物理选择性必修 第一册第六节 自然界中的守恒定律当堂达标检测题

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．关于能源的利用中，下列说法不正确的是（       ）

A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源

B．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应

C．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的

D．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的温度

2．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是（　　）

A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量耗散

B．能量在转化过程中变少的现象叫能量耗散

C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源，而自然界的能量是不守恒的

D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的

3．下列对理想斜面实验的理解正确的是（　　）

A．只有在两理想斜面的倾角合适的时候，无初速度下滑的小球才能升高到同样的高度

B．小球从倾角较大的理想斜面无初速度下滑到倾角较小的理想斜面上时，升高的高度可能更高

C．小球从倾角较小的理想斜面无初速度下滑到倾角较大的理想斜面上时，升高的高度可能降低

D．小球从理想斜面的一定高度下滑，假想另一理想斜面的倾角为，则小球将沿该理想斜面一直运动下去

4．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，在这过程中（     ）

A．机械能守恒

B．减少机械能转化为内能，但总能量守恒

C．能量正在消失

D．只有动能和重力势能的相互转化

5．如图所示，小物块从固定斜面顶端A由静止开始沿斜面下滑至斜面中点B的过程中，系统增加的内能为Q，小物块到达B点时，动能为，选取斜面底端C为重力势能零点，重力势能为。已知斜面倾角为，小物块与斜面间的动摩擦因数，，，现用如图所示圆的面积表示小物块在A点的机械能，下列说法正确的是（　　）

A．对应的圆心角为，对应的圆心角，Q对应的圆心角

B．对应的圆心角为，对应的圆心角，Q对应的圆心角

C．对应的圆心角为，对应的圆心角，Q对应的圆心角

D．对应的圆心角为，对应的圆心角，Q对应的圆心角

6．我国“天宫一号”航天器于2018年4月2日完成使命重返地球，落入南太平洋中。如图所示是“天宫一号”在轨道运行时的姿态。下列有关“天宫一号”的说法错误的是（　　）

A．在轨道运行时，“天宫一号”的太阳能帆板可将太阳能转化为电能

B．在轨道运行时，“天宫一号”从远地点向近地点运行时将势能转化为动能

C．返回地球途中，“天宫一号”经过大气层时机械能不变

D．返回地球途中，“天宫一号”外壳经过大气层被烧毁时部分机械能转化为内能

7．竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为的钢板连接，钢板静止在点。现将一个质量也为的物块放到钢板上，使其缓慢往下运动后到达最低点后放手，物块第一次上升到最高点时钢板恰好向下经过位置。已知间的距离为，重力加速度为，则弹簧最大的弹性势能和钢板第一次经过点时的速度大小分别为（　　）

A．； B．；

C．； D．；

8．如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是（　　）

A．水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s

B．在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J

C．水泵输出的功率340W

D．水泵在1h内消耗的电能

9．如图所示，在光滑水平面上A点处有一物块受水平恒力F的作用由静止开始运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，在物块与弹簧接触后的过程中（弹簧始终在弹性限度范围内）（       ）

A．物块接触弹簧后即做减速运动

B．当弹簧压缩量达到最大后，物块将保持静止不动

C．AO距离越大，物体速度最大处距O越近

D．AO距离越大，物体速度为零处距O越近

10．一物体仅在重力和力F的作用下运动，一段时间后其动能增加了10J，机械能减小了5J。则在这一过程中（       ）

A．各力对该物体做的总功为 B．力F对该物体做的功为

C．重力对该物体做功为 D．不能确定各力做功的情况

11．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能

B．子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能

C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和

D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和

12．如图所示一根劲度系数足够大的轻质弹簧一端固定在墙上O点，另一端与静止在光滑水平面上A点的物块相连，物块质量为M，第一颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入物块但未穿出．此后，每当物块向左经过A时，都会有一颗子弹以大小为v0的速度水平向右射入物块且均未穿出．若每颗子弹的质量为m，子弹与物块相互作用时间极短，不计空气阻力，则

