高中物理 3.3 能量守恒定律課時(shí)訓(xùn)練 粵教版選修3-3.doc

1、a第三節(jié) 能量守恒定律課時(shí)訓(xùn)練16能量守恒定律基礎(chǔ)夯實(shí)1.一木塊在一不光滑的V形槽內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)的過(guò)程中,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)能的相互轉(zhuǎn)化D.減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒答案D解析木塊在滑動(dòng)過(guò)程中要克服摩擦阻力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒.2.“第一類永動(dòng)機(jī)”是不可能制成的,這是因?yàn)?)A.不符合機(jī)械能守恒定律B.違背了能量守恒定律C.做功產(chǎn)生的熱不符合熱功當(dāng)量D.暫時(shí)找不到合理的設(shè)計(jì)方案和理想材料答案B解析第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是違背了能量守恒定律,任何設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)的努力都是徒勞的.3.在一個(gè)與外界沒(méi)有熱交換的房間內(nèi)打開(kāi)冰箱門

2、,冰箱正常工作,過(guò)一段時(shí)間房間內(nèi)的溫度將()A.降低B.升高C.不變D.無(wú)法確定答案B解析取房間內(nèi)氣體及電冰箱(有散熱裝置)為系統(tǒng),外界消耗電能,對(duì)系統(tǒng)做功,系統(tǒng)總內(nèi)能增加,溫度升高.4.(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)出明亮的火焰;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答案AD解析這四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程都受到阻力作用,汽車主要是受制動(dòng)阻力,流星、降落傘是

3、受空氣阻力,條形磁鐵下落是受磁場(chǎng)阻力,因而物體都克服阻力做功,A項(xiàng)正確.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)化為其他形式的能,D項(xiàng)正確.5.(多選)運(yùn)動(dòng)員跳傘后,在某一段時(shí)間內(nèi)以8 m/s2的加速度下降,在該過(guò)程中()(導(dǎo)學(xué)號(hào)51140106)A.重力勢(shì)能只轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.機(jī)械能守恒aaD.系統(tǒng)的總能量守恒答案BD解析物體加速度為8 m/s2,說(shuō)明物體受重力以外還受阻力作用,克服阻力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒.能力提升6.如圖所示,一演示用的“永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成,輕桿的末

4、端裝有用形狀記憶合金制成的葉片.輕推轉(zhuǎn)輪后,進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”,推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng).離開(kāi)熱水后,葉片形狀迅速恢復(fù),轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)51140107)A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng),不需要消耗外界能量B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C.轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水,水溫升高D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量答案D解析轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)械能增加,必須從外界吸收能量,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)動(dòng)葉片從水中吸收能量,水溫降低,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;葉片吸收的熱量一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,選項(xiàng)D正確.7.如圖所示,直立絕熱容器內(nèi)正中間有被隔板隔開(kāi)的A、B兩部分氣體,A的密度小,

5、B的密度大,抽去隔板,加熱氣體使兩部分氣體均勻混合,設(shè)在此過(guò)程中氣體吸熱為Q,氣體的內(nèi)能增加為U,則()A.U=QB.UQD.無(wú)法比較答案B解析A、B兩部分氣體開(kāi)始的合重心在中線以下,混合均勻后,合重心在中線上,所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能增大,根據(jù)能量守恒定律可得,吸收的熱量應(yīng)等于增加的重力勢(shì)能與增加的內(nèi)能之和,即Q=Ep+U,顯然QU.8.如圖所示,由導(dǎo)熱材料制成的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),活塞與汽缸壁之間無(wú)摩擦,活塞上方存有少量液體.將一根細(xì)管插入液體,由于虹吸現(xiàn)象,活塞上方液體逐漸流出.在此過(guò)程中,大氣壓強(qiáng)與外界的溫度保持不變.關(guān)于這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)5114

