5.3能量的转化与守恒 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 5.3 能量的转化与守恒
一、单选题
1．如图所示，竖直固定一半径为R=0.5m表面粗糙的四分之一圆弧轨道，其圆心O与A点等高。一质量m=1kg的小物块在不另外施力的情况下，能以速度m/s沿轨道自A点匀速率运动到B点，圆弧AP与圆弧PB长度相等，重力加速度g=10m/s2。则下列说法不正确的是（　　）
A．在从A到B的过程中合力对小物块做功为零
B．小物块经过P点时，重力的瞬时功率为5W
C．小物块在AP段和PB段产生的内能相等
D．运动到B点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为11N
2．在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将如何变化（　　）
A．降低 B．升高 C．不变 D．无法确定
3．伽利略的斜面实验表达了一个最重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，绝不会更高一点，也绝不会更低一点，这说明小球在运动过程中，有一个“东西”是不变的，这个“东西”就是（）
A．力 B．能量 C．动能 D．势能
4．以下关于物理学史实的说法正确的是（ ）
A．伽利略通过理想斜面实验指出“力不是维持物体运动的原因”
B．牛顿提出了万有引力定律，并指出万有引力常量
C．英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出了后来被命名为“海王星”的行星，并由勒维耶在1846年在预言的位置附近发现了这颗行星．
D．能量守恒定律的建立是由不同国家、不同领域的十几位科学家以不同的形式各自独立提出的，其中迈尔、焦耳、法拉第的工作最有成效．
5．下列说法中正确的是（　　）
A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低
C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
6．如图，一个木块放在光滑的水平面上，一子弹射入木块中（未穿出），射入深度为d，平均阻力为f，在两物体达到共速时，木块的位移为s，则下列说法正确的是（　　）
A．子弹损失的动能为fd
B．子弹对木块所做的功为f(s+d)
C．整个过程中的摩擦生热为fd
D．整个过程中系统的总动能损失为f(s+d)
7．某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，同学们认为在放自来水时，水的机械能没有得到利用而白白浪费。于是他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机，当放水时水的机械能转化为电能。设小型水轮发电机的效率为40%，水塔内的水面高于水龙头10m，且保持不变，当水龙头放出一吨水时，小型水轮发电机所产生的电能为（取g＝9.8m/s2）（　　）
A．4000J B．98000J C．588000J D．39200J
8．利用能源的过程实质上是(　　)
A．能量的消失过程
B．能量的创造过程
C．能量不守恒的过程
D．能量转化或转移并且耗散的过程
9．如图所示，木板静止在光滑水平面上，一木块以某一初速度滑上木板，由于木块与木板之间存在摩擦力，木块在木板上滑行一段距离后相对静止，下列说法正确的是（　　）
A．木块减少的动能等于木板增加的动能
B．木块减少的机械能等于木板增加的机械能
C．木块减少的机械能等于木板增加的动能与木板增加的内能之和
D．木块减少的动能等于木板增加的动能与木块和木板增加的内能之和
10．下列关于能量转化的现象的说法中，正确的是（　　）
A．用太阳灶烧水是太阳能转化为电能
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
11．下列说法中正确的是（　　）
A．能就是功，功就是能
B．做功越多，物体的能量就越大
C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量
D．能量转化的多少可以用做功来量度
12．低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式，日常生活注意节电、节油、节气、节水，从点滴做起，保护环境，保护地球．下列关于能源与能量理解正确的是( )
A．能量是守恒，没有必要提倡节约能源
B．能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失
C．自然界中石油、煤炭等能源取之不尽，用之不竭，只需不断开发
D．人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源
13．自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是（　　）
A．水能、石油、核燃料
B．风能、煤炭、天然气
C．煤炭、石油、天然气
D．风能、水能、太阳能
14．某型号电动自行车的电动机铭牌如下：两次都将蓄电池充足电，第一次以15km/h的速度匀速行驶，第二次以20km/h的速度匀速行驶．若行驶时所受阻力与速度成正比，且电动自行车行驶时热损耗与输出功率比值保持不变，则两次行驶的最大里程之比及此自行车所配置的电动机的内阻为（ ）
后轮驱动直流永磁毂电机
额定工作电压、电流：36 V/5 A
额定输出功率：175 W
A． 0.2Ω
B． 0.2Ω
C． 7.2Ω
D． 7.2Ω
15．关于能源的利用中，下列说法不正确的是（ ）
A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应
C．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
D．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的温度
二、填空题
16．我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。
(1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的___________入海口。
(2)图中，a、b是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门（图a），水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电（图b）。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）___________。
A．2.6×104kW B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW
17．一切运动变化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足一定的守恒定律．( )
18．能量既不会凭空_____，也不会凭空消失，它只能从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量_____．
19．能量守恒定律：__________________________ .
