【习题精练】第3章 能量的转化与守恒（5）

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第3章 能量的转化与守恒（5）
一、选择题
1． 用锤子反复击打铁块，铁块的温度升高。针对此现象下列分析错误的是（ ）
A、锤子下落过程中势能转化为动能 B、锤子接触铁块时将温度传给铁块
C、锤子撞击铁块时机械能转化为内能 D、铁块的内能增加导致温度升高·
2． 热水瓶是每个家庭必备的贮水容器。如图所示，倒出一定量热水后，立即盖上软木塞，软木塞常会跳起来。这一现象与内燃机的哪个冲程的能量转化相同（ ）





A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程
3． 下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（ ）

A、对试管加热，管内水温升高 B、冬天搓手，手会变暖 C、反复弯折后铁丝的温度升高 D、迅速压下活塞，筒内气温升高
4． 小明在去盖的矿泉水瓶侧壁小孔内塞入点火装置，按动点火装置点燃瓶内酒精，锥形纸筒即刻飞出，这一过程类似于汽油机四冲程中的（ ）
A、吸气冲程
B、压缩冲程
C、做功冲程
D、排气冲程
5． （2018?广东）如图所示，70kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫，此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是（g=10N/kg）（ ）







A、70N 热传递 B、70N 做功 C、700N 热传递 D、700N 做功
6． （2018·宁波）下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）

A、柴火烧水 B、压缩空气发热 C、冬天搓手取暖 D、钻木取火
7． 电水壶是常用小家电。下列有关电水壶烧水的观察和思考，正确的是（ ）
A、加热过程中，水的内能通过热传递改变
B、加热过程中，水的热量不断增加
C、沸腾时，所冒的“白气”是水汽化产生的水蒸气
D、沸腾时，继续吸热水温不断上升
8． （2018?济宁）下图中各实验结论中，不能解释对应的生活应用或工作原理的是（ ）

A、做功冲程 B、照相机 C、僵持的人象大战 D、滑动变阻器
9． 2018年我国的天宫一号完成历史使命，从太空坠落回地球。如图是3月29日天宫一号坠落到大气层中失控旋转的画面，旋转速度快到自转一周只需2分43秒，以下说法正确的是（ ）
A、天宫一号在大气层坠落的过程中，机械能转化成内能
B、坠落过程中是受力平衡的
C、照片中的天宫一号是红色的，那一定是其外壳原有的颜色
D、天宫一号原来在太空绕地球运动时，受到的重力变为零
10．（2018?泰安）2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（ ）
A、火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B、火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C、火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D、火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
11．（2018?邵阳）关于温度、内能、热量说法正确的是（ ）
A、物体温度升高一定是吸收了热量 B、正在沸腾的水的温度一定是100℃
C、冬天搓手变暖是通过做功使手的内能增大 D、热胀冷缩中的“热”“冷”是指内能

12．（2018·台州）如图所示，用铅笔尖顶着一个纸风车，置于一杯热水上，风车就会转动。以下叙述正确的是（ ）
A、风车静止时，只受到重力的作用
B、风车转动时，只受到热空气推力的作用
C、风车转动时，机械能转化为水的热能
D、移去热水，风车由于惯性不会立即停转
13．将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（ ）
A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
14．啤酒瓶盖打开时常伴有“嘭”的一声，同时瓶口出现“白雾”。下列有关说法正确的是（ ）
A．瓶盖打开前后，瓶内外气体内能不变
B．打开时瓶内气体对外做功，啤酒内能增加
C．冒出的“白雾”是瓶内CO2液化形成的
D．冒出的“白雾”是瓶口水蒸气液化形成的
15．（2018·衢州）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示，下列说法正确的是（ ）





A、小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最小
B、小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多
C、小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车获得的内能相同
D、小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同
二、填空题
16．（2018·绍兴）2018年5月14日，川航3U8633航班客机驾驶舱右侧风挡玻璃突然破裂，机长在低压、极寒、缺氧、巨大噪声的恶劣条件下操纵飞机成功降落，被称誉为一次“世界级”的备降。

（1）飞机玻璃破裂的瞬间，强大的气流损坏仪器面板，此时气流的方向是_______（选填“从外界到驾驶舱”或“从驾驶舱到外界”）。
（2）此事件中的雷达观察员被媒体称为幕后英雄。太阳活动增强时会影响雷达等短波通讯，常见的太阳活动有太阳黑子、_______、日珥等，
（3）高空中虽然气温极低，但飞机上的空调一般是制冷的。这是因为机外的冷空气吸入飞机后需要压缩，使空气的温度升到50℃以上，这种改变内能的途径属于__________。
17．（2018·温州）如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。

（2）当铜管向右喷蒸汽时，“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了 。
（3）铜制容器底部在加热过程中被氧化，生成的黑色物质是 。
18．（2018?荆州）游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时臀部有灼热感，这是通过________方式来改变内能的。
19．（2018·衢州）小柯在科技馆看到许多奇思妙想和趣味实验。
（1）奇思妙想一一六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于图（1）中四冲程汽油机的__________（填序号）。
（2）趣味实验一一静电实验，实验情况如（2）图所示。P1、P2、P3表示将小球B先后悬吊在距离A球远近不同的位置。
①小球偏离竖直方向的原因是__________。
②据图示情景，你还能得出的结论是__________。

20．共享单车不仅为出行带来很大方便，同时健康，环保，近来风靡全国，走向世界。

（1）在通过很长的下坡路段时，有经验的骑行者在下坡一段距离后会停车休息，因为长时间刹车会使刹车片的_________能（填能量形式）明显增大，容易损坏刹车片。
（2）如图为单车的车篮子示意图，BAC可视为一个杠杆。若以A为支点，物体放在篮子中心C点，则紧固螺丝B处对篮子的作用力方向可能是________（选填“F1”、“F2”或“F3”)，己知AC长12厘米，AB两点距离6厘米，当车篮子载物为5千克时，B处受力大小至少是__________牛。（车篮子重力不计）
21．（2018·嘉兴）如图所示,用酒精灯给水加热一段时间后,观察到软木塞冲出试管口。

