【題目】能量轉(zhuǎn)化和守恒是自然界中一條普遍規(guī)律。請(qǐng)結(jié)合相關(guān)知識(shí)完成下列問題：

（1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化和守恒。

如圖所示，以光滑斜面固定在水平面上，斜面傾角為θ，長度為L。一質(zhì)量為m的小物塊由靜止開始，由斜面頂端滑到底端，求此過程中重力做的功，并說明能量轉(zhuǎn)化情況。

（2）電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化和守恒。

如圖所示，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根光滑平行金屬軌道，MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)，中間連接阻值為R的電阻。電阻為r的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在導(dǎo)軌上，且與軌道接觸良好，以速度v豎直向下做勻速運(yùn)動(dòng)。探究此過程中，在時(shí)間t內(nèi)重力做的功與感應(yīng)電流的電功之間的關(guān)系，并說明能量轉(zhuǎn)化情況。

（3）機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化和守恒。

理想氣體的分子可視為質(zhì)點(diǎn)，分子間除相互碰撞外，無相互作用力。如圖所示，正方體容器密封著一定質(zhì)量的某種理想氣體。每個(gè)氣體分子的質(zhì)量為m，已知該理想氣體分子平均動(dòng)能與溫度的關(guān)系為Ek=kT（k為常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度）。如果該正方體容器以水平速度u勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然停下來，求該容器中氣體溫度的變化量T。（容器與外界不發(fā)生熱傳遞）

【答案】見解析

【解析】（1）物塊下滑過程中重力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能，總的機(jī)械能不變。

（2）導(dǎo)體棒下落過程產(chǎn)生的電動(dòng)勢，感應(yīng)電流；

因?qū)w棒勻速下落，有： ；

這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流的電功是；

所以．

在此過程中，重力克服安培力做功，重力做功數(shù)值等于電流做的功，減少的重力勢能等于電路中產(chǎn)生的電能，電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（3）設(shè)氣體初始溫度為，末溫度為，容器中氣體分子總數(shù)為N；

初始時(shí)分子平均動(dòng)能，末態(tài)時(shí)分子平均動(dòng)能；

由能量守恒，氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能， ；

解得．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩滑過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，若F的大小不變，緩慢沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到水平為止，物塊b始終保持靜止，則

A. 物塊b所受到的支持力逐漸變大

B. 繩OO′的張力逐漸變大

C. 連接a和b的繩的張力逐漸變大

D. 物塊b與桌面間的摩擦力也一定逐漸變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場和豎直向上的勻強(qiáng)電場，一帶電顆粒A以一定初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿水平直線從區(qū)域右邊界O'點(diǎn)穿出，射出時(shí)速度的大小為vA，若僅撤去磁場，其它條件不變，另一個(gè)相同的顆粒B仍以相同的速度由O點(diǎn)射入并從區(qū)域右邊界穿出，射出時(shí)速度的大小為vB，則顆粒B

A. 穿出位置一定在O'點(diǎn)上方，vB<vA

B. 穿出位置一定在O'點(diǎn)上方，vB>vA

C. 穿出位置一定在O'點(diǎn)下方，vB<vA

D. 穿出位置一定在O'點(diǎn)下方，vB>vA

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端裝有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、交流電源、彈簧測力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是____________。

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz。如圖所示為實(shí)驗(yàn)所打出的一段紙帶，在順次打出的點(diǎn)中，從O點(diǎn)開始每5個(gè)打點(diǎn)間隔取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別記為A、B、C、D。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，小車的瞬時(shí)速度v =__m/s；小車的加速度a =__。(皆保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某粒子A衰變?yōu)榱硗鈨煞N粒子B和C，其中粒子A和B所帶電荷量相等，C不帶電。如圖所示，粒子A沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，其軌跡為圓弧MP，衰變后產(chǎn)生的粒子B的軌跡為圓弧PN，兩軌跡在P點(diǎn)相切，且半徑之比為RA：RB=2：1，粒子C的軌跡未畫出。下列說法正確的是（ ）

A. 粒子A和B都帶正電荷

B. 粒子B與C的動(dòng)量大小之比為1：3

C. 粒子A與B的速度大小之比為2：1

D. 粒子B與C的質(zhì)量數(shù)之和小于粒子A的質(zhì)量數(shù)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，開關(guān)S閉合后，平行板電容器中的帶電液滴M處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，則（ ）

A. 帶電液滴M一定帶正電

B. R4的滑片向上端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大

C. 若僅將電容器下極板稍微向上平移，帶電液滴M將向上極板運(yùn)動(dòng)

D. 若將開關(guān)S斷開，帶電液滴M將向下極板運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的平行金屬板板間電壓為U，質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子在靠近左板的P點(diǎn)，由靜止開始經(jīng)電場加速，從小孔Q射出，從a點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域，abde是邊長為2L的正方形區(qū)域，ab邊與豎直方向夾角為，cf與ab平行且將正方形區(qū)域等分成兩部分，abcf中有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B1，defc中有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2，粒子進(jìn)入磁場B1后又從cf上的M點(diǎn)垂直cf射入磁場B2中(圖中M點(diǎn)未畫出)，不計(jì)粒子重力，求：

(1)粒子從小孔Q射出的速度；

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度度B1的大小；

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的取值在什么范圍內(nèi)，粒子能從邊界cd間射出?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2013年12月2日1時(shí)30分，嫦娥三號(hào)探測器由長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察。嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示。假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬有引力，則（ ）

A. 若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，則可算出月球的密度

B. 嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其加速

C. 嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度

D. 嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降階段，其引力勢能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，U形管右管內(nèi)徑為左管內(nèi)徑的倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封閉了一段長為76cm、溫度為300K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為6cm，大氣壓為76cmHg。

(1)給左管的氣體加熱，則當(dāng)U形管兩邊水面等高時(shí)，左管內(nèi)氣體的溫度為多少？

(2)在(1)問的條件下，保持溫度不變，往右管緩慢加入水銀直到左管氣柱恢復(fù)原長，問此時(shí)兩管水銀面的高度差。

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