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第六節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化與守恒 一、單項選擇題 1．在跳高運動的發(fā)展史上，其中有以下四種不同的過桿姿勢，如圖所示，則在跳高運動員消耗相同能量的條件下，能越過最高橫桿的過桿姿勢為(　　) 　 【答案】D 【解析】運動員經(jīng)過助跑后，跳起過桿時，其重心升高，在四種過桿姿勢中背越式相對于桿的重心位置最低，所以在消耗相同能量的條件下，該種過桿姿勢能越過更高的橫桿，D正確． 2．在墻壁與外界無熱傳遞的封閉房間里，夏天為了降低溫度，同時打開電冰箱和電風(fēng)扇，兩電器工作較長時間后，房內(nèi)氣溫將會(　　) A．升高 B．降低 C．不變 D．無法判斷 【答案】A 【解析】由能量守恒定律知，消耗了電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故溫度升高． 圖4－6－7 3．如圖4－6－7所示，一個質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度由A點沖上傾角為30的固定斜面，做勻減速直線運動，其加速度的大小為g，在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中，物體(　　) A．機械能損失了mgh B．重力勢能增加了3mgh C．動能損失了mgh D．機械能損失了mgh 【答案】A 【解析】重力做了mgh的負功，重力勢能增加mgh，B錯．由于物體沿斜面以加速度g做減速運動，由牛頓第二定律可知：mgsin 30＋f＝mg，所以f＝mg. 摩擦力做功為：Wf＝－f2h＝－mgh， 機械能損失mgh，故A項正確，D錯． 由動能定理得ΔEk＝－mgh－mgh＝－2mgh， 即動能損失了2mgh，故C錯． 4．下列說法正確的是(　　) A．隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 B．太陽照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了 C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，因而是不可能的 D．有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產(chǎn)生 【答案】C 二、雙項選擇題 5．一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，并從中穿出．對于這一過程，下列說法正確的是(　　) A．子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能 B．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 C．子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(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增加的內(nèi)能之和 【答案】BD 【解析】子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減少，木塊獲得動能，同時產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機械能的損失．A選項漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能，C選項應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加．C錯． 6．一物體獲得一定初速度后，沿一粗糙斜面上滑．在上滑過程中，物體和斜面組成的系統(tǒng)(　　) A．機械能守恒 B．總能量守恒 C．機械能和內(nèi)能增加 D．機械能減少，內(nèi)能增加 【答案】BD 【解析】物體沿斜面上滑過程中，有摩擦力對物體做負功，所以物體的機械能減少．由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，內(nèi)能應(yīng)增加，能的總量不變． 7．下列說法中正確的是(　　) A．熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 B．熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 C．熱傳遞是有方向的 D．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，蒸汽機可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能 【答案】AC 【解析】熱傳遞是由方向性的，能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，A、C正確，B錯誤；熱機的效率永遠小于1，D錯誤． 8．下列設(shè)想中，符合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的是(　　) A．利用永磁鐵和軟鐵的相互作用，做成一架機器，永遠地轉(zhuǎn)動下去 B．制造一架飛機，不攜帶燃料，只需利用太陽能就能飛行 C．做成一只船，利用流水的能量，逆水行駛，不用其他動力 D．利用核動力使地球離開太陽系 【答案】BD 【解析】A不符合能量守恒，利用永磁鐵和軟鐵的相互作用，做一架永遠轉(zhuǎn)動下去的機器是不可能的；太陽能可以轉(zhuǎn)化為機械能，B中所述情景中的飛機是可行的；核動力是非常大的，大于地球和太陽系之間的引力，利用核動力可使地球離開太陽系，B、D選項正確；逆水行船，不用其他動力是不可行的，C錯誤． 三、非選擇題 9．試說明下列現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的． (1)火藥爆炸產(chǎn)生燃氣，子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去，射穿一塊鋼塊，速度減?。甠_____________________. (2)火力發(fā)電的過程是燃料燃燒產(chǎn)生的熱蒸氣推動熱機再帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能的過程．從能的轉(zhuǎn)換角度來看，實質(zhì)上是________能轉(zhuǎn)化為________能，再轉(zhuǎn)化成________能，最后轉(zhuǎn)化成電能的過程． 【答案】(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(火藥爆炸)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能(子彈被發(fā)射)，機械能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(子彈穿過鋼板)　(2)化學(xué)　內(nèi)　動 10．如圖4－6－8所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部足夠長，下部分別與一個光滑圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為120，半徑R＝2 m，一個物體在離圓弧底E的高度h＝3 m處以速率v＝4 m/s沿斜面向下運動，若物體與斜面間動摩擦因數(shù)μ＝0.02，則物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)能走多長的路程？(g取10 m/s2) 圖4－6－8 【答案】280 m 【解析】當(dāng)物體的機械能減少到一定程度時，物體就只在光滑圓弧面上滑動，不能再到斜面上，取最底端為零勢能面．由幾何關(guān)系可知，斜面與水平面的夾角為60，則由能量守恒得mgh＋mv2＝mgR(1－cos 60)＋μmglcos 60，解得l＝280 m.