高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律同步练习题，共3页。试卷主要包含了6W=1等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.秋千摆动幅度越来越小,关于该过程,下列说法中正确的是( )
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
解析秋千摆动幅度越来越小,说明机械能在减少,故A、C项错误;而减少的机械能通过摩擦转化成了内能,故B项错误,D项正确。
答案D
2.(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
解析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,由能量守恒定律知,内能增加,能量的总量不变。
答案BD
3.一木箱静止于水平面上,现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m,木箱受到的摩擦力为60 N,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=200 J,Ek=600 J
B.U=600 J,Ek=200 J
C.U=600 J,Ek=800 J
D.U=800 J,Ek=200 J
解析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。
答案B
4.(2020江苏海门中学高三月考)如图所示,绝缘支座上,C球带正电,枕形导体A、B靠在一起,现将A、B分开,分别接触一个小电机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动。当电动机还没有停止时,又立刻把A、B在C附近碰一下分开,再和电动机两接线柱接触,如此下去,小电动机便能不停地转动。则下列说法正确的是( )
A.A、B分开后A左端带正电,B右端带负电
B.A、B分开前,AB是一个等势体
C.上述过程违背了能量守恒定律
D.上述过程说明永动机可以制成
解析由静电感应可知,AB分开前,由于C球带正电,所以枕形导体A带负电,枕形导体B带正电,由于C球存在,所以AB分开后,A左端带负电,B右端带正电,分开前AB处于静电平衡状态,所以AB是一个等势体,故A错误,B正确;上述过程在把AB分开的过程中要克服AB之间的静电力做功,把机械能转化为电能,然后再把电能转化为机械能,此过程是能量不断转化的过程,不违背能量守恒定律,但需要消耗机械能,永动机不可能制成,故C、D错误。
答案B
能力提升
1.如图所示,A、B是两个完全相同的热胀冷缩明显的金属球,初温相同。A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂。现只让它们吸热,当它们升高相同的温度时,吸热分别为QA、QB,则( )
A.QA=QBB.QAQBD.无法确定
解析A、B升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀,A的重心升高,重力势能增加,QA一部分用于升温,一部分用于增加重力势能ΔEp,即QA=Q+ΔEp;B的重心降低,重力势能减小,QB和减少的重力势能ΔEp共同用于升温,即Q=QB+ΔEp;显然QA>QB。故选项C正确。
答案C
2.(2020江苏盐城模拟)如图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )
A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水,由能量守恒知能量来源于热水,故A、B、C错;由能量守恒知,叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能,一部分在空气中释放,故D对。
答案D
3.重1 000 kg的气锤从2.5 m高处自由落下,打在质量为20 kg的铁块上,要使铁块的温度升高40 ℃以上,气锤至少应落下多少次?[设气锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度且铁块热量不散失,g取10 m/s2,不计空气阻力,铁的比热容c=4.62×102 J/(kg·℃)]
解析由机械能守恒定律得气锤下落到刚撞击铁块时的动能:
Ek=mgh=103×10×2.5J=2.5×104J
由动能定理得:
W=Ek-0=2.5×104J
其中用来使铁块温度升高的功
Wη=0.6W=1.5×104J
使铁块升高40℃所需的热量:
Q=cmΔt=462×20×40J=3.696×105J
设气锤下落n次,才能使铁块温度升高40℃,则由能量守恒定律得nWη=Q
n=QWη=3.696×1051.5×104=24.64
故气锤应至少落下25次。
答案25次