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1、4.34.3 能量的转化与守恒能量的转化与守恒建议用时实际用时满分实际得分45 分钟100 分一、一、选择题选择题（本题包括 8 小题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项 正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分， 有选错或不选的得 0 分，共 48 分） 1.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水 平面上的木块，并从中穿出.对于这一过程，下 列说法正确的是( ) .子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 .子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系 统产生的热量 .子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块 增加的内能之和 .子弹减少的动能等于木块增加的动能
2、与子弹 和木块增加的内能之和 2.下列说法正确的是（ ） .随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 .太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的 能量，但照射到星际空间的能量都消失了.“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转 化和守恒定律，因而是不可能的 .有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何 形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭 空产生 3.以下哪些过程遵守能量守恒定律（ ） .自由落体运动 .弹丸击中沙袋 .炮弹爆炸 .单摆在有空气阻力的情况下摆动 4.一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速 上升的过程中地板对物体的支持力做的功等于 （ ） .物体重力势能的增量 .物体动能的
3、增量 .物体机械能的增量 .物体动能的增量加上物体克 服重力做的功 5.一块均匀的正方形板，边长为， 重为，可绕通过点的水平轴转动，从如图 1 所示 的呈水平位置开始将板释放，摆动一定时间后 最后静止，点在点的正下方，在这过程中，木板 损失的机械能是（ ）. . . . 6.下列关于能量守恒及其转化定律的说法正确的 是（ ）.能量守恒及其转化定律是十九世纪最伟大的发 现之一 .能量是守恒的，因此能源是用之不尽的 .能量既可以转化也可以转移 .能量既不能被创造，也不能被消灭 7.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为 了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器 工作较长时间后，房内的气温将会（
4、 ） .升高 .降低 .不变 .无法判断 8.节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖 直的炮筒中，然后点燃礼花弹发射部分，通过火 药剧烈燃烧产生的高压燃气将礼花弹由炮筒底 部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部发射至炮 筒口的过程中，克服重力做功，克服炮筒阻力及 空气阻力做功，高压燃气对礼花弹做功，则礼花 弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中 质量不变）（ ） .礼花弹的动能变化量为 .礼花弹的动能变化量为 .礼花弹的机械能变化量为 .礼花弹的机械能变化量为 二、填空二、填空题题（本题共 2 小题，第 9 题 10 分，第 10 题 8 分，共 18 分） 9.电动车所需能量由它所携带的蓄电
5、池供给.图 2 为某类电动车与汽油车性能的比较.通常车用电 动机的质量是汽油机的 4 倍或 5 倍.为促进电动 车的推广使用，在技术上主要应对电动车的 等部件加以改进.给电动车蓄电池充电的能量实 际上来自于发电站.一般发电站燃烧燃料所释放 出来的能量转化为电能，在向用户输送及充电 过程中又损失了，这意味着使用电动车时能量 转化的总效率约为 .10.试说明下列现象中能量是怎样转化的： （1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄灭之后， 速度越来越小，最后停止： . （2）电风扇通电后开始转动，断电后转动着的风图 1图 2扇又慢慢停下来： . （3）火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从 枪膛发射出来
6、，射穿一块钢板，速度减小： . （4）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： . 三、三、简简答、答、计计算算题题（本题共 2 小题，每题 17 分，共 34 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数 值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 11.约在 1670 年，约翰维尔金斯设计了一种磁力 “永动机”.如图 3 所示，在斜面顶上放一块强有 力的磁铁，斜面上端有一个小孔，斜面下有一个 连接小孔直至底端的弯曲轨道.维尔金斯认为： 如果在斜面底放一个小铁球，那么由于磁铁的 吸引，小铁球就会向上运动，小铁球运动到小孔 处