A．随着子弹的不断射入，弹簧的最大压缩量将不断增加

B．当第2017颗子弹刚要射入时，物块在A点时的速度大小为零

C．当第2017颗子弹刚要射入时，物块在A点时的速度大小为2v0/3

D．从第一颗子弹射入到弹簧被压缩到最短的过程中，子弹、物块和弹簧系统机械能守恒

13．一物块由O点下落，到A点时与直立于地面的轻弹簧接触，到B点时速度达到最大，到C点时速度减为零，然后被弹回。物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内，则物块（　　）

A．从A下降到C的过程中，加速度先增大后减小

B．从A下降到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒

C．从C上升到B的过程中，动能先增大后减小

D．从C上升到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和不断增加

14．将一质量为M的光滑斜劈固定在水平面上一质量为M的光滑滑块(滑块可以看成质点)从斜面顶端由静止自由滑下。在此过程中，斜劈对滑块的支持力记为，地面对斜劈的支持力记为，滑块到达斜面底端时，相对地面的速度大小记为v、竖直分速度的大小记为。若取消固定斜劈的装置。再让滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块的压力作用下斜劈会向左做匀加速运动。在此过程中.斜劈对滑块的支持力记为、地面对斜劈的支持力记为，滑块到达斜面底端时，相对地面的速度大小记为v'、竖直分速度的大小记为。下面大小关系正确的是（   ）

A．

B．

C．v< v'

D．<

15．（单）质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上，先将小球拉至同一水平位置(如图所示)从静止释放，当两绳竖直时，则(　　)

A．两球的速率一样大 B．两球的动能一样大

C．两球的机械能一样大 D．两球所受的拉力不一样大

二、填空题（共4题）

16．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间的距离x随各量变化的情况是(    )

A．其他量不变，R越大x越大

B．其他量不变，μ越大x越小

C．其他量不变，m越大x越大

D．其他量不变，M越大x越大

E．其他量不变，x与m、M均无关

17．近日，美国化学学会(the American Chemical Society)针对漫威的电影“复仇者联盟2”进行了研究．他们首先关注的是托尼·史塔克，也就是钢铁侠．他的盔甲最初由纯铁制成，质量约为70公斤，穿着既不舒适，也不方便移动．后来，盔甲的升级版为镍钛诺（镍和钛的合金），情况就好多了．“镍钛诺制成的盔甲又轻又结实，受到损伤之后还可以复原．”盔甲中也许还包含石墨和碳纤维，用来吸收大量热量；如果钢铁侠不想让自己的靴子把脚烤熟的话，这一手段就很有必要了．” 钢铁侠的推进器与传统的火箭发动机以化学能燃烧为动力有区别，一种被称为电火箭发动机的技术进入了人们的视野，采用电能加速工质产生高速喷射流驱动飞船前进．应用这种技术打造的动力系统也被称为霍尔推进器，其通过轴向电场产生喷射离子推进，与化学能火箭发动机最大的不同之处是利用电能来形成离子化的推进动力，在现有的空间探测器中，离子驱动技术已经成功用于姿态控制等操作．但如果少了史塔克的便携式“核电站”提供能量的话，钢铁侠的武器和装备将统统派不上用场．

物理信息：盔甲中也许还包含石墨和碳纤维，用来吸收大量热量

物理知识：石墨和碳纤维材料的比热容较大，吸热能力强

物理信息：________________________

物理知识：________________________

18．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA=1kg，初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动．之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移-时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物体B的质量为________kg；损失的机械能为________J．

19．活动课上，老师要求同学们用手中能伸缩的圆珠笔测量圆珠笔与课桌桌面间的动摩擦因数，某同学仔细观察圆珠笔，发现笔内有一根小弹簧，压一下笔尾的小帽，笔尖就伸出．思考后，他设计了下面的实验：

（1）使笔尾部朝下，如图所示，将笔向下按，直至小弹簧压缩量最大，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起一定高度；

