高中物理 基础知识篇 第四章 第三节 能量的转化与守恒同步练测 沪教版必修2

4.3 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、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（
.
.
.
.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（
.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
二、填空题（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
扇又慢慢停下
来： .
图1
图2
（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，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、简答、计算题（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？
4.3 能量的转化与守恒
得分：
一、
选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案
图4
图3
二、填空题
9.
10.（1）（2）
（3）（4）
三、简答、计算题
11.
12.
4.3 能量的转化与守恒参考答案
一、选择题
1.
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个选项中的情况均遵守能的转化和守恒定律.
4. 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. ,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
化量为，C、D均错.
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
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.。