三、解答题
20．一个小水电站所在河流的上、下游水位高度差是3m，每秒有的水流过发电机的水轮机，从水轮机流出的水的速度是3m/s，上游的水的流速不计.设水流的能量的70%可以转化为电能，求这个小水电站的发电功率.（g取）
21．当翠鸟发现鱼儿露出水面时，翠鸟就蹬开苇秆，像箭一样飞过去，叼起小鱼贴着水面往远处飞走，只见苇秆还在摇晃，水波还在荡漾。请说出翠鸟在这一系列动作中涉及哪些能量转化。
22．如图所示，光滑水平面上有质量为m1的长木板，木板的右端离竖直挡板距离为L0，某时，可看作质点的小滑块以vo的水平速度从左端滑上长木板，小滑块的质量为m2，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与挡板的碰撞是弹性的，L0足够大．
（1）若m1：m2=2:1 ,要确保小滑块最终不从木板上掉下，求木板长度L的最小值
（2）若m1：m2=1:2，小滑块最终不从木板上掉下，求从滑块滑上木板到最后稳定的过程中，长木板所走过的路程S
23．下列各物体或人具有哪些形式的能量。
（1）被拉长的橡皮筋
（2）被拦河坝挡住的河水
（3）正在空中下落的伞兵
（4）在路上行走的人
（5）被拧紧的钟表发条
（6）被抽水机抽到高处的水
24．某同学认为家用电冰箱可以使食物的温度降低，因此我们可以打开电冰箱的门利用电冰箱散发的“冷气”给房间降温，你认为可以吗？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．由于小物块从A到B做匀速圆周运动，由动能定理可知，合力对小物块做功为0，故A正确；
B．小物块经过P点时，重力的瞬时功率为
故B正确；
C．由能量守恒可知，小物块在AP段产生的内能为
小物块在BP段产生的内能为
故C错误；
D．在B点由牛顿第二定律有
得
由牛顿第三定律可知，小物块对圆弧轨道的压力大小为11N，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
2．B
【详解】
冰箱消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看成一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，系统内部无法使系统总能量发生变化。但系统消耗电能增加了系统的总能量，根据能量守恒定律，系统增加的能量转化为内能使房间的温度升高。
故选B。
3．B
【详解】
如果没有空气阻力和摩擦力，小球从某一高度下滑，一定会滑上相同的高度，因为这个过程中能量没有损失，初态的总能量一定等于末态的总能量，ACD错误B正确
4．A
【详解】
伽利略通过理想斜面实验推出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，A正确；万有引力常量是卡文迪许测得的，牛顿发现万有引力定律，B错误；德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了“海王星”，C错误；能量守恒定律是不同国家、不同领域的十几位科学家各自独立提出的，其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效，D错误．
5．D
【详解】
A.能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能转化成机械能的过程；故A错误.
B.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，因此在能源的利用过程中，能量可利用的品质会降低，故B错误.
C.石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失；故C错误.
D.能源在使用中存在品质降低的现象，能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的；故D正确.
6．C
【详解】
B．木块的位移为s，子弹对木块所做的功为，B错误；
ACD．在整个过程中，系统克服阻力做功为，根据功能关系可知，产生的内能为，系统损失的动能为，AD错误C正确。
故选C。
7．D
【详解】
一吨水从高为10m的水塔内落下，将40%的重力势能转化为电能，则有
E＝ηmgh＝40%×1000×9.8×10J＝3.92×104J
故选D。
8．D
【详解】
能量是不能被创造和消失的，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体上转移到另一个物体上，能量的利用过程实质上是能量的转化和转移过程。
故选D。
9．D
【详解】
A BCD．木块所受摩擦力方向与其运动方向（相对水平面）相反，向右做匀减速运动，动能减少，木板所受摩擦力方向与其运动方向（相对水平面）相同，向右做初速度为零的匀加速运动，动能增加，木块减少的动能一部分转化为木板的动能，一部分克服摩擦力做功转化为系统的内能，ABC错误D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．用太阳灶烧水是光能转化为内能，故A错误；
B．电灯发光是电能转化为光能，故B正确；
C．核电站发电是核能转化为电能，故C错误；
D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是化学能转化为内能，故D错误；
故选B。
11．D
【详解】
A．能是状态量，功是过程量，功和能是两个不同的概念，所以不能说功就是能，能就是功，故A错误；
B．若阻力对物体做负功，做的负功越多，物体的能量反而就越小，故B错误；
C．外力对物体不做功，只是说明物体的能量不变化，不能说明物体没有能量，故C错误；
D．因功是过程量，能是状态量，所以能量转化的多少可用功来量度，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A、在能源的利用过程中,虽然能量在数量上并未减少,但可利用率越来越小,故仍需节约能源.故A错误.
