学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第5章第2节能量的转化与守恒

1、.温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练·速提升【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于能量守恒定律,下列说法正确的是()A.焦耳第一个完整提出能量转化与守恒原理B.能量在转移或转化过程中会不断减少C.能量守恒定律在物理科学各分支中是正确的,推广到其他自然科学还有待进一步验证D.能量守恒定律是自然界内存在统一的有力证据E.风力发电风能的来源与太阳能无关F.放在太阳下的一盆水温度升高违反了能量守恒定律2.有人设计了如图所示的永动机,靠磁铁的吸引使车辆获得行驶的能量。但是这类永动机没有制成,是因为

2、()A.不符合机械能守恒定律B.违背了能量转化和守恒定律C.做功产生的热不符合热功当量D.找不到合适的材料和合理的设计方案3.下列设想符合能量守恒定律的是()A.仅利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B.技术发达以后,永动机是可以造出来的C.通过太阳照射飞机使飞机起飞D.不用任何燃料使河水升温4.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是()A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒5.一木块沿斜面向下滑,下列说法正确的是()A.不管斜面是否光滑,下滑过程中重力对木块做了功,它的内能将增大B.若斜面光滑且不计空气阻力,木块

3、滑到斜面底部时,速度增大,内能也将增大C.若斜面粗糙,木块在重力作用下虽速度增大,但它的内能并不改变D.若斜面粗糙,木块的机械能减小,而它的内能将增大6.在光滑水平面上停放一木块,一子弹水平射穿木块。对此过程,下列说法中正确的是()A.摩擦力(子弹与木块间)对木块做的功等于木块动能的增加量B.摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能D.子弹减少的机械能等于木块增加的内能7.如图所示,密闭绝热容器内有一绝热的、具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁间的摩擦忽略不计。置于真空中的轻弹簧一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压

4、缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)。现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡状态,经过此过程()A.Ep全部转化为气体的内能B.Ep一部分转化成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.Ep全部转化成活塞的重力势能和气体的内能D.Ep一部分转化成活塞的重力势能,一部分转化为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能8.用质量M=0.5kg的铁锤,去击打质量m=2kg的铁块。铁锤以v=12m/s的速度与铁块接触,击打以后铁锤的速度立即变为零。设每次击打产生的热量中有=50%被铁块吸收,共击打n=50次,则铁块温度升高多少

5、?已知铁的比热容c=460J/(kg·)。【能力提升】1.17世纪70年代,英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”,其结构如图所示,在斜面顶端放一块强磁铁M,斜面上、下端各有一个小孔P、Q,斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道,维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球,那么在磁铁的引力作用下,铁球会沿斜面向上运动,当球运动到P孔时,它会漏下,再沿着弯曲轨道返回到Q,由于这时铁球具有速度可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到P处又漏下对于这个设计,下列判断中正确的是()A.满足能量转化和守恒定律,所以可行B.不满足热力学第一定律,所以不可行C.不满足机械能守恒定

6、律,所以不可行D.不满足能量转化和守恒定律,所以不可行2.一物体获得一定初速度后,沿着一粗糙斜面上滑,在上滑过程中,物体和斜面组成的系统()A.机械能守恒B.总能量守恒C.机械能和内能增加 D.机械能减少,内能增加3.一木箱静止于水平面上,现在用一个80N的水平推力推动木箱前进10m,木箱受到的摩擦力为60N,则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是()A.U=200J,Ek=600J B.U=600J,Ek=200JC.U=600J,Ek=800J D.U=800J,Ek=200J4.如图所示的容器中,A、B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气, 大气压恒定,A

7、、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热。开始A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐流向B中,最后达到平衡,在这个过程中()A.大气压力对水做功,水的内能增加B.水克服大气压力做功,水的内能减少C.大气压力对水不做功,水的内能不变D.大气压力对水不做功,水的内能增加5.(能力挑战题)如图所示是一个半径R=0.3m的半球状容器。一小铁块由边缘的A点从静止开始沿内壁下滑,当滑到容器底部的B点时,容器内壁所受压力为小铁块自重的1.25倍,在它下滑的过程中内能增量的80%被铁块吸收,那么铁块温度升高多少摄氏度?铁的比热容是462J/(kg·),g取10m/s2答案解析【基础达标

