粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 能量守恒定律及其应用练习

3.2能量守恒定律及其应用基础巩固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．日常生产、生活处处离不开电能，下列哪些发电方式会造成较大环境污染（　　）

A．太阳能发电 B．煤炭发电

C．风力发电 D．水力发电

2．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

3．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

4．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

5．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·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P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，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P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　）

A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题

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

6．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

7．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

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．40J

9．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

10．在一间隔热非常好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将（　　）

A．升高 B．不变 C．降低 D．无法确定

11．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 J

12．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℃

13．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

14．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

15．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

二、填空题（共4题）

16．能量既不会_______，也不会_______，它只会从一种形式_______为另一种形式，或者从一个物体_______到另一个物体，而能的总量_______，这就是能的转化和守恒定律，也称能量守恒定律。

17．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．

18．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“<”）。

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．如图所示，一个小铁块沿半径为R=0.2m的半球内壁自上端由静止下滑，当滑至半球底部时，速度为1m/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=0.64×103J/（kg·℃），重力加速度g取10m/s2。求铁块升高的温度。

21．经验表明，自制家用太阳能热水器——晒水箱的效率可达到50%。已知在地球表面晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射R为，如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积，始终是，请计算要使水温上升30℃，需要多长时间？

22．1847年，焦耳完成了下降重物带动液体中的叶轮转动而使液体温度上升的实验，如图所示。请说明这个实验的原理及意义。

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．B

2．B

3．A

4．A

5．D

6．C

7．B

8．A

9．C

10．A

11．C

12．B

13．A

14．A

15．D

16．     凭空产生     凭空消亡     转化     转移     保持不变

17．     对外做功     能量守恒定律

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．

21．

22．

两重物下落，带动叶轮转动，焦耳通过测量所持重物的重力和重物下落的距离，计算出重物做的功，即叶轮克服水的摩擦所做的功，测量保温性能良好的绝热器里的水升高的温度，从而计算出水吸收的热量，即可验证机械功与热量的转换关系。

23．1.3×10－3℃