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2022届高考物理选择题专题强化训练：能量守恒定律(北京使用)
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这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：能量守恒定律(北京使用)，共10页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 第一类永动机是不可能制成的，这是因为永动机
A. 不符合机械能守恒定律
B. 违背了能量守恒定律
C. 做功产生的热不符合热功当量
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
2. 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只有动能和重力势能的相互转化
D. 减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3. 第一类永动机是不能制成的，这是因为第一类永动机
A. 违背了机械能守恒定律B. 违背了能的转化和守恒定律
C. 制造永动机的技术不过关D. 无法解决机械摩擦问题
4. “第一类永动机”不可能制成，是因为
A. 不符合机械能守恒定律
B. 违背了能量转化与守恒定律
C. 做功产生的热不符合热功当量
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
5. 一物体获得一定速度后沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统是
A. 机械能守恒B. 总能量守恒
C. 机械能和内能增加D. 机械能减少，内能增加
6. 下列说法不正确的是
A. 做功和热传递在改变内能的效果上是等效的
B. 功是物体能量转化的量度
C. 自然界中每种物质的运动形式都有其相应的能所对应
D. 能的转化和能量守恒定律是可以制造出“永动机”的理论依据
7. 密闭绝热的具有一定质量的活塞上部封闭着理想气体，下部为真空，不计摩擦，将弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后，用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 EP。现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程
A. EP 全部转换为气体的内能
B. EP 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. EP 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. EP 部分转换成活塞的重力势能和气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
8. 柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标。有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是
A. 尾气的温度越高，柴油机越节能
B. 尾气的温度越低，柴油机越节能
C. 尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D. 以上说法均不正确
9. 如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是
A. 子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能
B. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能
C. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能
D. 子弹动能的一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能
10. 轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高。下列说法正确的是
A. 温度升高，但轨道的内能不增加
B. 温度升高，但轨道不会产生热辐射
C. 摩擦生热与摩擦生电—样，都涉及能量转化
D. 轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关
11. 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只有动能和重力势能的相互转化
D. 少的机械能转化为内能，但总能量守恒
12. 一个铁块沿斜面匀速下滑，关于铁块的机械能和内能的变化（忽略热传递），下列判断中正确的是
A. 铁块的机械能和内能都不变B. 铁块的机械能减小，内能不变
C. 铁块的机械能增大，内能增大D. 铁块的机械能减小，内能增大
13. 一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是
A. 不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大
B. 若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大
C. 若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变
D. 若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大
14. 如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧（绳未画出），此时弹簧的弹性势能为 Ep（弹簧处在自然长度时的弹性势能为零），现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡状态.经过此过程
A. Ep 全部转换为气体的内能
B. Ep 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. Ep 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. Ep 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
15. 下列事例中属于机械能转化为内能的是
A. 夏天路边的石头在太阳底下晒得烫手
B. 水沸騰时，水蒸气将壶盖顶起
C. 汽车急刹车时，汽车的制动系统温度升高
D. 将铁块放在火炉中烧红
16. 下面几种说法正确的是
A. 物体运动速度增大，物体内分子动能和内能必增大
B. 物体吸热，其内能必增大
C. 摩擦生热是机械能向内能的转化
D. 物体的温度越高，所含的热量越大
17. 如图所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是
A. 转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C. 转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D. 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
18. 关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是
A. 第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B. 第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C. 由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D. 由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
19. 如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是
A. 子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能
B. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能
C. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能
D. 子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能
20. 地球上有很多的海水，它的总质量约为 1.4×1018 吨，如果这些海水的温度降低 0.1∘C，将要放出 5.8×1023 焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是
A. 内能不能转化成机械能
B. 内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C. 只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律
D. 上述三种原因都不正确
21. 美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对 X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，他认为这是光子和电子碰撞时，光子的一些能量传给了电子，如图所示。若入射的 X 射线的波长为 λ，散射后 X 射线的波长为 λʹ。电子静止时的质量为 m0，按相对论原理可知散射后的质量为 m。已知普朗克常量为 h，光速为 c，下列判断中正确的是
A. 题中描述的现象说明了原子具有核式结构
B. X 射线与电子碰撞后，X 射线的频率变大了
C. X 射线散射前后的能量差值为 hc1λ−1λʹ
D. X 射线散射前后，X 射线和电子组成的系统增加的能量为 (m−m0)c2
