2018－2019學(xué)年高中物理 第三章 熱力學(xué)第一定律 課時跟蹤檢測（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，做一架機器永遠地運動下去 B．制造一架飛機，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，逆水行駛，不用其他力 D．利用核動力，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機不可能制成，由此可得B、D正確。 2．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之間相互轉(zhuǎn)化 D．減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒 解析：選D　秋千擺動的幅度越來越小，說明機械能有所減少，機械能減

2、少并不代表能量消失了，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這個能量就是內(nèi)能，能量仍然是守恒的，故D正確。 3．一個鐵塊沿斜面勻速滑下，關(guān)于物體的機械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是(　　) A．物體的機械能和內(nèi)能都不變 B．物體的機械能減少，內(nèi)能不變 C．物體的機械能增加，內(nèi)能增加 D．物體的機械能減少，內(nèi)能增加 解析：選D　鐵塊沿斜面勻速下滑時，動能不變、勢能減小，所以鐵塊的機械能一定減少。鐵塊沿斜面能勻速滑下，這斜面一定是不光滑的，鐵塊下滑時要克服摩擦力做功，鐵塊損失的機械能轉(zhuǎn)化為鐵塊和斜面的內(nèi)能，因此鐵塊的溫度會略有升高，內(nèi)能會增加。故D正確。 4．假設(shè)在一個完全密封絕熱的室內(nèi)，放

3、一臺打開門的電冰箱，然后遙控接通電源，令電冰箱工作一段較長的時間后再遙控斷開電源，等室內(nèi)各處溫度達到平衡時，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，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)興時期意大利的達·芬奇(Leonardo da Vinci，1452－1519)設(shè)計如圖所示的裝置。他設(shè)計時認(rèn)為，在輪子轉(zhuǎn)動過程中，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的力矩作

4、用下會使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息，而且可以不斷地向外輸出能量。但實驗結(jié)果卻是否定的。達·芬奇敏銳地由此得出結(jié)論：永動機是不可能實現(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，并在不消耗能量的同時不斷地對外做功 B．如果沒有摩擦力和空氣阻力，忽略碰撞中能量的損耗，并給它一個初速度就能永不停息地轉(zhuǎn)動，但在不消耗能量的同時，并不能對外做功 C．右邊所有小球施加于輪子的動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，不斷地對外做功 D．在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達的今天，這種裝置可以實現(xiàn)它永不停息的轉(zhuǎn)動，在不消耗其它能量的

5、基礎(chǔ)上，而且還能源源不斷地對外做功 解析：選BC　機器對外做功，就必須消耗能量，永動機違背了能量守恒定律，是不可能實現(xiàn)的。A、D錯誤，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。對于這一過程，下列說法中正確的是(　　) A．子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能 B．子彈減少的動量等于木塊增加的動量 C．子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與增加的內(nèi)能之和 D．子彈減少的動能等于木塊增加的動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，子彈減少的機械能一部分轉(zhuǎn)化為子彈和木塊的內(nèi)能，A、C錯誤； 子彈

6、木塊系統(tǒng)合外力為零，動量守恒，能量也守恒，B、D正確。 7．如圖所示，有兩個同樣的球，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．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 解析：選AD　這四個現(xiàn)象中物體運動過程都受到阻力作用，汽車主要受制動阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力。因而物體都克服阻力做功，A項對；四個物體運動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機械能轉(zhuǎn)化成

8、了其他形式的能，D項對。 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象，開始時，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，小滑塊沿斜面運動了一段距離。若已知在這過程中，拉力F所做的功的大小(絕對值)為A，斜面對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)用這些量表達時，小滑塊的動能的改變(指末態(tài)動能減去初態(tài)動能)等于多少？滑塊的重力勢能的改變等于多少？滑塊機械能(指動能與重力勢能之和)改變了多少？ 解析：根據(jù)動能定理，動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，斜面對滑塊的作用力的功(因彈力不做功，實際上為摩擦阻力的功)，因此ΔEk＝A－B＋C－D；根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，重力勢能的減少等于重力做的功，因此ΔEp＝－C；

10、滑塊機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)動機的效率為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，速度為1 m/s，設(shè)此過程中損失的機械能全部變?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 -