高中粤教版 (2019)第六节 自然界中的守恒定律课后作业题

1.6自然界中的守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．物体沿斜坡匀速滑下，在这个过程中正确的说法是（　　）

A．物体的机械能守恒 B．动能的增加量等于势能的减少量

C．机械能转化为内能，总能量守恒 D．内能转化为机械能，总能量守恒

2．下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（　　）

A．电风扇

B．电熨斗

C．洗衣机

D．吸尘器

3．如图所示，轻弹簧一端与墙相连，质量m=2kg的木块沿光滑水平面以v0=5m/s的初速度向右运动，当木块压缩弹簧后速度减为v=3m/s时弹簧的弹性势能是（　　）

A．25J B．9J C．16J D．32J

4．如图，一木块放在光滑水平地面上，一颗子弹水平射入木块中，此过程中木块受到的平均阻力为，子弹射入深度为，木块位移为，则此过程中（ ）

A．子弹的内能增加了

B．子弹和木块组成的系统机械能守恒

C．木块增加的动能为

D．子弹动能的减少等于木块动能的增加

5．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）

A．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失

B．物体沿粗糙斜面下滑，减少的重力势能全部转化为动能

C．煤炭和石油是取之不尽、用之不竭的能源

D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源

6．一木块静止在光滑的水平面上，被水平飞来的子弹击中后移动了L时子弹与木块具有共同速度，子弹进入木块的深度为d、设木块对子弹的阻力恒定为F， 则：

A．子弹原有的动能全部转化为子弹和木块的内能；

B．木块和子弹所组成的系统产生的热能为；

C．子弹击中木块后，木块一直做匀加速运动 ；

D．子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功，即；

7．在物理学发展中，许多物理学家做出了卓越贡献．以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，或物理现象及规律的描述正确的是（　　）

A．牛顿发现了万有引力定律并测量了万有引力常量

B．开普勒发现了行星运动三大定律

C．随着科学技术的发展，“永动机”是可能实现的

D．经典力学适用于高速接近光速的物体，也适用于微观的物体

8．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

9．浙江最大抽水蓄能电站 2016 年将在缙云开建，其工作原理是：在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．如图所示，若该电站蓄水池（上水库）有效总库容量（可用于发电）为 7．86×106m3 ， 发电过程中上下水库平均水位差 637m，年抽水用电为 2．4×108 kW·h，年发 电 量 为 1．8×108 kW·h （ 水 的 密 度 为 ρ=1．0×103kg/m3 ， 重力加速度为 g=10m/s2 ， 以下水库水面为零势能面）．则下列说法正确的是（）

A．抽水蓄能电站的总效率约为 65%

B．发电时流入下水库的水流速度可达到 112m/s

C．蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为 Ep=5．0×1013 J

D．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105 kW 计算）约10h

10．如图所示，质量为m的长木板静止在光滑水平面上，轻弹簧放在长木板上，一端与长木板右端的固定挡板相连，长木板与挡板的总质量为m，一个质量为的物块从长木板的左端以大小为v0的速度滑上长木板，当物块再次滑到长木板的左端时，物块与长木板相对静止。则（　　）

A．物块与长木板相对静止时，弹簧的弹性势能一定为零

B．弹簧被压缩时具有的最大弹性势能为

C．物块与木板间因摩擦产生的热量为

D．物块先向右做减速运动，后向左做加速运动

11．如图所示，在光滑水平面上有两块木块A和B，质量均为m，B的左侧固定一轻质弹簧．开始时B静止，A以初速度v0向右运动与弹簧接触，则在相互作用的过程中(       )

A．任意时刻，A、B系统的总动能恒定不变

B．从开始到弹簧压缩到最短，弹力对A、B做功绝对值相等．

C．当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度

D．当弹簧恢复到原长时，A与B具有相同的速度

12．一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2~x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（　　）

A．在0~x1的过程中，物体向上运动

B．在0~x1的过程中，物体的加速度一直增大

C．在x1~x2的过程中，物体的速度大小不变

D．在0~x3的过程中，物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下

13．如图甲所示，质量为4kg的物块A以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B。已知物块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1，木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2，A、B运动过程的v-t图像如图乙所示，A始终未滑离B。则下列说法错误的是（　　）

A．木板的长度至少为3m

B．物块B的质量为4kg

C．μ1=0.4，μ2=0.2

D．A、B间因摩擦而产生的热量为48J

14．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块在斜面底端时机械能为E0、动能为Ek0、势能为零。物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的机械能E、动能Ek、势能EP与位移x关系的图象正确的是（　　）

A． B．

C． D．

15．如图甲所示，长为L的长木板水平放置，可绕左端的转轴O转动，左端固定一原长为的弹簧，一质量为m的小滑块压缩弹簧到图甲中的a点（物体与弹簧不连接），Oa间距离为。将小滑块由静止释放后，木板不动，小滑块恰能到达木板最右端。将木板绕O点逆时针转动37°后固定，如图乙所示，仍将物体由a点静止释放，物体最多运动到离O点3L/4的b点。已知弹簧的弹性势能，其中k为弹性系数，Δx为弹簧的形变量。取sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是（　 　）