22. 如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部。另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 EP（弹簧处于自然长度时的弹性势能为零），现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程
A. EP 全部转换为气体的内能
B. EP 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. EP 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. EP 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
二、双项选择题（共5小题；共20分）
23. 下列关于第一类永动机的说法正确的是
A. 第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器
B. 第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律
C. 第一类永动机不能制成的原因是技术问题
D. 第一类永动机终究有一天能够实现
24. 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是
A. 物体克服阻力做功
B. 物体的动能转化为其他形式的能量
C. 物体的势能转化为其他形式的能量
D. 物体的机械能转化为其他形式的能量
25. 如图所示文艺复兴时期意大利的达·芬奇造了一个水动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息
A. 这是第一类永动机
B. 这是第二类永动机
C. 它不可能成功，因为违反能量的转化及守恒定律
D. 它不可能成功，因为违反热力学第二定律
26. 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是
A. 物体克服阻力做功
B. 物体的动能转化为其他形式的能量
C. 物体的势能转化为其他形式的能量
D. 物体的机械能转化为其他形式的能量
27. 有人曾设想用降低海水温度的方法来得到大量的能量。关于这个设想，下列说法正确的是
A. 可能成功，因为它符合能量守恒定律
B. 不能成功，因为它违反能量守恒定律
C. 不能成功，但是它没有违反能量守恒定律
D. 不能成功，因为它违反热力学第二定律
三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 下面设想符合能量守恒定律的是
A. 利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械
B. 做一条船，利用流水的能量逆水行舟
C. 通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行
D. 利用核动力，驾驶地球离开太阳系
29. 下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有
A. 在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B. 水平飞行并射穿木块的子弹
C. 在绝热的条件下被压缩的气体
D. 在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
30. 下列说法中正确的是
A. 第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
B. 第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
C. 热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D. 热力学第二定律的两种表述是等效的
答案
第一部分
1. B
【解析】第一类永动机是指不需要消耗任何能量就能对外做功的机器，因此第一类永动机不可能制成不是因为找不到合适的材料和合理的设计方案，而是因为它违背了能量守恒定律，故选B。
2. D
【解析】自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力做的功，增加了内能。
3. B
4. B
5. D
6. D
7. D
8. B
【解析】气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，故B选项正确。
9. D
【解析】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能。
10. C
【解析】温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A项错误；轨道温度升高后与周围环境间存在温度差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B项错误；从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C项正确；轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D项错误。
11. D
【解析】自由摆动的秋千摆动幅度越未越小，说明机械能在减少，故A项错误，C项错误；而减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确.
12. D
【解析】铁块沿斜面匀速下滑时，动能不变，势能减小，所以铁块的机械能一定减小.铁块沿斜面匀速滑下，说明此斜面一定是不光滑的，铁块下滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增大.
13. D
【解析】斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块的机械能减小，由能量守恒定律知它的内能将增大，故D正确.
14. D
【解析】弹簧静止后仍有弹性势能，最后活塞重心升高，重力势能增加，由于气体的体积变小，活塞对气体做了功，气体内能增加.故正确答案为D.
15. C
16. C
17. D
【解析】由能量守恒定律可知，A、B错误；C选项是水对转轮做功，同时水向四周放出热量，所以水温降低；由热力学第二定律可知，D正确。
18. D
【解析】第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A 、B错；由热力学第一定律可知 W≠0 ， Q≠0，但 ΔU=W+Q 可以等于 0，C错；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D对。
19. D
【解析】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能.
20. C
【解析】内能可以转化成机械能，如热机，A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B错误；热力学第二定律告诉我们：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，C正确。
21. C
【解析】光子碰上电子后能量减小，由 E=hν=hcλ 可知，X 射线散射前后 X 射线频率变小了，前后能量差为 hc1λ−1λʹ，B项错，C项对。(m−m0)c2 为电子增加的能量，D项错。不能说明原子的核式结构，A项错。
22. D
第二部分
23. A， B
【解析】第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了热力学第一定律。这也是它不能制成的原因。故A、B两项正确，C、D两项错误。
24. A， D
【解析】这四个现象中的物体在运动过程中都受到阻力作用，汽车主要是受到地面的阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项对。四个物体在运动过程中，汽车是动能转化成其他形式的能量，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能量，总之是机械能转化成了其他形式的能量，D项对。
25. A， C
26. A， D
【解析】这四个现象中，物体运动过程都受到阻力，汽车主要是制动阻力，流星降落是空气阻力，条形磁铁下落过程受到磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A 选项对。
四个物体运动过程中，汽车是动能转化为内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化为内能或其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 选项正确。
27. C， D
第三部分
28. B， C， D
【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A不符合.
让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，故B、C符合；
利用反冲理论，以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D符合.
29. B， C， D
【解析】在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体，机械能保持不变，内能不变；子弹在飞行并射穿木块的过程中，摩擦生热内能增加；在绝热的条件下压缩气体，外界对气体做功，气体内能增加；运动的两个小球碰撞时损失的机械能转化为内能。故B、C、D正确。
30. A， C， D
【解析】第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故选项A正确，选项B错误；
热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，选项C正确；
热力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确.
