第3章 第2节 能量的转化与守恒（作业）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册【精讲精练】鲁科版

[课下作业] [合格训练] 1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(　　) A．物体克服阻力做功 B．物体的动能转化为其他形式的能量 C．物体的势能转化为其他形式的能量 D．物体的化学能转化为其他形式的能量 解析　这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主要是受制动阻力，流星、降落伞是受空气阻力，条形磁铁下落主要是受到磁场阻力。因而物体都克服阻力做功，A项对。四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，B、C、D错。 答案　A 2．下列说法中正确的是(　　) A．外界对一物体做功，此物体的内能一定增加 B．机械能完全转化成内能是不可能的 C．将热量传给一个物体，此物体的内能一定改变 D．一定量气体对外做功，气体的内能不一定减小 解析　改变物体内能有两种途径：做功和热传递，不能仅由一种情况就判断内能的变化情况，A、C错误，D正确；物体由于摩擦最终停止运动，机械能全部转化为内能，B错误。 答案　D 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＝60×10 J＝600 J。由能量守恒定律可得 Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确。 答案　B 4．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于铁块的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是(　　) A．铁块的机械能和内能都不变 B．铁块的机械能减少，内能不变 C．铁块的机械能增加，内能增加 D．铁块的机械能减少，内能增加 解析　铁块沿斜面匀速下滑时，动能不变势能减小，所以铁块的机械能一定减少。铁块沿斜面能匀速滑下，斜面一定是不光滑的，铁块下滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增加。故D正确。 答案　D 5．如图所示，A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是(　　) A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 解析　由热力学第一定律和功能关系知，大气压力对水银做功大小等于水银内能增量与水银重力势能增量之和；大气压力对A、B装置内的水银做功相等，而B中水银重力势能增量小，故B中水银内能增量大。 答案　B 6.如图所示，直立容器内有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体的内能增加为ΔU，则(　　) A．ΔU＝Q　　　　　　　 B．ΔU<Q C．ΔU>Q D．无法比较 解析　本题解题的关键是弄清参与转化和转移的各种能量中哪些增、哪些减。A、B两部分气体开始的合重心在中线以下，混合均匀后重心在中线上，所以系统的重力势能增大，根据能量守恒定律可得，吸收的热量应等于增加的重力势能与增加的内能之和，即Q＝ΔEp＋ΔU，显然Q>ΔU。 答案　B 7.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体(　　) A．内能减小 B．对外做功 C．压强增大 D．分子间的引力和斥力都增大 解析　当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加。 答案　B [等级过关] 8．(多选)关于机械能和内能，下列说法中错误的是(　　) A．物体的内能损失时，必然导致其机械能的减小 B．物体的机械能损失时，其内能可能增大 C．物体内能增大时，机械能不一定增大 D．机械能和内能不能互相转化 解析　内能和机械能之间没有必然的联系，二者无必然数量关系，A说法错误，B、C说法正确；机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能，D说法错误。 答案　AD 9．(多选)在光滑水平面上运动的物体，受到一