高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 能量守恒定律当堂达标检测题

3.能量守恒定律

A级 必备知识基础练

1.秋千摆动幅度越来越小,关于该过程,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

2.(2022上海浦东新高二期末)在下列家用电器中,把电能主要转化为机械能的是 (　　)

A.吸尘器 B.充电器

C.电水壶 D.电烤箱

3.下列关于能量守恒定律的认识,不正确的是(　　)

A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加

B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加

C.对物体做功,物体的内能可能减小

D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明石子的能量消失了

4.如图所示,绝缘支座上,C球带正电,枕形导体A、B靠在一起,现将A、B分开,分别接触一个小电机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动。当电动机还没有停止时,又立刻把A、B在C附近碰一下再分开,再和小电动机两接线柱接触,如此下去,小电动机便能不停地转动。则下列说法正确的是(　　)

A.A、B分开后A左端带正电,B右端带负电

B.A、B分开前,AB是一个等势体

C.上述过程违背了能量守恒定律

D.上述过程说明永动机可以制成

5.(多选)(2021吉林白城高二期末)下列设想符合能量守恒的有(　　)

A.利用永磁铁和软铁的作用,做一架机器永远地运动下去

B.制造一架飞机,不带燃料,利用太阳能就能飞行

C.做一只船,利用水的流动,逆水行驶,不用其他力

D.利用核动力,使飞船驶离太阳系

6.(2022广东阳江高二期末)在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将              (　　)

A.降低 B.升高

C.不变 D.无法确定

B级 关键能力提升练

7.(2022江苏仪征高二期末)有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件,当对它挤压或拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象称为压电效应。一种燃气打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20 kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。在上述过程中,压电陶瓷片完成的能量转化是              (　　)

A.化学能转化为电能

B.内能转化为电能

C.化学能转化为光能

D.机械能转化为电能

8.如图所示,直立容器内部被隔板隔开的A、B两部分气体(A、B两部分体积等大),A的密度小,B的密度大,加热气体,并取出隔板使两部分气体混合均匀,设此过程中气体吸热为Q,气体内能的增量为ΔU,则(　　)

A.ΔU=Q B.ΔU<Q

C.ΔU>Q D.无法比较

9.如图所示,A、B是两个完全相同的热胀冷缩明显的金属球,初温相同。A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂。现只让它们吸热,当它们升高相同的温度时,吸热分别为QA、QB,则(　　)

A.QA=QB B.QA<QB

C.QA>QB D.无法确定

10.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

11.(2022江苏盐城实验高级中学高二期中)如图所示,容器A、B中各有一个可自由移动的活塞。活塞下面是水,上面为大气,大气压恒定。A、B间用带有阀门K的管道相连,整个装置与外界隔热。A容器的横截面面积大于B容器的横截面面积,A的液面高于B的液面。开启阀门后,A中的水逐渐流向B,直至两边液面相平。在这个过程中大气压是否对水做功?水的内能会怎样变化?

3.能量守恒定律

1.D　秋千摆动幅度越来越小,说明机械能在减少,故A、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。

2.A　吸尘器装备有电动机,能够把电能转化为机械能;充电器是变压器,是升高或者降低电压的装置;电水壶是把电能转化为内能的电器;电冰箱是把热量从低温物体转移到高温物体的装置,同时会产生热量。故选A。

3.D　根据能量守恒定律得知,某种形式的能减少,其他形式的能一定增加,故A正确;某个物体的总能量减少,根据能量守恒定律得知,必然有其他物体的能量增加,故B正确;对物体做功,但若物体同时向外界放热,物体的内能可能减小,故C正确;石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能,能量并没有消失,故D错误。

4.B　由静电感应可知,A、B分开前,由于C球带正电,所以枕形导体A带负电,枕形导体B带正电,由于C球存在,所以A、B分开后,A左端带负电,B右端带正电,分开前A、B处于静电平衡状态,所以A、B是一个等势体,故A错误,B正确;上述过程在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功,把机械能转化为电能,再把电能转化为机械能,此过程是能量不断转化的过程,不违背能量守恒定律,但需要消耗机械能,永动机不可能制成,故C、D错误。

5.BD　由能量守恒定律知第一类永动机不可能制成,A错误;飞机利用太阳能克服阻力做功,符合能量守恒定律,B正确;利用水的动能使船逆水行驶,增加船的重力势能无法实现其转化,C错误;利用核能使飞船驶离太阳系符合能量守恒定律,D正确。

6.B　取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统,外界消耗电能,对系统做功,系统总内能增加。

7.D　根据题意用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20 kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能,转化后得到了电能,所以为机械能转化为电能。故选D。

8.B　因A部分气体密度小,B部分气体密度大,以整体为研究对象,开始时,气体的重心在中线以下,混合均匀后,气体的重心在中线上,所以有重力做负功,使气体的重力势能增大,由能量守恒定律可知,吸收的热量Q有一部分转化为气体的重力势能,另一部分转化为内能。故B项正确。

9.C　A、B升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀,A的重心升高,重力势能增加,QA一部分用于升温,一部分用于增加重力势能ΔEp,即QA=Q+ΔEp;B的重心降低,重力势能减小,QB和减少的重力势能ΔEp共同用于升温,即Q=QB+ΔEp;显然QA>QB。故选项C正确。

10.D　形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水,由能量守恒知能量来源于热水,故A、B、C错误;由能量守恒知,叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能,一部分在空气中释放,故D正确。

11.答案 不做功　增加

解析 A容器中大气压力对水做功为WA=p0SAhA

B容器中大气压力对水做功为WB=-p0SBhB

因为水的总体积保持不变,则有SAhA=SBhB

大气压力做的总功为W=WA+WB=0

则在这个过程中大气压没有对水做功

因为水的重心降低,重力势能减小,由能量守恒定律可知,水的内能增加。