一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 第一类永动机是不可能制成的，这是因为永动机
A. 不符合机械能守恒定律
B. 违背了能量守恒定律
C. 做功产生的热不符合热功当量
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
2. 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只有动能和重力势能的相互转化
D. 减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
3. 第一类永动机是不能制成的，这是因为第一类永动机
A. 违背了机械能守恒定律B. 违背了能的转化和守恒定律
C. 制造永动机的技术不过关D. 无法解决机械摩擦问题
4. “第一类永动机”不可能制成，是因为
A. 不符合机械能守恒定律
B. 违背了能量转化与守恒定律
C. 做功产生的热不符合热功当量
D. 找不到合适的材料和合理的设计方案
5. 一物体获得一定速度后沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统是
A. 机械能守恒B. 总能量守恒
C. 机械能和内能增加D. 机械能减少，内能增加
6. 下列说法不正确的是
A. 做功和热传递在改变内能的效果上是等效的
B. 功是物体能量转化的量度
C. 自然界中每种物质的运动形式都有其相应的能所对应
D. 能的转化和能量守恒定律是可以制造出“永动机”的理论依据
7. 密闭绝热的具有一定质量的活塞上部封闭着理想气体，下部为真空，不计摩擦，将弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后，用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 EP。现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程
A. EP 全部转换为气体的内能
B. EP 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. EP 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. EP 部分转换成活塞的重力势能和气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
8. 柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能。燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。是否节能是衡量机器性能好坏的重要指标。有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感觉一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是
A. 尾气的温度越高，柴油机越节能
B. 尾气的温度越低，柴油机越节能
C. 尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D. 以上说法均不正确
9. 如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是
A. 子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能
B. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能
C. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能
D. 子弹动能的一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能
10. 轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高。下列说法正确的是
A. 温度升高，但轨道的内能不增加
B. 温度升高，但轨道不会产生热辐射
C. 摩擦生热与摩擦生电—样，都涉及能量转化
D. 轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关
11. 自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只有动能和重力势能的相互转化
D. 少的机械能转化为内能，但总能量守恒
12. 一个铁块沿斜面匀速下滑，关于铁块的机械能和内能的变化（忽略热传递），下列判断中正确的是
A. 铁块的机械能和内能都不变B. 铁块的机械能减小，内能不变
C. 铁块的机械能增大，内能增大D. 铁块的机械能减小，内能增大
13. 一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是
A. 不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大
B. 若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大
C. 若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变
D. 若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大
14. 如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧（绳未画出），此时弹簧的弹性势能为 Ep（弹簧处在自然长度时的弹性势能为零），现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡状态.经过此过程
A. Ep 全部转换为气体的内能
B. Ep 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. Ep 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. Ep 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
15. 下列事例中属于机械能转化为内能的是
A. 夏天路边的石头在太阳底下晒得烫手
B. 水沸騰时，水蒸气将壶盖顶起
C. 汽车急刹车时，汽车的制动系统温度升高
D. 将铁块放在火炉中烧红
16. 下面几种说法正确的是
A. 物体运动速度增大，物体内分子动能和内能必增大
B. 物体吸热，其内能必增大
C. 摩擦生热是机械能向内能的转化
D. 物体的温度越高，所含的热量越大
17. 如图所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动.下列说法正确的是
A. 转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C. 转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D. 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
18. 关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是
A. 第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B. 第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C. 由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D. 由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
19. 如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是
A. 子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能
B. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能
C. 子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能
D. 子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能
20. 地球上有很多的海水，它的总质量约为 1.4×1018 吨，如果这些海水的温度降低 0.1∘C，将要放出 5.8×1023 焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是
A. 内能不能转化成机械能
B. 内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C. 只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律
D. 上述三种原因都不正确
21. 美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对 X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，他认为这是光子和电子碰撞时，光子的一些能量传给了电子，如图所示。若入射的 X 射线的波长为 λ，散射后 X 射线的波长为 λʹ。电子静止时的质量为 m0，按相对论原理可知散射后的质量为 m。已知普朗克常量为 h，光速为 c，下列判断中正确的是
A. 题中描述的现象说明了原子具有核式结构
B. X 射线与电子碰撞后，X 射线的频率变大了
C. X 射线散射前后的能量差值为 hc1λ−1λʹ
D. X 射线散射前后，X 射线和电子组成的系统增加的能量为 (m−m0)c2
