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

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1、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)幅度越來越小,下列說法正確的是(  ) 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)的幅度越來越小,說明機(jī)械能有所減少,機(jī)械能減

2、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

3、一臺(tái)打開門的電冰箱,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_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

4、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)的說法中正確的是(  ) A.如果沒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

5、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)于這一過程,下列說法中正確的是(  ) 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

6、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,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

7、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;條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈,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

8、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.ΔUQ D.無法比較 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

9、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;

10、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 -

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