能量守恒定律与能源
【学业达标训练】
1.关于功和能，下列说法正确的是（ ）
A.功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功
B.功和能虽然是两个不同的物理量，但是功和能可以相互转化
C.水对水轮机做了 ×106 J 的功表示水的能量减少了 ×106 J
D.竖直上抛的石子上升过程克服重力做功 5 J 表示石子将 5 J 的功转化为 5 J 的重力势能
2.下列哪些现象属于能量的耗散（ ）
A.利用水流能发电产生电能
B.电能在灯泡中变成光能
C.电池的化学能变成电能
D.火炉把屋子烤暖
3.随着科技的发展，节能冰箱不断涌现.有些家用冰箱日耗电 度，甚至有的降至 度.（老
式冰箱日耗电 1 度以上），下面关于节能冰箱与老式冰箱对比分析中正确的是（ ）
A.节能冰箱做功少，消耗电能多
B.节能冰箱做功多，消耗电能少
C.节能冰箱做多少功，消耗多少电能
D.节能冰箱冷冻、冷藏效率高.
4.下列说法正确的是（ ）
A.随着科技的发展，永动机是可以制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的
D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以
凭空产生
5.（2010·大庆高一检测）水平地面上平卧一根长 L 质量为 M 的匀质棒，把它的一端匀速抬
高 H（H L），设用手直接作用于棒端抬高时做功 W1，用一根弹簧钩住棒端抬至同样高时
手做功 W2，则（ ）
=W2 ＞W2
＜W2 D.不确定
6.一小滑块放在如图 7-10-2 所示的固定凹形斜面上，用力 F 沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿
斜面运动了一段距离.若已知在这过程中，拉力 F 所做功的大小为 A（绝对值），斜面对滑块
的作用力所做的功大小为 B，重力做功大小为 C，空气阻力做功的大小为 D.当用这些量表达
时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于多少？滑块的重力势能的改变等
于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于多少？
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括 5 小题，每小题 4 分，共 20 分.至少一个选项正确）
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.一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度
C.煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应
D.能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
2.如图 1 所示，轻质弹簧长为 L，竖直固定在地面上，质量为 m 的小球，在离地面高度为 H
处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为 x.在下落过程中，小球受到
的空气阻力为 F 阻，则弹簧在最短时，具有的弹性势能为（ ）
A.(mg-F 阻)（H-L+x）
(H-L+x)-F 阻(H-L)
-F 阻(H-L)
(L-x)+F 阻（H-L+x）
3.（2010·福建师大附中高一检测）
如图 2 所示，一轻绳通过无摩擦的小
定滑轮 O 与小球 B 连接，另一端与套在
光滑竖直杆上的小物块 A 连接，杆两
端固定且足够长，物块 A 由静止从图
示位置释放后，先沿杆向上运动.设
某时刻物块 A 运动的速度大小为 vA，小
球 B 运动的速度大小为 vB，轻绳与杆的夹角为θ.则（ ）
=vBcosθ
=vAcosθ
C.小球 B 减小的重力势能等于物块 A 增加的动能
D.当物块 A 上升到与滑轮等高时，它的机械能最大.
4.如图 3 所示，一块长木板 B 放在光
滑的水平面上，在 B 上放一物体 A，
现以恒定的外力拉 B，由于 A、B 间摩
擦力的作用，A 将在 B 上滑动，以地面
为参照物，A、B 都向前移动一段距离.在此过程中（ ）
A.外力 F 做的功等于 A 和 B 动能的增量
对 A 的摩擦力所做的功，等于 A 的动能增量
对 B 的摩擦力所做的功，等于 B 对 A 的摩擦力所做的功
D.外力 F 对 B 做的功等于 B 的动能的增量与 B 克服摩擦力所做的功之和
5.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑平面上的木块，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.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量
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
二、非选择题（本题包括 3 小题，共 30 分.有必要的文字叙述）
6.（10 分）如图 4 所示，质量为 m 的
自行车特技运动员从 B 点由静止出
发，经 BC 圆弧，从 C 点竖直冲出，完
成空翻，完成空翻的时间为 t.由 B 到
C 的过程中，克服摩擦力做功为 W.空
气阻力忽略不计，重力加速度为 g，
试求：自行车运动员从 B 到 C 至少做多少功？
7.（2010·沈阳高一检测）
（10 分）如图 5 所示，皮带的
速度是 3 m/s，两圆心距离 s=
m，现将 m=1 kg 的小物体
轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ=,电动机带动皮带将物体从左
轮运送到右轮正上方时，求：
（1）小物体获得的动能 Ek;
（2）这一过程摩擦产生的热量 Q；
（3）这一过程电动机消耗的电能 E 是多少？（g=10 m/s2）
［探究·创新］
8.（10 分）在最近几年的夏季家电市场上出现一个新宠“变频空调”，据专家介绍变频空调比
定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的 5 至 7 倍.
