學習方略》2013-2014學年高中物理魯科版選修3-3課時訓練·速提升第5章第2節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

1、.溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時訓練·速提升【基礎(chǔ)達標】1.(基礎(chǔ)理論辨析題)關(guān)于能量守恒定律,下列說法正確的是()A.焦耳第一個完整提出能量轉(zhuǎn)化與守恒原理B.能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中會不斷減少C.能量守恒定律在物理科學各分支中是正確的,推廣到其他自然科學還有待進一步驗證D.能量守恒定律是自然界內(nèi)存在統(tǒng)一的有力證據(jù)E.風力發(fā)電風能的來源與太陽能無關(guān)F.放在太陽下的一盆水溫度升高違反了能量守恒定律2.有人設計了如圖所示的永動機,靠磁鐵的吸引使車輛獲得行駛的能量。但是這類永動機沒有制成,是因為

2、()A.不符合機械能守恒定律B.違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律C.做功產(chǎn)生的熱不符合熱功當量D.找不到合適的材料和合理的設計方案3.下列設想符合能量守恒定律的是()A.僅利用永久磁鐵間的作用力造一臺永遠轉(zhuǎn)動的機器B.技術(shù)發(fā)達以后,永動機是可以造出來的C.通過太陽照射飛機使飛機起飛D.不用任何燃料使河水升溫4.自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,下列說法正確的是()A.機械能守恒B.能量正在消失C.只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D.減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒5.一木塊沿斜面向下滑,下列說法正確的是()A.不管斜面是否光滑,下滑過程中重力對木塊做了功,它的內(nèi)能將增大B.若斜面光滑且不計空氣阻力,木塊

3、滑到斜面底部時,速度增大,內(nèi)能也將增大C.若斜面粗糙,木塊在重力作用下雖速度增大,但它的內(nèi)能并不改變D.若斜面粗糙,木塊的機械能減小,而它的內(nèi)能將增大6.在光滑水平面上停放一木塊,一子彈水平射穿木塊。對此過程,下列說法中正確的是()A.摩擦力(子彈與木塊間)對木塊做的功等于木塊動能的增加量B.摩擦力對木塊做的功完全轉(zhuǎn)化為木塊的內(nèi)能C.子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能D.子彈減少的機械能等于木塊增加的內(nèi)能7.如圖所示,密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的、具有一定質(zhì)量的活塞,活塞的上部封閉著氣體,下部為真空,活塞與器壁間的摩擦忽略不計。置于真空中的輕彈簧一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,彈簧被壓

4、縮后用繩扎緊,此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零)?，F(xiàn)繩突然斷開,彈簧推動活塞向上運動,經(jīng)過多次往復運動后活塞靜止,氣體達到平衡狀態(tài),經(jīng)過此過程()A.Ep全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能B.Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢能,其余部分仍為彈簧的彈性勢能C.Ep全部轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能D.Ep一部分轉(zhuǎn)化成活塞的重力勢能,一部分轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢能8.用質(zhì)量M=0.5kg的鐵錘,去擊打質(zhì)量m=2kg的鐵塊。鐵錘以v=12m/s的速度與鐵塊接觸,擊打以后鐵錘的速度立即變?yōu)榱?。設每次擊打產(chǎn)生的熱量中有=50%被鐵塊吸收,共擊打n=50次,則鐵塊溫度升高多少

5、?已知鐵的比熱容c=460J/(kg·)。【能力提升】1.17世紀70年代,英國賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設計了一種磁力“永動機”,其結(jié)構(gòu)如圖所示,在斜面頂端放一塊強磁鐵M,斜面上、下端各有一個小孔P、Q,斜面下有一個連接兩小孔的彎曲軌道,維爾金斯認為：如果在斜坡底放一個鐵球,那么在磁鐵的引力作用下,鐵球會沿斜面向上運動,當球運動到P孔時,它會漏下,再沿著彎曲軌道返回到Q,由于這時鐵球具有速度可以對外做功,然后又被磁鐵吸引回到上端,到P處又漏下對于這個設計,下列判斷中正確的是()A.滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,所以可行B.不滿足熱力學第一定律,所以不可行C.不滿足機械能守恒定

6、律,所以不可行D.不滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,所以不可行2.一物體獲得一定初速度后,沿著一粗糙斜面上滑,在上滑過程中,物體和斜面組成的系統(tǒng)()A.機械能守恒B.總能量守恒C.機械能和內(nèi)能增加 D.機械能減少,內(nèi)能增加3.一木箱靜止于水平面上,現(xiàn)在用一個80N的水平推力推動木箱前進10m,木箱受到的摩擦力為60N,則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動能Ek分別是()A.U=200J,Ek=600J B.U=600J,Ek=200JC.U=600J,Ek=800J D.U=800J,Ek=200J4.如圖所示的容器中,A、B各有一個可自由移動的輕活塞,活塞下是水,上為空氣, 大氣壓恒定,A

7、、B底部由帶有閥門K的管道相連,整個裝置與外界絕熱。開始A中水面比B中高,打開閥門,使A中的水逐漸流向B中,最后達到平衡,在這個過程中()A.大氣壓力對水做功,水的內(nèi)能增加B.水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少C.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變D.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加5.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示是一個半徑R=0.3m的半球狀容器。一小鐵塊由邊緣的A點從靜止開始沿內(nèi)壁下滑,當滑到容器底部的B點時,容器內(nèi)壁所受壓力為小鐵塊自重的1.25倍,在它下滑的過程中內(nèi)能增量的80%被鐵塊吸收,那么鐵塊溫度升高多少攝氏度?鐵的比熱容是462J/(kg·),g取10m/s2答案解析【基礎(chǔ)達標

