2018－2019學(xué)年高中物理 第三章 熱力學(xué)第一定律 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十六）能量守恒定律（含解析）粵教版選修3-3

能量守恒定律 1．[多選]下列設(shè)想中，符合能的轉(zhuǎn)化和守恒的有(　　) A．利用永磁鐵和軟鐵的作用，做一架機(jī)器永遠(yuǎn)地運(yùn)動(dòng)下去 B．制造一架飛機(jī)，不帶燃料，利用太陽(yáng)能就能飛行 C．做成一只船，利用水的流動(dòng)，逆水行駛，不用其他力 D．利用核動(dòng)力，駛離太陽(yáng)系 解析：選BD　由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，由此可得B、D正確。 2．自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．機(jī)械能守恒 B．能量正在消失 C．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化 D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒 解析：選D　秋千擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小，說(shuō)明機(jī)械能有所減少，機(jī)械能減少并不代表能量消失了，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這個(gè)能量就是內(nèi)能，能量仍然是守恒的，故D正確。 3．一個(gè)鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是(　　) A．物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變 B．物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能不變 C．物體的機(jī)械能增加，內(nèi)能增加 D．物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能增加 解析：選D　鐵塊沿斜面勻速下滑時(shí)，動(dòng)能不變、勢(shì)能減小，所以鐵塊的機(jī)械能一定減少。鐵塊沿斜面能勻速滑下，這斜面一定是不光滑的，鐵塊下滑時(shí)要克服摩擦力做功，鐵塊損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鐵塊和斜面的內(nèi)能，因此鐵塊的溫度會(huì)略有升高，內(nèi)能會(huì)增加。故D正確。 4．假設(shè)在一個(gè)完全密封絕熱的室內(nèi)，放一臺(tái)打開(kāi)門的電冰箱，然后遙控接通電源，令電冰箱工作一段較長(zhǎng)的時(shí)間后再遙控?cái)嚅_(kāi)電源，等室內(nèi)各處溫度達(dá)到平衡時(shí)，室內(nèi)氣溫與接通電源前相比(　　) A．一定升高 B．一定降低 C．一定不變 D．可能升高，可能降低，也可能不變 解析：選A　冰箱工作時(shí)，要給它輸送電能，據(jù)能量守恒定律，消耗的電能，通過(guò)冰箱轉(zhuǎn)化為密封絕熱的室內(nèi)系統(tǒng)的內(nèi)能，絕熱的室內(nèi)系統(tǒng)的內(nèi)能比通電前大，溫度升高，A正確。 5．[多選]文藝復(fù)興時(shí)期意大利的達(dá)·芬奇(Leonardo da Vinci，1452－1519)設(shè)計(jì)如圖所示的裝置。他設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為，在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠(yuǎn)些，在兩邊不均衡的力矩作用下會(huì)使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)不息，而且可以不斷地向外輸出能量。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是否定的。達(dá)·芬奇敏銳地由此得出結(jié)論：永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。下列有關(guān)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．如果沒(méi)有摩擦力和空氣阻力，該裝置就能永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng)，并在不消耗能量的同時(shí)不斷地對(duì)外做功 B．如果沒(méi)有摩擦力和空氣阻力，忽略碰撞中能量的損耗，并給它一個(gè)初速度就能永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng)，但在不消耗能量的同時(shí)，并不能對(duì)外做功 C．右邊所有小球施加于輪子的動(dòng)力矩并不大于左邊所有小球施于輪子的阻力矩，所以不可能在不消耗能量的同時(shí)，不斷地對(duì)外做功 D．在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天，這種裝置可以實(shí)現(xiàn)它永不停息的轉(zhuǎn)動(dòng)，在不消耗其它能量的基礎(chǔ)上，而且還能源源不斷地對(duì)外做功 解析：選BC　機(jī)器對(duì)外做功，就必須消耗能量，永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，是不可能實(shí)現(xiàn)的。A、D錯(cuò)誤，B、C正確。 6．[多選]一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，未從木塊中穿出。