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高中物理必修2能量 能量轉化與守恒定律 同步練習

上傳人:艷*** 文檔編號:112539987 上傳時間:2022-06-22 格式:DOC 頁數(shù):5 大?。?2.50KB
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1、能量 能量轉化與守恒定律 同步練習 1.試說明下列現(xiàn)象中能量是怎樣轉化的. A.在水平公路上行駛的汽車,發(fā)動機熄火之后速度越來越小最后停止. B.火藥爆炸產生燃氣,子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去,射穿一塊鋼塊,速度減小. C.用柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電,供給電動水泵抽水,把水從低處抽到高處. 答案:A.機械能轉化為內能. B.化學能轉化為內能(火藥爆炸),內能轉化為機械能(子彈被發(fā)射),機械能又轉化為內能(子彈穿過鋼板). C.化學能轉化為內能,內能轉化為機械能(柴油機),再轉化為電能(發(fā)電機),電能又轉化為機械能(水泵). 2.汽車行駛時,要消耗汽油,盡可能詳細地說明汽油燃燒時

2、釋放的化學能通過哪些途徑轉化成了周圍環(huán)境的內能. 答案:化學能變成了氣缸內氣體的內能,一部分內能轉化為汽車的動能,另一部分散失到周圍環(huán)境中成為環(huán)境的內能,汽車的動能通過摩擦轉化為環(huán)境的內能.氣缸內氣體的內能還有一部分通過汽車發(fā)電機轉化為蓄電池內的化學能,使用蓄電池時,這部分化學能轉化為電能,又通過車燈轉化為光能,光照到地面空氣,轉化為環(huán)境的內能. 3.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的相互轉化 D.減少的機械能轉化為內能,但總能量守恒 答案:D 4.一物體獲得一定初速度后,沿著一粗糙斜面上滑.在上

3、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.機械能和內能增加 D.機械能減少,內能增加 答案:BD 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.由能的轉化和守恒定律知,內能應增加,能的總量不變. 5.下列物理過程,物質運動形式沒有發(fā)生變化的有( ?。? A.哈雷彗星繞太陽做變速橢圓運動 B.冰塊沿光滑斜面下滑 C.氫氣球勻速上升 D.熱水瓶瓶塞向上跳起 答案:AB 因為A、B機械運動,在運動過程中只有動能和勢能的相互轉化,始終在機械能的范疇內.C和D都有內能和機械能之間的相互轉化. 6.下列各物體在所經歷的過程中,內能

4、增加的有( ?。? A.在光滑斜面上靜止釋放而滑下的物體 B.水平飛行并射穿木塊的子彈 C.在絕熱的條件下被壓縮的氣體 D.在光滑水平面上運動的兩個小球,碰撞后以共同的速度運動 答案:BCD 7.子彈以200 m/s的速度射入固定的木板,穿出時速度為100 m/s.若子彈減少的機械能完全轉化為內能,并有50%被子彈吸收,求子彈溫度可升高多少攝氏度?已知子彈的比熱容為130 J/(kg·℃) 答案:57.5℃ 子彈機械能的減少ΔE=mv20-mv2,子彈吸收的內能 ΔU=0.5ΔE,又Q吸=cmΔt,且有Q吸=ΔU,所以 Δt==℃=57℃. 8.“和平號”空間站已于2001年

5、3月23日成功地墜落在南太平洋海域,墜落過程可簡化為從一個近圓軌道(可近似看作圓軌道)開始,經過與大氣摩擦,空間站的絕大部分經過升溫、熔化,最后汽化而銷毀,剩下的殘片墜入大海.此過程中,空間站原來的機械能中,除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外,還有一部分能量E′通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學反應的能量). (1)試導出以下列各物理量的符號表示散失能量E′的公式; (2)算出E′的值(結果保留兩位有效數(shù)字). 墜落開始時空間站的質量 M=1.17×105 kg; 軌道離地面的高度為h=146 km; 地球半徑R=6.4×106 m; 墜落空間范圍內重力加速度可看作g=10

6、 m/s2; 入海殘片的質量 m=1.2×104 kg; 入海殘片的溫度升高 ΔT=3000 K; 入海殘片的入海速度為聲速 v=340 m/s 空間站材料每1 kg升溫1 K平均所需能量 c=1.0×103 J; 每銷毀1 kg材料平均所需能量 μ=1.0×107 J. 答案:根據(jù)題給條件,從近圓軌道到地面的空間中重力加速度g=10 m/s2,若以地面為重力勢能零點,墜落過程開始時空間站在近圓軌道的勢能為: Ep=Mgh ① 以v1表示空間站在近圓軌道上的速

7、度,由牛頓定律可得 Mg=M ② 其中r為軌道半徑.若以R表示地球半徑,則r=R+h③ 由②③式可得空間站在近圓軌道上的動能為 Ek=Mg(R+h) ④ 由①④得在近圓軌道上空間站的機械能 E=Mg(R+h) ⑤ 在墜落過程中,用于銷毀部分所需的能量為 Q汽=(M-m)μ

8、 ⑥ 用于殘片升溫所需的能量Q殘=cmΔT⑦ 殘片的動能為E殘=mv2 ⑧ 以E′表示其他方式散失的能量,由能量守恒定律得 E=Q汽+E殘+Q殘+E 由此得E′=Mg(+h)-(M-m)M-mv2-cmΔT (2)以題給數(shù)據(jù)代入得E′=2.9×1012 J. 思路導引 ←各種形式的能量可以相互轉化. ←振幅是表示振動能量的多少,振幅越來越小說明機械能減少. ←有摩擦力做功,機械能減少. ←機械運動中只有動能和勢能的相互轉化. ←有阻力做功就有內能產生. ←減少的機械能ΔE=mv02-mv2,與吸收內能ΔU=0.5ΔE且ΔU=Q吸=cmΔt ←用能的轉化與守恒定律解答.

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