高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 能量的转化与守恒习题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 能量的转化与守恒习题，共8页。试卷主要包含了有一种装有太阳能电扇的帽子等内容，欢迎下载使用。
 第3章　热力学定律第2节　能量的转化与守恒基础过关练　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的是(　　)A.焦耳是法国物理学家,他的主要贡献是焦耳定律及热功当量B.焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C.焦耳实验的研究对象是容器中的水D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度,实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同,但做功必须相同2.(多选)下列关于能量转化现象的说法中,正确的是(　　)A.用太阳灶烧水是太阳能转化为内能B.电灯发光是电能转化为光能C.核电站发电是电能转化为内能D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里,水温升高是动能转化为内能3.(多选)下列对能量的转化和守恒认识正确的是(　　)A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式能量的增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明机械能消失了4.(多选)如图为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是(　　)A.这个装置可测定热功转换关系B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别5.有一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下,小电扇快速转动,能使人在炎热的夏季感受到一丝凉爽,该装置的能量转化情况是(　　)A.太阳能→电能→机械能 B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能 D.机械能→太阳能→电能6.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7.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出。对于这一过程,下列说法中正确的是(　　)A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹减少的动能等于木块增加的动能C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和8.汽车关闭发动机后,沿斜面匀速下滑的过程中 (　　)A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.汽车的机械能转化成内能,汽车的总能量减少D.汽车的机械能逐渐转化为内能,汽车的总能量守恒9.(多选)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10.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、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热。开始时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11.如图所示为冲击摆实验装置,一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体,共同摆起一定的高度,则下面有关能量转化的说法中正确的是(　　)A.子弹的动能转化成沙箱和子弹的内能B.子弹的动能转化成了沙箱和子弹的势能C.子弹的动能转化成了沙箱和子弹的动能D.子弹动能的一部分转化成沙箱和子弹的内能,另一部分转化成沙箱和子弹的机械能12.如图所示,密闭绝热容器内有一绝热活塞(质量不可忽略),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)。现在绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到稳定状态。关于此过程说法正确的是(深度解析)A.Ep全部转化为气体的内能B.Ep一部分转化为活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.Ep全部转化为活塞的重力势能和气体的内能D.Ep一部分转化为活塞的重力势能,一部分转化为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能13.风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车,设空气密度为ρ,风的动能有50%转化为风车的动能,风车带动水车将水提高h的高度,效率为80%。则单位时间内最多可提升的水的质量为　　　　。 14.水能是一种清洁能源。位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量达每秒6 000 m3,而且是一年四季流量稳定,瀑布落差约为50 m。若利用这一资源发电,设其效率为50%,估算发电机的输出功率。(重力加速度g取10 m/s2,水的密度为ρ=1×103 kg/m3)          15.某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领,做了如下实验,用一面积为0.1 m2的盆盛6 kg的水,经太阳光垂直照射5 min,温度升高5 ℃,已知水的比热容为c=4.2×103 J/(kg·℃),若地表植物吸收太阳光的能力与水相等,试计算:(1)每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少?(2)若绿色植物在光合作用中吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气,则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气?(1公顷=104 m2)       
答案全解全析第3章　热力学定律第2节　能量的转化与守恒基础过关练1.D　焦耳是英国物理学家,所以选项A错误;焦耳实验的要求是研究对象为绝热系统,普通玻璃杯达不到绝热要求,选项B错误;实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统,选项C错误;要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同,则做功必须相同,选项D正确。2.AB　核电站发电是核能转化为电能,生石灰放入水中使水温升高,是化学能转化为内能,C、D错误,故选A、B。3.ABC　A选项是指不同形式的能量间的转化,转化过程中能量是守恒的。B选项是指能量在不同的物体间发生转移,转移过程中能量是守恒的。这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移。第一类永动机是不可能制成的,因为它违背了能量守恒定律。A、B、C正确。石子的机械能在变化,比如受空气阻力作用,机械能可能减少,但机械能并没有消失,能量守恒定律表明能量既不会消失,也不会创生,故D是错误的。4.AC　可通过计算重力做功与水温升高吸收的热量,测定热功转换关系,做功增加了水的内能,而热量只是热传递过程中内能改变的量度,所以做功与热量是不同的,故选A、C。5.A　根据题意小电扇在阳光照射下转动,说明最初的能量来源于阳光,即太阳能,阳光照在太阳能电池板上,太阳能电池板将太阳能转化成电能。电能使小电动机转动,实现了小电扇的旋转,是电能向机械能的转化。总的转化过程为太阳能→电能→机械能。故A正确。6.D　自由摆动的秋千摆动幅度减小,说明机械能在减少,减少的机械能转化为内能,故D正确。7.D　子弹射穿木块的过程中,由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减小,木块获得动能,同时产生热量,且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失,A、B项没有考虑到系统增加的内能,C项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能,故正确答案为D。8.C　汽车匀速下滑,一定受阻力作用,汽车克服阻力做功,汽车的机械能转化为汽车和斜面的内能,汽车的总能量减少。9.BD　物体沿斜面上滑的过程中,有摩擦力对物体做负功,所以物体的机械能减少,由能量转化和守恒可知,内能应增加,总能量不变。10.D　设A中水面下降的高度为hA,B中水面上升的高度为hB,由于水的体积不变,故SAhA=SBhB,则有p0SAhA=p0SBhB,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。11.D　子弹在射入沙箱瞬间,要克服摩擦阻力做功,一部分动能转化成沙箱和子弹的内能,另一部分动能转化成沙箱和子弹的机械能。12.D　当绳子突然断开时,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,此时活塞处于三力平衡状态,气体体积必定减小,外力对气体做正功,由于容器和活塞均绝热,外力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=Ep'+ΔEp+ΔU(ΔEp为活塞增加的重力势能,ΔU为气体增加的内能),所以D选项正确。  方法技巧 利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时,首先要弄清系统有多少种能量相互转化,分析哪种形式的能量增加了,哪种形式的能量减少了;或者哪个物体的能量增加,哪个物体的能量减少,增加量等于减少量。13.答案　(πd^2 ρv^3)/20gh解析　在时间t内吹在风车上的空气的质量为m1=1/4 πd2•vt•ρ,风的动能Ek=1/2 m1v2=1/8 πd2v3tρ。根据题意1/8 πd2v3tρ×50%×80%=mgh,则m/t=(πd^2 ρv^3)/20gh。14.答案　1.5×109 W解析　每秒流下的水质量m=Vρ=6×106 kg,由能量的转化和守恒知mgh×50%=Pt,式中m=6×106 kg,t=1 s,h=50 m,解得P=1.5×109 W。 15.答案　(1)4.2×103 J　(2)2 100 L解析　(1)0.1 m2的水5 min吸收的太阳能为E=cmΔt=4.2×103×6×5 J=1.26×105 J,所以每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能E'=4.2×103 J。(2)每公顷绿色植物每秒吸收的太阳能E=4.2×103×104 J=4.2×107 J,放出氧气的体积为V=(4"." 2×10^7)/(1×10^3 )×0.05 L=2 100 L。