【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(wèn)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(zhǎng)度為L。一質(zhì)量為m的小物塊由靜止開(kāi)始,由斜面頂端滑到底端,求此過(guò)程中重力做的功,并說(shuō)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(chǎng)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(guò)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(shuō)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(wú)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=kTk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(lái),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(jiàn)解析

【解析】1)物塊下滑過(guò)程中重力做功,重力勢(shì)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(guò)程產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),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(guò)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(shì)能等于電路中產(chǎn)生的電能,電能通過(guò)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(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線(xiàn)圈abcd,電阻r,外電路的電阻為R,a、b的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線(xiàn)恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線(xiàn)上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若線(xiàn)圈從圖示位置開(kāi)始,以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則以下判斷正確的是

A.圖示位置線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為Em=BL2

B.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為

C.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=

D.線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180o的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電荷量為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形線(xiàn)圈abcd與理想變壓器原線(xiàn)圈組成閉合電路.線(xiàn)圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線(xiàn)圈面積為S,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω,匝數(shù)為N,線(xiàn)圈電阻不計(jì).下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 將原線(xiàn)圈抽頭P向下滑動(dòng)時(shí),燈泡變暗

B. 將電容器的上極板向上移動(dòng)一小段距離,燈泡變暗

C. 圖示位置時(shí),矩形線(xiàn)圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

D. 若線(xiàn)圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則變壓器原線(xiàn)圈電壓的有效值也變?yōu)樵瓉?lái)的2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】光照在某金屬表面上發(fā)生了光電效應(yīng)。若只減弱光的強(qiáng)度,而保持頻率不變,則(。

A. 有可能不發(fā)生光電效應(yīng)

B. 逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小

C. 單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)將減少

D. 從光照射到金屬表面到有光電子逸出的時(shí)間明顯增加

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,P為屏上的一個(gè)小孔,PCMN垂直,一群質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子(不計(jì)重力),以相同的速率v,從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域.粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi),且散開(kāi)在與PC夾角為的范圍內(nèi),則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度為

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面B上,現(xiàn)用大小相等方向相反的兩個(gè)水平推力F分別作用在A、B上,AB均保持靜止不動(dòng)。則( )

A. AB之間一定存在摩擦力 B. B與地面之間一定存在摩擦力

C. B對(duì)A的支持力一定等于mg D. 地面對(duì)B的支持力大小一定等于(m+M)g

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=1×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng).在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L=2 m的絕緣細(xì)線(xiàn),一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為0.08 kg的帶電小球,它靜止時(shí)懸線(xiàn)與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),取小球在靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能零點(diǎn)和重力勢(shì)能零點(diǎn),cos37°=0.8,g10 m/s2.下列說(shuō)法正確( )

A. 小球的帶電荷量q=6×105 C

B. 小球動(dòng)能的最小值為1J

C. 小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值

D. 小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變,且為4J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是網(wǎng)球發(fā)球機(jī),某次室內(nèi)訓(xùn)練時(shí)將發(fā)球機(jī)放在距地面一定的高度,然后向豎直墻面發(fā)射網(wǎng)球。假定網(wǎng)球水平射出,某兩次射出的網(wǎng)球碰到墻面時(shí)與水平方向夾角分別為300600,若不考慮網(wǎng)球在空中受到的阻力,則

A. 兩次發(fā)射的初速度之比為 3

B. 碰到墻面前空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1

C. 下降高度之比為1

D. 碰到墻面時(shí)動(dòng)能之比為31

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車(chē)在平直公路上做剎車(chē)試驗(yàn),若從t=0時(shí)起汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移與速度的平方之間的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A. 從圖像中可以看出,t=0時(shí)汽車(chē)位于距坐標(biāo)原點(diǎn)10m

B. 剎車(chē)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間為2s

C. 剎車(chē)過(guò)程前3s內(nèi)汽車(chē)的位移為7.5m

D. 剎車(chē)過(guò)程汽車(chē)的加速度大小為10m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案