（2）在水平桌面上固定一个硬盒，将笔平放在水平桌面上，笔的尾部紧压硬盒壁，水平推动笔杆，使小帽缩进，仍然使小弹簧压缩量最大，然后放手，笔将在水平桌面上滑动一端距离．

当地重力加速度为g．请你根据该同学的想法，完成下面的空格：

①上面第（1）步操作中需要测量的物理量是__________；

②上面第（2）步操作中需要测量的物理量是__________；

③根据你写出的测量的物理量，该圆珠笔与课桌桌面间的动摩擦因数μ=__________．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，倾角37°的斜面上，轻弹簧一端固定在A点，自然状态时另一端位于B点．斜面上方有一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于D处，圆弧轨道的最高点为M．用质量为m1=6.3kg的物块将弹簧缓慢压缩至C点，由静止释放后弹簧恢复原长时物块到B点速度恰好减小为0．用同种材料、质量为m2=0.3kg的另一小物块将弹簧缓慢压缩到C点后由静止释放，物块经过B点后的位移与时间的关系为x=8t﹣4t2（x单位：m，t单位：s），若物块经过D点后恰能到达M点，重力加速度g=m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数；

（2）BD间的距离lBD；

21．粗糙水平地面与水平传送带水平连接，已知传送带长l=0.8 m，一轻弹簧的左端固定在左侧竖直墙上，弹簧的右端有一物块将弹簧压缩在A处，但不与弹簧连接，并锁定处于静止状态，这时A点离B点的距离为0.2 m，当传送带以逆时针方向、大小v=2 m/s的速度传动时，解除弹簧锁定，物块被弹簧推开，物块能通过传送带BC运动到右边水平面上离C点x=12 m处；若物块滑到传送带正中间时，一颗子弹以的速度向左射入物块，并留在物块中，结果物块刚好滑到C点，物块的质量为M=0.45 kg，子弹的质量为m=50 g，假设物块与水平面和传送带间的动摩擦因数处处相同，均为，重力加速度g=10 m/s2，，求：

（1）因子弹射入物块系统损失的机械能和子弹的速度；

（2）子弹射入物块后，物块在传送带上运动到B点所用的时间及物块与传送带的摩擦产生的热量；

（3）若物块从B点滑离传送带并再次压缩弹簧且最大弹性势能，随后物块被弹簧弹开后向右运动并停下来，则距B点的距离是多少？

22．如图所示，轻质弹簧的自由端位于O点。用功率恒为P的水平拉力将一质量为m=2kg的滑块（可视为质点）从A处由静止开始向右拉动，经t=2 s时间运动到O点，恰好达到最大速度vm=4m/s，此时将拉力撤去。滑块继续向右运动到B点时，弹簧被压缩至最短。已知xAO=4m，xOB=1m，从A→O→B的整个过程中滑块所受摩擦阻力f恒定不变，空气阻力不计。求：

(1)恒定功率P及摩擦阻力f的大小；

(2)弹簧的最大弹性势能EP。

23．如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分为半径R＝0.9 m的半圆形轨道，CD部分为水平轨道，在C点与半圆形轨道平滑连接．一个质量m＝1 kg的小球经压缩的弹簧弹射出去后，通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍．小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取10 m/s2.求：

(1)小球在A点时的速度大小；

(2)小球落回水平面CD上时距C点的距离；

(3)弹簧对小球所做的功．

参考答案：

1．A

2．A

3．D

4．B

5．A

6．C

7．B

8．B

9．D

10．B

11．D

12．B

13．C

14．D

15．C

16．ABE

17．     电能加速工质产生高速喷射流驱动飞船前进     电能转化为机械能

18．     3     6

19．     圆珠笔上升的高度     圆珠笔在桌面上滑行的距离s    

20．(1)   0.25   (2)

21．（1）      （2）1 s   4 J   （3）0.1 m

22．(1)16W；4 N；(2)12 J

23．(1)6m/s　(2)3.6m　(3)36J