（1）软木塞冲出试管口,说明力能改变物体的__________。
（2）此过程中,水蒸气减少的内能 _________(选填“大于”、“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能,这与热机的_________冲程相似。
三、探究题
22．无焰食品加热器常被用于野外加热食物，它所用的材料有镁、铁、氯化钠。使用时加入水，利用镁和水反应放热来加热，其中铁、氯化钠不参与反应。在环境20℃和标准大气压下，把2.4克镁粉、28克铁粉和一定质量的氯化钠混合，放入盛有100毫升水的隔热容器中，并不断搅拌，一段时间后测出容器内的温度。结果如图所示。

（1）实验中镁与水反应时，其能最如何转化？_____________。
（2）该实验研究的是镁与水反应放出热量的多少与______________的关系。
（3）实验中，当NaCl质量大于7.31克，实验就不必再做的原因是______________。
23．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有： 。
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因： 。
（3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。
实验 序号 重物质量 （千克） 下降高度 （米） 升高温度 （℃） 实验 序号 重物质量 （千克） 下降高度 （米） 升高温度 （℃）
1 20 5 0.5 4 10 10 0.5
2 20 10 1.0 5 30 10 1.5
3 20 15 1.5 6 40 10 2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降 米。
24．大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量_________和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W　）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q）。
（1）焦耳做这个实验的目的是_______________________________________________________。
（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
⑤____________________________________________________________(填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。

四、简答题
25．（2018?潍坊）2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间。短短8分钟的表演却蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”闭幕式上，演员穿着目前国内最大尺寸的熊猫木偶道具进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。为达到最佳表演效果，需要严格控制道具的质制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电。充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。

阅读短文，回答问题：
（1）熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，除了考虑材料的强度和韧性外，还因为这些材料____较小；
（2）演员在地面上做曲线运动时，受到的力是_______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；
（3）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，若增大风速，风对屏幕产生的压强__________（选填“变小”、“变大”或“不变”）；
（4）在给保暖服内的电池充电时，电能转化为______能；保暖服通电发热是通过_____（选填“热传递”或“做功”）方式增加保暖服的内能。
26．如图，把一个薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧。把一根粗糙的布条缠在管子上，并迅速来回拉动布条，过一会儿，塞子“呯”的一声被冲开，而且管口还会出现“白雾”。请你解释其中的道理。









27．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V=πr3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为 。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”或“小于”），写出推理过程。


（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？


28．阅读下列材料，并按要求回答问题。
材料一：在宇宙空间宇航员处于失重状态，当宇航员用锤子敲击物体时，人和锤子也会向背离物体的方向运动，并且敲击时的作用力越大，人和锤子被弹的越远，根本无法进行再次敲击。
材料二：科学家把宇航员用的锤子设计成空心，并在里面装入一定量的钢砂。敲击时使钢砂相对锤子运动起来，这样就可以有效减缓锤子被反弹。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲打物体的难题。
请结合力学、能量转化等知识解释太空中锤子敲击物体的不同现象。


参考答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A C D A A A A A
题号 11 12 13 14 15
答案 C D B D D
二、填空题
16．（1）从驾驶舱到外界 （2）耀斑 （3）做功
17．（1）热传递 （2）力的作用是相互的 （3）氧化钢（CuO)
18． 不变 做功
19．（1）丙
（2）①同种电荷相互排斥
②同种电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距离越近，斥力越大
20．（1）内 （2）F3 100
21． ( 1 )运动状态 ( 2 )大于 做功
三、探究题
22．（1）化学能→内能 （2）加入氯化钠的质量
（3）加入7.31克氯化钠时，升高的最高温度为80℃，而水原来的温度为20℃，则此时温度已经达到水的沸点100℃，水已沸腾，水温保持不变。
23．（1）刻度尺、温度计 （2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热） （3）20
24．所挂重物的重力(质量) （1）研究摩擦做功和产生热（量）的关系 （2）将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
四、简答题
25． （1）密度 （2）非平衡力 （3）变大 （4）化学 做功
26． 迅速拉动粗糙的布条与薄壁金属管摩擦，克服摩擦做功使金属管内能增加温度升高；温度较高的金属管与酒精发生热传递，使酒精的温度升高；酒精汽化，管内气压增大，气压增大到一定值，就会顶开塞紧的塞子，管内气体对外做功，内能减小温度降低；管口周围空气中的水蒸气遇冷液化，形成“白雾”。
27．（1）πr3ρg
（2）大于
∵雨滴接近地面时可以看做匀速直线运动
∴f=G
又∵f=kSv2=kπr2v2，G=πr3ρg
∴kπr2v2=πr3ρg
∴v=
又∵k、ρ、g均为定值
∴r越大，速度越大。
即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度
（3）设雨滴质量为m
∵W=Q
又∵W=mgh ，Q=cmΔt
∴mgh=cmΔt
∴Δt=
28．宇航员用锤子敲击物体，因为物体间力的作用是相互的，所以当敲击物体时，物体也会给人和锤子一个相反的力，导致它们向后运动。当锤子设计成空心的时候，当手握锤子敲击物体时，原来处于静止状态的钢砂由于惯性保持原来的状态，与锤子发生相对运动；钢砂运动产生的摩擦力，锤子的部分机械能转化为内能，减慢了锤子的运动，所以在宇宙空间就能用这种锤子反复敲打物体。



















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