A．物体与木板间的动摩擦因数为

B．物体在a点时，弹簧的弹性势能为

C．长木板水平放置时，物体运动过程中的最大动能为

D．长木板水平放置时，物体运动过程中的最大动能为

二、填空题（共4题）

16．如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为s0，滑块以初速度v0沿斜面上滑，滑块所受摩擦力小于使滑块沿斜面下滑的重力分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失(即碰撞前后速度反向，大小不变)，则从滑块开始运动到最后停止全程所产生的热量为_____________．

17．一质量为2kg的物体沿倾角为300的斜面从底端以初速度3m/s沿斜面向上滑去，滑至最高点后又返回，返回到底端时速度是1m/s，取重力加速度g=10m/s2，则物体上滑的最大高度为________m；物体与斜面间的摩擦因数μ为________，上升过程产生的内能为________J；返回低端瞬间的热功率为________W．

18．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

19．长沙烈士公园里有一种用塑料子弹打气球的玩具枪。小明想在忽略枪管与子弹摩擦的条件下去测定枪内弹簧压缩后的弹性势能。开始时，小明想让枪在某高度平射，测量子弹的射程，从而求出子弹的速度，再求子弹的动能，即为弹簧的弹性势能。可是这种塑料子弹射程较大，且长时间飞行的子弹受空气阻力影响也很大，给精确测量带来了困难。于是，小明想了个办法：如图所示，将一装有橡皮泥的小纸盒支在一根竖直杆的顶端，将玩具枪水平固定，且枪口抵近小纸盒，打出的子弹射入纸盒内不会穿出。已知当地重力加速度为g，小明测出子弹的质量为m，装有橡皮泥纸盒的总质量为M，枪口到水平地面高度为h，纸盒落地点到杆下端的距离为x，忽略杆顶对盒子的摩擦。

（1）由所测定的物理量，得到子弹进入小纸盒后的共同速度是_______________；

（2）压缩弹簧的弹性势能是_________________。

三、综合题（共4题）

20．质量为M=0.6kg的长木板固定在光滑水平面上，其左端有质量为m=0.5kg、可视为质点的遥控电动赛车，由静止出发，经过时间t1=2.0s，赛车向右滑行了L1=1.44m，之后关闭电动机，同时解除对长木板的固定，赛车在木板上又滑行一段距离后，恰好停在木板的右端．若通电后赛车以恒定功率P=0.8W行驶，赛车与木板的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）t1=2.0s时刻赛车的速度v1；

（2）木板长度L．

21．如图所示，大小相同且质量均为m的A、B两个小球置于光滑的边长为H的正方形玻璃板上，B静止，A由长为H的轻质细绳悬挂于O3，静止时细绳刚好拉直，悬点距离玻璃板和玻璃板距离水平地面均为H，玻璃板中心O2位于悬点O3正下方，O3与O2的延长线和水平地面交于点O1．已知重力加速度为g．

（1）某同学给A一个水平瞬时冲量I，A开始在玻璃板上表面做圆周运动且刚好对玻璃板无压力，求I满足的表达式；

（2）A运动半周时刚好与静止的B发生对心弹性正碰，B从玻璃板表面飞出落地，求小球B的落点到O1的距离．

22．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和3m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一沿斜面向上的拉力拉物块A，使之沿斜面向上运动．当B即将离开C时，A的速度为v，加速度大小为a，方向沿斜面向上．求：

(1)从静止状态到B刚要离开C时，物块A上滑的位移S；

(2)从静止状态到B刚要离开C时，弹簧增加的弹性势能

23．如图所示，质量为m＝2kg的小球置于平台末端A点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧拴接在挡板上，弹簧的自然长度为x0＝0.3m，斜面体底端C点距挡板的水平距离为d2＝10m，斜面体的倾角为θ＝37°，斜面体的高度h＝4.8m。现给小球一大小为v0＝4m/s的初速度，使之在空中运动一段时间后，恰好从斜面体的顶端B点无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过C点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧。小球速度减为零时，弹簧被压缩了Δx＝0.1m。已知小球与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，设小球经过C点时无能量损失，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)平台与斜面体间的水平距离d1；

(2)小球在斜面上的运动时间t；

(3)弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep。

参考答案：

1．C

2．B

3．C

4．C

5．A

6．D

7．B

8．B

9．C

10．B

11．C

12．B

13．C

14．D

15．A

16．

17．     0.25          4     8

18．（1）-6Ns；（2）3J

19．         

20．（1）0.8m/s；（2）0.48m；

21．（1）       （2）3H

22．(1)     (2)

23．(1)1.2m；(2)1s；(3)23J