始終有滑動摩擦力，能滑離傳送帶滑塊在斜面上下滑過程中，由機械能守恒mghmv得剛到達傳送帶時v02 m/s，由mgma得滑塊的加速度a1