22. 如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部。另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 EP（弹簧处于自然长度时的弹性势能为零），现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程
A. EP 全部转换为气体的内能
B. EP 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. EP 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. EP 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
二、双项选择题（共5小题；共20分）
23. 下列关于第一类永动机的说法正确的是
A. 第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器
B. 第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律
C. 第一类永动机不能制成的原因是技术问题
D. 第一类永动机终究有一天能够实现
24. 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是
A. 物体克服阻力做功
B. 物体的动能转化为其他形式的能量
C. 物体的势能转化为其他形式的能量
D. 物体的机械能转化为其他形式的能量
25. 如图所示文艺复兴时期意大利的达·芬奇造了一个水动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息
A. 这是第一类永动机
B. 这是第二类永动机
C. 它不可能成功，因为违反能量的转化及守恒定律
D. 它不可能成功，因为违反热力学第二定律
26. 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是
A. 物体克服阻力做功
B. 物体的动能转化为其他形式的能量
C. 物体的势能转化为其他形式的能量
D. 物体的机械能转化为其他形式的能量
27. 有人曾设想用降低海水温度的方法来得到大量的能量。关于这个设想，下列说法正确的是
A. 可能成功，因为它符合能量守恒定律
B. 不能成功，因为它违反能量守恒定律
C. 不能成功，但是它没有违反能量守恒定律
D. 不能成功，因为它违反热力学第二定律
三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 下面设想符合能量守恒定律的是
A. 利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械
B. 做一条船，利用流水的能量逆水行舟
C. 通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行
D. 利用核动力，驾驶地球离开太阳系
29. 下列各物体在所经历的过程中，内能增加的有
A. 在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体
B. 水平飞行并射穿木块的子弹
C. 在绝热的条件下被压缩的气体
D. 在光滑水平面上运动的两个小球，碰撞后以共同的速度运动
30. 下列说法中正确的是
A. 第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
B. 第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
C. 热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D. 热力学第二定律的两种表述是等效的
答案
第一部分
1. B
【解析】第一类永动机是指不需要消耗任何能量就能对外做功的机器，因此第一类永动机不可能制成不是因为找不到合适的材料和合理的设计方案，而是因为它违背了能量守恒定律，故选B。
2. D
【解析】自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力做的功，增加了内能。
3. B
4. B
5. D
6. D
7. D
8. B
【解析】气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源。根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，故B选项正确。
9. D
【解析】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能。
10. C
【解析】温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A项错误；轨道温度升高后与周围环境间存在温度差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B项错误；从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C项正确；轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D项错误。
11. D
【解析】自由摆动的秋千摆动幅度越未越小，说明机械能在减少，故A项错误，C项错误；而减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确.
12. D
【解析】铁块沿斜面匀速下滑时，动能不变，势能减小，所以铁块的机械能一定减小.铁块沿斜面匀速滑下，说明此斜面一定是不光滑的，铁块下滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增大.
13. D
【解析】斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块的机械能减小，由能量守恒定律知它的内能将增大，故D正确.
14. D
【解析】弹簧静止后仍有弹性势能，最后活塞重心升高，重力势能增加，由于气体的体积变小，活塞对气体做了功，气体内能增加.故正确答案为D.
15. C
16. C
17. D
【解析】由能量守恒定律可知，A、B错误；C选项是水对转轮做功，同时水向四周放出热量，所以水温降低；由热力学第二定律可知，D正确。
18. D
【解析】第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A 、B错；由热力学第一定律可知 W≠0 ， Q≠0，但 ΔU=W+Q 可以等于 0，C错；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D对。
19. D
【解析】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能.
20. C
【解析】内能可以转化成机械能，如热机，A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B错误；热力学第二定律告诉我们：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，C正确。
21. C
【解析】光子碰上电子后能量减小，由 E=hν=hcλ 可知，X 射线散射前后 X 射线频率变小了，前后能量差为 hc1λ−1λʹ，B项错，C项对。(m−m0)c2 为电子增加的能量，D项错。不能说明原子的核式结构，A项错。
22. D
第二部分
23. A， B
【解析】第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了热力学第一定律。这也是它不能制成的原因。故A、B两项正确，C、D两项错误。
24. A， D
【解析】这四个现象中的物体在运动过程中都受到阻力作用，汽车主要是受到地面的阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项对。四个物体在运动过程中，汽车是动能转化成其他形式的能量，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能量，总之是机械能转化成了其他形式的能量，D项对。
25. A， C
26. A， D
【解析】这四个现象中，物体运动过程都受到阻力，汽车主要是制动阻力，流星降落是空气阻力，条形磁铁下落过程受到磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A 选项对。
四个物体运动过程中，汽车是动能转化为内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化为内能或其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D 选项正确。
27. C， D
第三部分
28. B， C， D
【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A不符合.
让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机不带燃料也能飞行，故B、C符合；
利用反冲理论，以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D符合.
29. B， C， D
【解析】在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体，机械能保持不变，内能不变；子弹在飞行并射穿木块的过程中，摩擦生热内能增加；在绝热的条件下压缩气体，外界对气体做功，气体内能增加；运动的两个小球碰撞时损失的机械能转化为内能。故B、C、D正确。
30. A， C， D
【解析】第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故选项A正确，选项B错误；
热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，选项C正确；
热力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确.
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