- 能量守恒定律、第一类永动机
- 共848题
如果我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=aT4，其中常量σ=6×10-8W/（m2•K4），我们可以把太阳看成简单的黑体，太阳表面的温度T=6000K，球的表面积公式S=4πR2，其中R为球半径，太阳半径R=7×108m，h=6.63×10-34J•s，光速c=3×108m/s（计算时都保留两位小数）：
（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7m～1×10-5m范围内，求相应的光子的能量范围；
（2）每秒从太阳表面辐射的总能量为多少？
正确答案
解析
解：（1）太阳热辐射能量以光子射出，根据
得：
能量范围在：1.0×10-20J～2.0×10-18J
（2）由黑体辐射能量的公式可得：
答：（1）相应的光子的能量范围是1.0×10-20J～2.0×10-18J；
（2）每秒从太阳表面辐射的总能量为4.8×1030J．
关于能量转化的说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：
A、举重运动员把重物举起来，重物的重力势能增加，运动员要消耗体内的化学能，所以一部分化学能转化为重力势能，故A正确．
B、电流通过电阻丝时，电流做功，消耗电能转化为内能，故B正确．
C、内燃机工作时将燃料的化学能转化为动能和其它能量，故C正确．
D、煤炭燃烧的过程中化学能转化为内能，能量是守恒的，故D错误．
故选：ABC．
重1000kg的汽锤从2.5m高处落下，打在质量为200kg的铁块上，要使铁块的温度升高40℃以上，汽锤至少应落下多少次？设汽锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度（取g=10m/s2，铁的比热c=0.4624×103J/（kg•℃））．
正确答案
解析
解：汽锤的部分机械能转化为内能，由能量守恒定律得：
nMgh•η=mc△t，解得：n=
则汽锤至少应下落247次；
答：汽锤至少应落下247次．
2013年12月15日“嫦娥三号”探测器成功实现“月面软着陆”．若着陆的最后阶段可简化为三个过程：①探测器从月球表面附近高为H处开始匀减速竖直下降至静止；②悬停（即处于静止状态）；③自由下落至月球表面．为了保证探测器的安全，要求探测器到达月球表面的速度不能超过vm，月球表面附近的重力加速度为g0，探测器在减速过程中每秒钟消耗的燃料为△m=pa+q（a为探测器匀减速下降的加速度大小，p、q为大于零的常数）．忽略探测器因消耗燃料而引起的质量变化．
（1）求探测器悬停位置距月球表面的最大高度hm；
（2）若在（1）中悬停最大高度hm不变的情况下，为使探测器减速下降过程中消耗的燃料质量最少，则该过程中探测器的加速度为多大，最低消耗燃料的质量m为多少．
正确答案
解析
解：（1）在自由下落到月球表面的过程中，由vm2=2g0hm
解得：hm=
（2）探测器从高为H处匀减速下降到hm悬停位置的过程中，由运动学公式得：
H-hm=
又m=△m△t=（ap+q）
由上式可知，当p
即a=
则有：m=2
答：（1）探测器悬停位置距月球表面的最大高度hm为
（2）最低消耗燃料的质量m为2
正确答案
解析
解：A、对小滑块受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力一直沿斜面向上，故摩擦力一直做正功，故A正确；
B、根据功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增加量．故B错误；
C、除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，由于支持力不做功，故物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功，故C正确；
D、第一阶段摩擦力对物体所做的功一部分转化为物体的动能，另一部分转化为物体及传送带的内能；第二阶段，摩擦力对物体所做的功都转化为机械能，故摩擦力与相对位移的乘积在数值上等于系统产生的内能；故D正确；
故选：ACD．
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