高中物理必修2能量 能量转化与守恒定律 同步练习

能量 能量转化与守恒定律 同步练习1.试说明下列现象中能量是怎样转化的.A.在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后速度越来越小最后停止.B.火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一块钢块，速度减小.C.用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处.答案：A.机械能转化为内能.B.化学能转化为内能（火药爆炸），内能转化为机械能（子弹被发射），机械能又转化为内能（子弹穿过钢板）.C.化学能转化为内能，内能转化为机械能（柴油机），再转化为电能（发电机），电能又转化为机械能（水泵）.2.汽车行驶时，要消耗汽油，尽可能详细地说明汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能.答案：化学能变成了气缸内气体的内能，一部分内能转化为汽车的动能，另一部分散失到周围环境中成为环境的内能，汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能.气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能，使用蓄电池时，这部分化学能转化为电能，又通过车灯转化为光能，光照到地面空气，转化为环境的内能.3.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（）A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案：D4.一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑.在上滑过程中，物体和斜面组成的系统（）A.机械能守恒B.总能量守恒C.机械能和内能增加D.机械能减少，内能增加答案：BD物体沿斜面上滑过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少.由能的转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变.5.下列物理过程，物质运动形式没有发生变化的有（）A.哈雷彗星绕太阳做变速椭圆运动B.冰块沿光滑斜面下滑C.氢气球匀速上升D.热水瓶瓶塞向上跳起答案：AB因为A、B机械运动，在运动过程中只有动能和势能的相互转化，始终在机械能的范畴内.C和D都有内能和机械能之间的相互转化.6.下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有（）A.在光滑斜面上静止释放而滑下的物体B.水平飞行并射穿木块的子弹C.在绝热的条件下被压缩的气体D.在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动答案：BCD7.子弹以200 m/s的速度射入固定的木板，穿出时速度为100 m/s.若子弹减少的机械能完全转化为内能，并有50%被子弹吸收，求子弹温度可升高多少摄氏度？已知子弹的比热容为130 J/（kg）答案：57.5子弹机械能的减少E=mv20mv2，子弹吸收的内能U=0.5E，又Q吸=cmt，且有Q吸=U，所以t=57.8.“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）.（1）试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E的公式；（2）算出E的值（结果保留两位有效数字）.坠落开始时空间站的质量M=1.17105 kg；轨道离地面的高度为h=146 km；地球半径R=6.4106 m；坠落空间范围内重力加速度可看作g=10 m/s2；入海残片的质量m=1.2104 kg；入海残片的温度升高T=3000 K；入海残片的入海速度为声速v=340 m/s空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量c=1.0103 J；每销毁1 kg材料平均所需能量=1.0107 J.答案：根据题给条件，从近圆轨道到地面的空间中重力加速度g=10 m/s2，若以地面为重力势能零点，坠落过程开始时空间站在近圆轨道的势能为：Ep=Mgh 以v1表示空间站在近圆轨道上的速度,由牛顿定律可得Mg=M 其中r为轨道半径.若以R表示地球半径，则r=R+h由式可得空间站在近圆轨道上的动能为Ek=Mg（R+h） 由得在近圆轨道上空间站的机械能E=Mg（R+h） 在坠落过程中，用于销毁部分所需的能量为Q汽=（Mm） 用于残片升温所需的能量Q残=cmT残片的动能为E残=mv2 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残+Q残+E由此得E=Mg（+h）（Mm）Mmv2cmT（2）以题给数据代入得E=2.91012 J.思路导引各种形式的能量可以相互转化.振幅是表示振动能量的多少，振幅越来越小说明机械能减少.有摩擦力做功，机械能减少.机械运动中只有动能和势能的相互转化.有阻力做功就有内能产生.减少的机械能E=mv02mv2，与吸收内能U=0.5E且U=Q吸=cmt用能的转化与守恒定律解答.