空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动.这样会频繁启动，耗电多，而变
频空调启动时有一个由低到高的过程，而运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关
机中间不停机.而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电.阅读上述介绍后，探
究以下说法中合理的是（ ）
A.变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律
B.变频空调运行中做功少,转化能量多
C.变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电
D.变频空调和定频空调做同样功时，消耗同样电能
参考答案：
【学业达标训练】
1.【解析】选 C.功和能虽然单位相同，但意义完全不同，功是功，能是能，功和能也不能转
化，是两个不同的物理量，A、B 错.功是能量转化的量度，水对水轮机做了 ×106 J 的功表
示水的能量减少了 ×106 J,转化成水轮机的能量，C 对，石子克服重力做 5 J 的功表示动能
转化成势能 5 J，D 错.
2.【解析】选 D.能量耗散主要指其他形式的能量最终转化成环境的内能后，不能再次被收集
起来重新利用，故只选 D.
3.【解析】选 C、D.由功能关系可知，做多少功，消耗多少电能，A、B 错，C 对，节能冰箱
靠先进的技术，提高了效率，D 对.
4.【解析】选 C.永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功 的装置，历史上曾出
现过各式各样的所谓的永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒
定律.人类只能发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律，违背规律行事，即使
以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A 错.太阳辐射
大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长.但辐射到星际空
间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错.马和其他动物，包括人要运动，必须
消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C 正确.所谓的“全自动”手表内部还是
有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧
补充能量，才会维持手表的走动.如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停的，D 错.
5.【解析】选 C.直接作用于棒的一端时 W1=ΔEpG，用弹簧钩住升高相同高度时 W2=ΔEpG+ΔEp
弹，显然 W1＜ 对，A、B、D 错.
6.【解析】根据动能定理，动能的改变等于外力做功的代数和，其中有空气阻力做的负功，
斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功，实际上为摩擦阻力的功），因此ΔEk=A-B+C-D.
根据重力做功与重力势能的关系，重力势能的减少等于重力做的功，因此重力势能的改变Δ
Ep=-C.
滑块机械能的改变等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE=A-B-D.
答案：A-B+C-D -C A-B-D
【素能综合检测】
1.【解析】选 A.自然界的能量守恒，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降低，因此，
必须节约能源，A 项错，C、D 对.城市工业、交通急剧发展使得城市过多接收了耗散的能量，
使城市温度升高，B 对.
2.【解析】选 A.设物体克服弹力做功为 W 弹，则对物体应用动能定理得（mg-F 阻）（H-L+x）
-W 弹=ΔEk=0，所以，W 弹=（mg-F 阻）（H-L+x），即为弹簧具有的弹性势能.
3.【解析】选 B、 的速度等于 A 沿绳方向的分速度 vB=vAcosθ,A 错，B 对，下落中 B 球减
小的重力势能等于 A 球增加的重力势能与 A、B 增加的动能之和，C 错，A 上升到与滑轮等
高时，B 速度为 0，B 减少的机械能最多，由能量守恒知 A 机械能最大，D 对.
4.【解析】选 B、 物体所受的合外力等于 B 对 A 的摩擦力，对 A 物体运用动能定理，则
有 B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能的增量，即 B 对.A 对 B 的摩擦力与 B 对 A 的摩擦
力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于 A 在 B 上滑动，A、B 对地的
位移不等，故二者做功不等，C 错.对 B 应用动能定理，WF-WFf=ΔEkB,即 WF=ΔEkB+WFf 就是
外力 F 对 B 做的功，等于 B 的动能增量与 B 克服摩擦力所做的功之和，D对.由上述讨论知 B
克服摩擦力所做的功与 A 的动能增量(等于 B 对 A 的摩擦力所做的功)不等，故 A 错.
5.【解析】选 B、D.由能量守恒定律可知对子弹来讲，减少的机械能一是用于木块增加动能，
二是用于增加木块和子弹的内能，D 对.对子弹和木块来讲减少的机械能只用来增加它们的内
能，B 对，A、C 错.
6.
7.
8.【探究思路】C、D 正确.自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A 错.功是能量转化的量
度，做同样功，消耗同样电能，B 错，D 对.由变频空调的工作特点可知省电的原理是效率高，
C 对.