對(duì)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B．子彈減少的動(dòng)量等于木塊增加的動(dòng)量 C．子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與增加的內(nèi)能之和 D．子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊的內(nèi)能增量之和 解析：選BD　子彈擊木塊未穿出，它們之間摩擦生熱，子彈減少的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為子彈和木塊的內(nèi)能，A、C錯(cuò)誤； 子彈木塊系統(tǒng)合外力為零，動(dòng)量守恒，能量也守恒，B、D正確。 7．如圖所示，有兩個(gè)同樣的球，其中a球放在不導(dǎo)熱的水平面上，b球用不導(dǎo)熱的細(xì)線懸掛起來(lái)，若使a、b兩球吸收相同的熱量，則兩球升高的溫度(　　) A．Δta>Δtb B．Δta<Δtb C．Δta＝Δtb D．無(wú)法比較 解析：選B　兩球受熱后，體積都要膨脹，a球因球的重心稍微升高，克服重力做功而耗費(fèi)一部分熱量，用來(lái)提高球體溫度的熱量小于吸收的熱量；b球因球的重心稍微降低，一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用來(lái)提高球體溫度的熱量大于吸收的熱量。故a球升高的溫度Δta小于b球升高的溫度Δtb，B正確。 8．[多選]行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是(　　) A．物體克服阻力做功 B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 解析：選AD　這四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程都受到阻力作用，汽車主要受制動(dòng)阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場(chǎng)阻力。因而物體都克服阻力做功，A項(xiàng)對(duì)；四個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車是動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D項(xiàng)對(duì)。 9.如圖所示，直立容器內(nèi)部被隔板隔開(kāi)的A，B兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，加熱氣體，并使兩部分氣體混合均勻，設(shè)此過(guò)程中氣體吸熱為Q，氣體內(nèi)能的增量為ΔU，則(　　) A B A．ΔU＝Q　　　　　　　 B．ΔU<Q C．ΔU>Q D．無(wú)法比較 解析：選B　因A部分氣體密度小，B部分氣體密度大，以整體氣體為研究對(duì)象，開(kāi)始時(shí)，氣體的重心在中線以下，混合均勻后，氣體的重心應(yīng)在中線上，所以有重力做負(fù)功，使氣體的重力勢(shì)能增大，由能量守恒定律可知，吸收的熱量Q有一部分增加氣體的重力勢(shì)能，另一部分增加內(nèi)能。故正確答案為B。 10.一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離。若已知在這過(guò)程中，拉力F所做的功的大小(絕對(duì)值)為A，斜面對(duì)滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D。當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，小滑塊的動(dòng)能的改變(指末態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于多少？滑塊的重力勢(shì)能的改變等于多少？滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢(shì)能之和)改變了多少？ 解析：根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變等于外力做功的代數(shù)和，其中做負(fù)功的有空氣阻力，斜面對(duì)滑塊的作用力的功(因彈力不做功，實(shí)際上為摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，重力勢(shì)能的減少等于重力做的功，因此ΔEp＝－C；滑塊機(jī)械能的改變等于重力之外的其他力做的功，因此ΔE＝A－B－D。 答案：ΔEk＝A－B＋C－D；ΔEp＝－C；ΔE＝A－B－D 11．一輛汽車功率為29.4 kW，以10 m/s的平均速率行駛，已知汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為60%，汽油的燃燒值為4.7×107 J/kg，那么汽車行駛50 km的路需消耗多少汽油？ 解析：汽車行駛50 km所用時(shí)間 t＝ s＝5×103 s。 W＝Pt＝29.4×103×5×103 J＝1.47×108 J。 設(shè)消耗汽油質(zhì)量為m，則有W＝ηmq， m＝＝≈5.2 kg， 解得m≈5.2 kg。 答案：5.2 kg 12.如圖所示，一個(gè)小鐵塊沿半徑為R＝0.2 m的半球內(nèi)壁自上端由靜止下滑，當(dāng)滑至半球底部時(shí)，速度為1 m/s，設(shè)此過(guò)程中損失的機(jī)械能全部變?yōu)閮?nèi)能，并有40%被鐵塊吸收。已知鐵的比熱容c＝0.46×103 J/(kg·℃)，重力加速度g取10 m/s2。求鐵塊滑至半球底部時(shí)升高的溫度。 解析：鐵塊滑到底部產(chǎn)生的內(nèi)能 ΔE＝mgh－mv2＝1.5m J 升高溫度Δt＝＝1.3×10－3 ℃。 答案：1.3×10－3 ℃ - 5 -