7、时，它就要掉下，再沿着斜面下的轨道返回斜 面底端，由于有速度而可以对外做功，然后又被 磁铁吸回到上端，到小孔处又掉下 请你分析一下，维尔金斯的“永动机”能实现吗？12.液体能够沿着很细的毛细管上升一段距离而高 出原来的液面，这种现象叫做毛细现象.棉线浸 在煤油中，煤油会沿着棉线上升一段较大的高 度，有人根据这一现象制造了一台可以源源不 断对外做功的机器，如图 4 所示. 试根据能的转化和守恒定律，分析说明这台装 置能够正常工作吗？若不能正常工作，原因可 能出现在哪里？图 4图 34.34.3 能量的转化与守恒能量的转化与守恒 得分：得分： 一、一、选择题选择题题号12345678 答案二、填空
8、题二、填空题9. 10.（1） （2） （3） （4） 三、简答、计算题三、简答、计算题11.12.4.34.3 能量的转化与守恒能量的转化与守恒 参考答案参考答案 一、一、选择题选择题1. 解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失.A 选项没有考虑系统增加的内能，A错；C 选项中应考虑的是系统（子弹、木块）内能的增加，C错.2. 解析：第一类永动机是指不消耗或少消耗能量，可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化和守恒定律.人们
9、只能发现规律、利用规律，但绝不可能创造规律、改变规律、违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A 错.太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极少的一部分，就形成了风、云、雨、雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错.马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物能，C正确.所谓“全自动”手表其内部有能量转化装置，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走时.如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D 错.3. 解析：题中 4 个选项中
10、的情况均遵守能的转化和守恒定律.4. 解析：物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，地板对物体的支持力做的功是除重力做功外其他力做的功，应等于物体机械能的增量.5. 解析：整个过程中物体重心下降,故物体机械能减少6. 解析：虽然能量是守恒的，但能源在利用过程中品质会下降，故我们要节约能源.7. 解析：电冰箱是把里面热量转移到外面，达到降温的效果；电风扇通过扇叶转动，带动空气流动，使身体汗液蒸发起到降低人体温度作用.但从总体上说电冰箱、电风扇消耗的电能最后都转化为内能，因而使房内温度升高.8. 解析：根据动能定理，礼花弹的动能变化量为，A 错 B 对；根据机械能守恒定律，礼花弹的机械能变化量
11、为，C、D 均错.二、填空题二、填空题9. 蓄电池电动机 16.8 解析：通过题图对比分析，电动车电动机质量大，蓄电池能量密度小，电动车充一次电行驶距离小.所以主要改进电动车蓄电池和电动机等部件.由题中数据结合电动机效率图得：.10. 见解析 解析：做功的过程就是能量转化或转移的过程.各种能量可以相互转化，而在转化过程中，能量的总量则保持不变.本题应从能量的种类和做功的情况加以分析.（1）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. 这一过程中，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能.（2）电风扇通电后开始转动，电流做功，电能转化为机械能，有一部分转化为内能；断电后转动着的
12、风扇又慢慢停下来，阻力做负功,机械能转化为内能.（3）火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，燃气推动子弹做功，内能转化为机械能；子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能.（4）用柴油机带动发电机发电，化学能转化为机械能，又转化为电能；发电机发电供给电动水泵抽水，电流做功，电能转化为机械能；电动水泵把水从低处抽到高处，水泵对水做功，使水泵的机械能增大，水泵的机械能传递给水.三、简答、计算题三、简答、计算题11. 维尔金斯的“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律.小球向上运动过程中，磁场力对小球做正功，使小球机械能增加；但小球下落时，同时也受到了磁场力的作用，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程中的正功相互抵消，可见维尔金斯“永动机”不可能源源不断地向外提供能量.所以，维尔金斯“永动机”不可能实现.12.不能正常工作该装置违背了能量转化和守恒定律，虽然煤油可以上升一段距离，但不能从棉线上滴落.解析：这台装置不能正常工作.假设它能正常工作，便意味着这台装置不需要外界的能量而源源不断地对外工作，对外界输出能量，这违背了能量转化和守恒定律，此装置将成为一台永动机.煤油能沿棉线上升一个较大的高度，这是一个不争的事实，如果槽中有煤油便会向下流动冲击叶轮对外做功也是无可置疑的，此装置不能工作的原因是煤油虽上升到槽高处，但不能滴落到槽中.