B、能量耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小，但总量不会减小，故B错误；
C、自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故C错误；
D、太阳能、风能是可再生能源,人类应多开发与利用,故D正确
故选D
点睛：能量的转化是有方向性的,故即使能量符合守恒定律,某些能量也是在短期内无法再生的;太阳能不但丰富而且无污染,如现在的太阳能电池就是将太阳能转化为电能的装置;煤、石油和天然气是目前使用的主要能源;
13．D
【详解】
煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，风能、水能、太阳能属于可再生能源，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
14．A
【详解】
设阻力
匀速运动时
则由
可知
故功率与速度平方成正比，因此功率之比为
行驶里程
因电池的输出的总功相同，故
因此时间之比为
则里程之比为
根据功率关系可知
代入数据可得
解得
故BCD错误A正确。
故A正确。
15．A
【详解】
能源不是能量，自然界的能量是守恒的，但是能源是有限的，故需要节约能源，A错误；根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，燃烧后产生的大量含硫化合物和二氧化碳，会造成空气污染和温室效应，B正确；能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，C正确；能量耗散使除内能外的其他能转化为内能，故一座城市的能量耗散使其环境温度略高于周围农村的环境温度，D正确．
16． 钱塘江 B
【详解】
(1)[1]钱塘江是世界著名的观潮胜地，有“八月十八潮，壮观天下无”的说法。
(2)[2]发电时水减少的势能
ΔEp=mgΔh=ρ水ShgΔh
其中
Δh=
一天发电两次，转化成的电能
E=2ΔEp×10%，P=
代入数值得
P=5.2×104kW
故选B。
17．√
【详解】
一切运动变化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足一定的守恒定律；故正确．
18． 产生 转化 保持不变
【详解】
[1][2][3]能量既不会凭空产生，也不会凭空消失．它总是从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体．在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
【点评】
不变本题考查了能量守恒定律的内容，属于基础题
19．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变．
【详解】
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变．
20．
【详解】
每秒钟水流机械能减少量
；
转化为电能为
发电功率为
21．见解析
【详解】
这一系列动作中，翠鸟身体内的化学能转化为翠鸟的动能和势能、芦苇的动能和势能、水的动能和势能、小鱼的动能和势能。
22．（1） （2）
【详解】
（1）若m1：m2=2:1，为L0足够大，所以木板先与小滑块达到共同速度，再与挡板相碰撞，设此时的共同速度为，根据动量守恒定律得：
解得：
木板与挡板发弹性碰撞，木板的速度大小不变，方向反向，小滑块的速度不变，当它们再次达到共同速度时，小滑块恰好不从木板上掉下，设此时共同速度为，根据动量守恒定律有：
解得：
根据能量守恒定律有：
解得板长的最小值为：
（2）若m1：m2=1:2，为L0足够大，所以木板先与小滑块达到共同速度，再与挡板相碰撞，设此时的共同速度为，根据动量守恒定律得：
解得：
木板与挡板碰撞后，速度大小不变，方向反向，向左减速动到零，设位移为，根据动能定理得：
解得：
之后木板向右加速至小滑块共速，设此时共同速度为，根据动量守恒定律有：
解得：
当木板与挡板碰撞后，速度大小不变，方向反向；向左减速动到零，设位移为，根据动能定理得：
解得：
以此类推，当木板第n次与挡板碰撞后，向左减速至零的位移为：
所以木板的路程为：
因为，则有：
又：
代入解得：
23．见解析
【详解】
（1）被拉长的橡皮筋具有弹性势能；
（2）被拦河坝挡住的河水具有重力势能；
（3）正在空中下落的伞兵具有动能和重力势能；
（4）在路上行走的人具有动能；
（5）被拧紧的钟表发条具有弹性势能；
（6）被抽水机抽到高处的水具有重力势能。
24．不可以
【详解】
冰箱工作时，只不过是将冰箱内部的能量转移到冰箱的外面，冰箱工作一段时间，内部的温度虽然降低了，但外界的温度由于能量的增加而升高。若打开冰箱门，会出现部分内能从冰箱内到冰箱外的房间，再由房间到冰箱内的循坏，室内的总内能并没有减少，相反的电冰箱由于消耗电能转化为内能，使室内温度轻微上升，所以，室内温度不会降低。
答案第1页，共2页
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