2020-2021学年第2节 能量的转化与守恒习题

3.2能量的转化与守恒同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．以下关于能量和能源的认识，正确的是（  ）

A．“永动机”违反了能量的转化和守恒定律

B．因为能量不会消失，所以我们没必要节约能源

C．石油、天燃气都是自然界自主生成的可再生能源

D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源

2．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

3．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

4．下列说法正确的是（　　）

A．第一种永动机能够被制造出来是它遵循了热力学第一定律

B．两种物质温度相同时，其分子平均动能不一定相同

C．当分子之间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大

D．液体中悬浮微粒的布朗运动是由做无规则运动的液体分子撞击引起的

5．一台冷暖两用型空调铭牌上标有“输入功率，制冷能力，制热能力”的字样，从设计指标看，空调在制热时，下列判断中正确的是（　　）

A．此过程是违反能量守恒定律的，所以铭牌上标注的指标一定是错误的

B．空调制热时产生的热量全部由电能转化而来的

C．空调制热时放出的热量一部分是由电能转化而来，另一部分是从外界吸收而来的

D．空调制热时每小时消耗电能

6．图为一定质量的某种理想气体的p-V图像，图中ba的延线通过坐标原点O，bc垂直于V轴，ac平行于V轴，下列说法正确的是____________（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

A．a→b过程中，气体温度不变

B．b→c过程中，气体温度升高

C．c→a过程中，气体放热大于外界对气体功

D．a→b→c→a过程中，气体对外界总功为零

7．第一类永动机失败的原因是（　　）

A．人类的技术还不够发达 B．制造永动机的零件做得不够精密

C．它违背了能量守恒定律 D．还没有找到合理的设置结构

8．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为（　　）

A．它不符合机械能守恒定律 B．它违背了能量守恒定律

C．没有合理的设计方案 D．找不到合适的材料

9．以下有关能量的说法正确的是（　　）

A．做功和热传递都可以改变物体的内能

B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递

C．冰的熔化过程中不需要吸热，水的沸腾过程中需要吸热

D．能量守恒定律表明自然界中可利用的能量不会减少

10．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）

A．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律

B．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

D．不可能使热量由低温物体传向高温物体

11．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

12．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

13．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为（   ）

A．它不符合机械能守恒定律

B．它违背了能的转化和守恒定律

C．它做功产生的热不符合热功当量

D．暂时找不到合理的设计方案和理想材料

14．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

15．下列说法中正确的是（　　）

A．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加

B．能量耗散表明，能量的总量并不守恒

C．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的

D．随着科技的发展，永动机是可以制成的

二、填空题（共4题）

16．容器A、B的底部用一带有阀门的细管相连，阀门关闭时A中水面较高打开阀门使水较慢流动，最终A、B中的水面相平，则在此过程中，大气压力对水所做的功W_______0，水的内能的增加量_______0（选填“>”、“=”、“<”）.

17．甲、乙两台柴油机，输出功率之比，效率之比，那么，这两台柴油机在工作相同时间内消耗同一标号的燃油质量之比__________。

18．请在箭头上填上发生能量转化的装置或器具。

（1）(      )

（2）(      )

（3）(      )

（4）(      )

19．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“<”）。

三、综合题（共4题）

20．如何设计一个简单的实验估测太阳的辐射照度？

21．用质量为0.5kg的铁锤，去打击质量为2kg的铁块。铁锤以12m/s的速度与铁块接触，打击以后铁锤的速度立即变为零。设每次打击产生的热量中有50%被铁块吸收，共打击50次，则铁块温度升高多少？［已知铁的比热容460J/（kg·℃）］

22．从高处由静止开始下落的水滴到达地面时的速度为，若在下落过程中，损失的机械能80%转化为水的内能使水温升高，求此过程中水温升高值。（已知水的比热容J/（kg·℃），，水吸收的热量用表示）

23．质量为的铅弹，以的水平速度射入静止在光滑水平面上，质量为的靶子，但未能射穿.

（1）求铅弹损失的动能

（2）若整个系统损失的动能全部转化成内能，且有50%被铅弹吸收，则铅弹的温度可升高多少？[铅的比热容为]

参考答案：

1．A

2．A

3．A

4．D

5．C

6．C

7．C

8．B

9．A

10．C

11．B

12．A

13．B

14．B

15．A

16．     =     >

17．

18．     水力发电机     煤炉燃烧     蒸汽机     太阳能电池

19．     >     >

20．

简单粗略测量太阳的辐射照度（垂直光照方向上每平方米上每秒获得的太阳能）的方法有很多，但其基本原理只有一个，即根据能的转化和能量守恒定律。

例如，取一个内壁涂黑的泡沫塑料箱、盛水塑料袋一个、温度计、透明塑料板（或玻璃板）、刻度尺、天平等实验器材，按如图所示放置。

只要测出水的质量m、玻璃板光照的有效面积S、光照时间t及所对应的始末状态时的温度、，就可根据能的转化和守恒定律列式计算。其估算的表达式为

其中c为水的比热容、就是太阳的辐射照度

21．0.98℃

22．℃

23．（1）     （2）