高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律综合训练题

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3.3能量守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1．在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将如何变化（　　）A．降低 B．升高 C．不变 D．无法确定2．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3．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4．下列关于能的转化和守恒定律的认识不正确的是(          )A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的增加B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了5．一定质量的气体膨胀对外做功100J，同时对外放热40J，气体内能的增量ΔU为（　　）A．60J B．-60JC．-140J D．140J6．如图所示，固定容器及可动活塞 P 都是绝热的，中间有一导热的固定隔板 B,B 的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞 P 缓慢地向 B 移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动 P 的过程中A．外力对乙做功；甲的内能不变B．外力对乙做功；乙的内能不变C．乙传递热量给甲；乙的内能增加D．乙的内能增加；甲的内能不变7．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，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8．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．40J9．下列说法不正确的是         （填选项前的字母）A．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越小，布朗运动越不明显B．分子间存在的引力和斥力都随着分子间的距离的增大而减小，但是斥力比引力减小的更快C．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D．不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的永动机是不可能制成的10．在阳光的照射下、太阳能小风扇快速转动。这说明（　　）A．动能可以凭空产生B．可以制造出不消耗能量的永动机C．太阳能可以转化为其他形式的能D．太阳可以是供无穷无尽的能量，不需要节约能源11．如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门（如图甲），落潮时，开闸放水发电（如图乙）。设海湾水库面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨落潮两次，发电机的平均能量转化效率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2）（　　）A．2.6×104 kW B．5.2×104 kW C．2.6×105 kW D．5.2×105 kW12．水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面，如图所示，斜面上放一质量为、长的薄板．质量为的滑块（可视为质点）位于薄板的最下端，与之间的动摩擦因数．开始时用外力使、静止在斜面上，某时刻给滑块一个沿斜面向上的初速度，同时撤去外力，已知重力加速度，，．下列说法正确的是（       ）A．在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为B．从、开始运动到、相对静止的过程所经历的时间为C．从、开始运动到、相对静止的过程中滑块克服摩擦力所做的功为D．从、开始运动到、相对静止的过程中因摩擦产生的热量为13．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．用油膜法测分子直径的实验中，应使用纯油酸滴到水面上C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0×105 J，同时空气的内能增加2.2×105 J，则空气从外界吸热5.2×105 J14．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列各式中正确的是（　　）A．W8×104J，J， B．W＝8×104J，J，C．W－8×104J，J，D．W－8×104J，，15．下列关于能量转化的现象的说法中，正确的是（　　）A．用太阳灶烧水是太阳能转化为电能B．电灯发光是电能转化为光能C．核电站发电是电能转化为内能D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能二、填空题（共4题）16．在煤炭、天然气、核能、风能、地热能、潮汐能、太阳能、植物燃料这些能源中，属于清洁能源的是：______。17．不同形式的能量可以通过______过程而发生转化，能量转化的多少是由______来量度的。18．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“>”、“=”、“<”）.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．文艺复兴时期，达·芬奇制造的永动机装置如图所示。他认为右边的重球比左边的重球离轮心更远些，两边不均衡的作用会使轮子沿箭头方向转动不息。请问该装置属于第几类永动机，并请说明这类永动机为什么不能成功。21．奶牛的心脏停止跳动后，大约在内体温由降低到。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个体重奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。水的比热容为。22．下面的设想符合能量守恒定律吗？请简述理由。(1)利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械。(2)造一条没有动力系统的船在水面上行驶。(3)通过太阳照射飞机，使飞机不带燃料也能飞行。23．图是历史上曾经出现的几种永动机的设计方案示意图：图（a）是想利用短杆上的重球产生的作用，使轮子不停地转动；图（b）是想利用像灯芯那样的棉线把水吸到高处，再流下冲击轮子的叶片，使轮子不停地转动；图（c）是想利用重物在水中受浮力作用而上升，带动轮子不停地转动。请仔细分析这些永动机的设想，指出它们不可能实现的原因。
参考答案：1．B2．A3．D4．D5．C6．C7．D8．A9．A10．C11．B12．D13．C14．B15．B16．风能、地热能、潮汐能、太阳能17．     做功     做功的多少18．     =     >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．第一类永动机，该装置属于第一类永动机，这一设计不可能成功，因为它设想的是不消耗任何能量却能永远转动的机械，这一设想违反了能量守恒定律，是第一类永动机。21．1.4×108J22．(1)不符合。磁铁可以让机械转动起来，这是将磁场能转化为动能，但是如果没有外界能量的输入，机械不能永远转动起来。(2)不符合。如果船没有外界提供动力，将无法在水面上行驶。(3)符合。可以利用光电发电机将太阳能转化为电能，再利用电能让飞机飞行。23．不消耗能量而能永远对外做功的机器违反了能量守恒定律永动机在一定时间内能保持转动，但是由于摩擦力的存在，将有一部分能量以热量的形式散失掉，即能量是不可能无中生有的，所以自然界中不可能存在永动机，这三种永动机都违背了能量守恒定律。