6、0108)A.氣體分子的平均動(dòng)能逐漸增大B.單位時(shí)間氣體分子對(duì)活塞撞擊的次數(shù)增多aaC.氣體分子對(duì)活塞的平均沖力保持不變D.氣體對(duì)外界做功等于氣體從外界吸收的熱量答案D解析當(dāng)活塞上方液體逐漸流出時(shí),氣體的壓強(qiáng)逐漸減小,由于是虹吸現(xiàn)象,水流出過(guò)程緩慢,所以氣體狀態(tài)變化為等溫變化,因此氣體分子的平均動(dòng)能不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于壓強(qiáng)減小,所以單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞撞擊的次數(shù)減小,氣體分子對(duì)活塞的平均沖力減小,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.根據(jù)玻意耳定律有p1V1=p2V2,由于氣體壓強(qiáng)減小,所以體積增大,氣體對(duì)外做功,又因?yàn)闅怏w溫度不變、內(nèi)能不變,所以氣體從外界吸熱且W=-Q,選項(xiàng)D正確.9.如圖所示,密閉絕熱容

7、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(jì).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,彈簧被壓縮后用繩扎緊,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零).現(xiàn)繩突然斷開(kāi),彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止,氣體達(dá)到平衡狀態(tài).經(jīng)過(guò)此過(guò)程()A.Ep全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能B.Ep一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能C.Ep全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能D.Ep一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能,一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能,其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能答案D解析當(dāng)繩子突然斷開(kāi)時(shí),活塞受彈簧的彈力

8、F、活塞的重力G、封閉氣體對(duì)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(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止時(shí),活塞處于三力平衡狀態(tài),氣體體積必減小,外力對(duì)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(shì)能增加,最終彈力與另外兩個(gè)力的合力平衡,彈簧仍有形變.設(shè)最終彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,由能量守恒定律得Ep=Ep+活塞增加的重力勢(shì)能+氣體增加的內(nèi)能,所以D選項(xiàng)正確.10.雨滴從400 m高處由靜止開(kāi)始下落,設(shè)它受到的阻力大小為重力的0.7,雨滴落地前所產(chǎn)生的內(nèi)能有30%為其吸收,則落地前雨滴溫度可升高多少度?g取10 m/s2,水的比熱容c

9、=4.2103 J/(kg)答案0.2 解析落地前因克服空氣阻力而產(chǎn)生的熱量為Q=kmgh.設(shè)溫度升高了t,由能量守恒定律,得Q=mct.聯(lián)立,解得t=0.2 .11.要把質(zhì)量為103 kg的衛(wèi)星發(fā)射到地球附近的圓形軌道上,如果燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量有1%轉(zhuǎn)化為衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)的動(dòng)能,則燃料質(zhì)量至少為多少?(地球半徑R=6 400 km,燃料的燃燒值aaq=6.4107 J/kg,g取9.8 m/s2)(導(dǎo)學(xué)號(hào)51140109)答案4.9104 kg解析設(shè)衛(wèi)星在地球附近圓形軌道上的運(yùn)行速度是v由m0g=m0,得v=.由題意,得qm=m0v2.聯(lián)立式,得m= kg=4.9104 kg.12.(

10、2015四川理綜)霧霾天氣對(duì)國(guó)計(jì)民生已造成嚴(yán)重的影響,汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源,“鐵腕治污”已成為國(guó)家的工作重點(diǎn).地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放,大力發(fā)展地鐵,可以大大減少燃油公交車的使用,減少汽車尾氣排放.若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng),先勻加速運(yùn)動(dòng)20 s達(dá)最高速度72 km/h,再勻速運(yùn)動(dòng)80 s,接著勻減速運(yùn)動(dòng)15 s到達(dá)乙站停住.設(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1106 N,勻速運(yùn)動(dòng)階段牽引力的功率為 6103 kW,忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功.(導(dǎo)學(xué)號(hào)51140110)(1)求甲站到乙站的距離;(2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同,求公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量.(燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物310-6克)答案(1)1 950 m(2)2.04 kg解析(1)設(shè)列車勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t1,距離為s1;在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t2,距離為s2,速度為v;在勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段所用的時(shí)間為t3,距離為s3;甲站到乙站的距離為s,則s1=vt1,s2=vt2,s3=vt3,s=s1+s2+s3.聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù),得s=1 950 m.(