高中物理第二节 能量守恒定律及其应用同步练习题

3.2能量守恒定律及其应用同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中错误的是（　　）

A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变

2．17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔处又掉下。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　）

A．满足能量守恒定律，所以可能实现

B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现

C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现

D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现

3．下列说法正确的是（　　）

A．第二类永动机不可能制造成功的原因是能量不能凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或从一种形式转化为另一种形式

B．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性

C．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的

D．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能

4．重10N的物体从一个高3m、长5m的斜面上滑下，已知物体与斜面之间的动摩擦因数是0.25，在物体从斜面顶端滑至底端的过程中，内能的增量是（　　）

A．10J B．20J C．30J D．40J

5．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，共同摆起一定高度，则下面有关能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势能

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

6．关于系统的内能，下述说法中正确的是（       ）

A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能

B．一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化

C．外界对系统做功W，系统的内能增加

D．系统从外界吸收了热量Q，系统的内能增加

7．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（       ）

A．做功可以改变物体的内能

B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化

C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化

D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变

8．下列说法中正确的是（   ）

A．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

B．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

C．第一类永动机违背热力学第一定律

D．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性

9．下列说法正确的是（　　）

A．能量的耗散反映出自然界的宏观过程是没有方向性的

B．能量守恒表明，节约能源是无意义的

C．随着科技的发展，永动机是可以制成的

D．能量守恒定律是自然界遵循的普遍规律

10．在一个密闭隔热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会（　　）

A．降低 B．不变 C．升高 D．无法判断

11．结合所给的图示，下列说法正确的是（ ）

A．铝罐温度计的刻度是均匀的，且疏密程度与大气压无关

B．水不浸润与玻璃，水银浸润与玻璃

C．第一类永动机是有可能制成的

D．分子间作用力随分子间距离的变化，与弹簧被拉伸或被压缩时力的变化情况相似

12．下列说法正确的是(       )

A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性

B．物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零

C．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105J

D．第一类永动机违反了热传导的方向性

13．某偏远山区为了实现供电，自己修建了小型水利发电站。如图所示，若该发电站蓄水池平均每天蓄水的有效总库容量为，发电过程中上下水库平均水位差为。则下列说法正确的是（　　）

A．若每天发电，则能源利用效率约为35%

B．发电时下水库出水口的水流速度可达到

C．蓄水池中水的重力势能全部转化为电能，则每天能发电约

D．平均每天所发电能可供10户居民同时用电（每户电功率为）约

14．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高(不计热损失) （       ）

A．4.5℃ B．4℃ C．3.5℃ D．3℃

15．下列关于热学的知识叙述正确的是（　　）

A．分子间的作用力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子力减小，分子势能增大

B．对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占百分比是确定的

C．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化

D．气体的状态变化时，若温度升高，则每个气体分子的平均动能增加

二、填空题（共4题）

16．永动机不可能制成

（1）第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地_______的机器．

（2）第一类永动机由于违背了_______，所以不可能制成．

17．如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中，活塞与容器壁无摩擦。当温度为T1时，气体压强为p1，体积为V1；若在活塞上放置一定质量的重物，稳定后气体的压强变为p2，温度变为T2，则p2______p1，T2______T1（选填“>”、“=”或“<”）。

18．如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中，大气压对水做功为______，水的内能______（选填“增加”、“减小”或“不变”）。

19．“东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验，某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：①内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1平方米；②盛水塑料袋一个；③温度计一个；③玻璃板一块（约1平方米），如图所示：

假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在图中______；

如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量△间的关系是，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、外，还应测量的物理量是_____，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：______________。

三、综合题（共4题）

20．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，房间内的温度将如何变化？为什么？

21．试说明下列现象中能量是怎样转化的。

（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，汽车速度越来越慢，最后停下来。

（2）火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一钢板后速度迅速减慢。

（3）用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。

（4）一个球掉到地上后又弹起来，球弹起来的高度一次比一次低，最后静止在地面上。

22．2003年上海国际车展上首次展出了利用太阳能做能源的概念汽车。汽车上表面的光电池板装置能把40%的太阳能转化为电能，车内电动机又能把90%的电能转化为机械能作为汽车行驶的动力，若汽车在行驶时阻力恒为，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直，已知每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为，电池板的总面积为，试求：

（1）内照射到电池板上的太阳能；

（2）汽车获得的机械功率及汽车运动的最大速度。

23．如图所示，一个小铁块沿半径为R＝0.2 m的半球内壁自上缘由静止下滑，当滑至半球底部时，速度为1 m/s，设此过程中损失的机械能全部变为内能，并有40%被铁块吸收．已知铁的比热容c＝0.46×103 J/(kg·℃)，重力加速度g取10 m/s2.求铁块升高的温度．

参考答案：

1．A

2．D

3．B

4．A

5．D

6．A

7．B

8．D

9．D

10．C

11．D

12．A

13．C

14．B

15．B

16．     对外做功     能量守恒定律

17．     >     >

18．     0     增加

19．          时间T     太阳能没有全部被水吸收（或水吸收的太阳能有一部分损失等）

20．温度升高，

因为与外界没有热交换，看似总热量守恒，但是冰箱在工作，就要耗电，相应的电路原件要发热，所以电能转化为热能，因此最后房间内的温度要升高。

21．（1）机械能转化为内能；（2）机械能转化为内能；（3）见解析；（4）机械能转化为内能

22．（1）；（2）

23．1.3×10－3℃