8、】1.【解析】選D。邁爾是第一個完整提出能量轉(zhuǎn)化與守恒原理的人,而不是焦耳,故A項錯;能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中是不變的,B項錯;能量守恒定律在自然科學各分支中普遍成立,C項錯;能量守恒定律是自然界內(nèi)存在統(tǒng)一的第一個有力證據(jù),D項正確;風力發(fā)電的風能靠的是大氣壓差,最終來源于太陽能,E項錯;放在太陽下的一盆水溫度升高不違反能量守恒定律,F項錯。2.【解析】選B。第一類永動機不可能制成的原因是違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,故B項正確。3.【解析】選C、D。利用磁場能可能使磁鐵所具有的磁場能轉(zhuǎn)化為動能,但由于摩擦力的不可避免性,動能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使轉(zhuǎn)動停止,故A項錯;永動機違反能量守恒定律,技術(shù)發(fā)達以后

9、也造不出來,B項錯;可利用太陽能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性,使太陽能轉(zhuǎn)化為飛機的動能,實現(xiàn)飛機起飛,故C項正確;不用任何燃料,讓河水在強烈的陽光下暴曬,河水就能升溫,故D項正確。4.【解析】選D。自由擺動的秋千,在擺動過程中要克服摩擦阻力做功,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒。5.【解析】選D。斜面光滑且不計空氣阻力時,木塊下滑過程中機械能守恒,內(nèi)能不變;斜面粗糙,木塊下滑時要克服摩擦力做功,故木塊的機械能減小,由能量守恒定律知它的內(nèi)能將增大,D正確。6.【解析】選A。對木塊由動能定理可判斷出選項A正確。子彈減少的機械能轉(zhuǎn)化為木塊、子彈的內(nèi)能和木塊的動能,故B、C、D均錯誤。7.【解析】選D。當

10、繩子突然斷開時,活塞受彈簧的彈力F、活塞的重力G、封閉氣體對活塞向下的壓力F'的共同作用,如圖所示,其合力向上,經(jīng)多次往復運動后活塞靜止時,活塞處于三力平衡狀態(tài),氣體體積必減小,外力對氣體做正功,由于絕熱,所做的功全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,氣體的內(nèi)能增加,而活塞最終的靜止位置比初始位置高,其重力勢能增加,最終彈力與另外兩個力的合力平衡,彈簧仍有形變。設最終彈簧的彈性勢能為Ep',由能量守恒定律得Ep等于Ep'加上活塞增加的重力勢能和氣體增加的內(nèi)能,所以D選項正確。8.【解題指南】鐵錘擊打過程中能的轉(zhuǎn)換及分配關(guān)系為據(jù)此,即可列式算出t?！窘馕觥胯F錘擊打n=50次共產(chǎn)生熱量：Q

11、=n·Mv2設鐵塊的溫度升高t,則Q=cmt得t=0.98答案：0.98【能力提升】1.【解析】選D。此裝置違反了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,所以不可行,D項正確。2.【解析】選B、D。物體沿斜面上滑過程中,有摩擦力對物體做負功,所以物體的機械能減少。由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知,內(nèi)能應增加,能量的總量不變。3.【解析】選B。由于木箱在推動中受到滑動摩擦力,其與相對位移的乘積是轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能,即：U=60×10J=600J。由能量守恒定律可得：Ek=W總-U=80×10J-600J=200J,故B正確。4.【解析】選D。由于水的體積不變,故p0SAhA=p0SBhB

12、,即大氣壓力對A做的正功與B克服大氣壓力做的功相等,故大氣壓力不做功。但水的重力勢能減少了,它轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,所以水的內(nèi)能增加了,故D正確?！咀兪絺溥x】在如圖所示的柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的密閉氣體。光滑活塞C(質(zhì)量為m)與容器用良好的隔熱材料制成。另有質(zhì)量為M的物體從活塞上方的A點自由下落到活塞上,并隨活塞一起到達最低點B而靜止。在這一過程中,密閉氣體內(nèi)能的改變量U、外界對密閉氣體所做的功W與物體和活塞的重力勢能的變化關(guān)系是()A.Mgh+mgh=U+WB.U=W,W=Mgh+mghC.U=W,W<Mgh+mghD.UW,W=Mgh+mgh【解析】選C。因活塞和容器用良好的隔熱材料制成,容器內(nèi)的密閉氣體與外界無熱交換,Q=0,所以U=W;但由于物體和活塞碰撞時損失一部分機械能,因此有W<Mgh+mgh,故選項C正確。雖然W<Mgh+mgh,但仍遵守能量守恒定律,只不過減少的機械能不是全部轉(zhuǎn)化為密閉氣體的內(nèi)能,而是有一部分在碰撞時轉(zhuǎn)化為活塞和物體的內(nèi)能了,能的總量并未減少。5.【解析】小鐵塊滑到B點時滿足F-mg=m(v為小鐵塊在B點的速度)F=1.25 mg 從A點滑到B點,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(mgR-mv2)×80%=cmt 聯(lián)立式得t=4.5×10-3答案：4.5×10-3【總結(jié)提升】應用能量守恒定律分析解決問題的思路