8、】1.【解析】选D。迈尔是第一个完整提出能量转化与守恒原理的人,而不是焦耳,故A项错;能量在转移或转化过程中是不变的,B项错;能量守恒定律在自然科学各分支中普遍成立,C项错;能量守恒定律是自然界内存在统一的第一个有力证据,D项正确;风力发电的风能靠的是大气压差,最终来源于太阳能,E项错;放在太阳下的一盆水温度升高不违反能量守恒定律,F项错。2.【解析】选B。第一类永动机不可能制成的原因是违背了能的转化和守恒定律,故B项正确。3.【解析】选C、D。利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能,但由于摩擦力的不可避免性,动能最终转化为内能,使转动停止,故A项错;永动机违反能量守恒定律,技术发达以后

9、也造不出来,B项错;可利用太阳能的可转化性和电能的可收集性,使太阳能转化为飞机的动能,实现飞机起飞,故C项正确;不用任何燃料,让河水在强烈的阳光下暴晒,河水就能升温,故D项正确。4.【解析】选D。自由摆动的秋千,在摆动过程中要克服摩擦阻力做功,机械能转化为内能,但总能量守恒。5.【解析】选D。斜面光滑且不计空气阻力时,木块下滑过程中机械能守恒,内能不变;斜面粗糙,木块下滑时要克服摩擦力做功,故木块的机械能减小,由能量守恒定律知它的内能将增大,D正确。6.【解析】选A。对木块由动能定理可判断出选项A正确。子弹减少的机械能转化为木块、子弹的内能和木块的动能,故B、C、D均错误。7.【解析】选D。当

10、绳子突然断开时,活塞受弹簧的弹力F、活塞的重力G、封闭气体对活塞向下的压力F'的共同作用,如图所示,其合力向上,经多次往复运动后活塞静止时,活塞处于三力平衡状态,气体体积必减小,外力对气体做正功,由于绝热,所做的功全部转化为气体的内能,气体的内能增加,而活塞最终的静止位置比初始位置高,其重力势能增加,最终弹力与另外两个力的合力平衡,弹簧仍有形变。设最终弹簧的弹性势能为Ep',由能量守恒定律得Ep等于Ep'加上活塞增加的重力势能和气体增加的内能,所以D选项正确。8.【解题指南】铁锤击打过程中能的转换及分配关系为据此,即可列式算出t。【解析】铁锤击打n=50次共产生热量：Q

11、=n·Mv2设铁块的温度升高t,则Q=cmt得t=0.98答案：0.98【能力提升】1.【解析】选D。此装置违反了能量转化和守恒定律,所以不可行,D项正确。2.【解析】选B、D。物体沿斜面上滑过程中,有摩擦力对物体做负功,所以物体的机械能减少。由能量转化和守恒定律知,内能应增加,能量的总量不变。3.【解析】选B。由于木箱在推动中受到滑动摩擦力,其与相对位移的乘积是转化为木箱与地面系统的内能,即：U=60×10J=600J。由能量守恒定律可得：Ek=W总-U=80×10J-600J=200J,故B正确。4.【解析】选D。由于水的体积不变,故p0SAhA=p0SBhB

12、,即大气压力对A做的正功与B克服大气压力做的功相等,故大气压力不做功。但水的重力势能减少了,它转化为水的内能,所以水的内能增加了,故D正确。【变式备选】在如图所示的柱形容器内封有一定质量的密闭气体。光滑活塞C(质量为m)与容器用良好的隔热材料制成。另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B而静止。在这一过程中,密闭气体内能的改变量U、外界对密闭气体所做的功W与物体和活塞的重力势能的变化关系是()A.Mgh+mgh=U+WB.U=W,W=Mgh+mghC.U=W,W<Mgh+mghD.UW,W=Mgh+mgh【解析】选C。因活塞和容器用良好的隔热材料制成,容器内的密闭气体与外界无热交换,Q=0,所以U=W;但由于物体和活塞碰撞时损失一部分机械能,因此有W<Mgh+mgh,故选项C正确。虽然W<Mgh+mgh,但仍遵守能量守恒定律,只不过减少的机械能不是全部转化为密闭气体的内能,而是有一部分在碰撞时转化为活塞和物体的内能了,能的总量并未减少。5.【解析】小铁块滑到B点时满足F-mg=m(v为小铁块在B点的速度)F=1.25 mg 从A点滑到B点,由能的转化和守恒定律(mgR-mv2)×80%=cmt 联立式得t=4.5×10-3答案：4.5×10-3【总结提升】应用能量守恒定律分析解决问题的思路