2022届高考物理一轮复习热学---能量守恒定律能力提升（1）

2022届高考物理一轮复习热学---能量守恒定律能力提升（1）练习  一、单选题，共10小题1． “第一类永动机”不可能被制造成功是因为违反了以下哪一个规律A．能量守恒定律 B．机械能守恒定律C．牛顿第二定律 D．万有引力定律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．能源是社会发展的基础．下列关于能量守恒和能源的说法正确的是（    ）A．能量是守恒的，能源是取之不尽．用之不竭的B．能量的耗散反映了能量是不守恒的C．开发新能源,是缓解能源危机的重要途径D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减小，形成“能源危机”4．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5．下列说法不正确的是（　　）A．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大D．用温度计测量温度是根据热平衡的原理6．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．40J7．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．下列说法正确的是（　　）A．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的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．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律9．物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（　　）A．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验证实了万有引力定律B．能量耗散说明能量在不停地减少，能量不守恒C．相对论的创立表明经典力学在一定范围内不再适用D．能量守恒说明人类不用担心能源的减少，不必节约能源10．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 二、多选题，共3小题11．下列说法正确的有__________A．1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多B．气体对容器壁的压强,是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C．物体内能增加,温度不一定升高D．物体温度升高,内能不一定增加E.能量在转化过程中守恒,所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量,以解决能源需求问题12．下列说法正确的是（　　）A．当一定质量的理想气体分子的平均动能增大时，其压强可能减小B．非晶体不可能转化为晶体C．第一类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律D．当一定量的理想气体体积减小时，外界一定对气体做正功E.两分子间的引力和斥力不可能同时存在13．关于永动机，下列说法正确的是A．第一类永动机不能制造成功的原因是没有找到合理的方案B．第一类永动机不能制造成功的原因是违反了能量守恒定律C．第二类永动机不可能制造成功的原因是违反了能量守恒定律D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违反了热力学第二定律  三、填空题，共4小题14．在墙壁与外界无热传递的封闭房间内，同时开动电冰箱和电风扇，工作一段时间后，房间内的温度_______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这是因为___________。15．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__________。16．火力发电的过程是用燃料燃烧产生的热能来加热水，使水变成高温、高压的水蒸气，再由水蒸气推动发电机旋转发出电能的过程，从能的转换角度来看，实质上是______能转化为______能，再转化成______能，最后转化成电能的过程。17．如图所示，一太阳能集热箱里面封闭着一定质量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S。在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了△U，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：①这段时间内集热箱中气体共吸收的热量为________；②此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率为__________。 四、解答题，共4小题18．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。
 19．在焦耳实验中，质量为的钩码下落的距离，重复实验25次，使一轮桨叶旋转起来以搅动的水，若水的初始温度为 ，问实验后水的温度升高到多少？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．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【分析】第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．【详解】第一类永动机制不成，是因为它违反能量守恒定律；与其他的三个定律无关．故A正确，BCD错误。【点睛】本题比较简单，考查了永动机不可能制成的原因，特别注意第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．2．A【详解】A．根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，故A正确；B．能量耗散表明，能量的总量虽然守恒，但其转化和转移具有方向性，故B错误；C．根据能量守恒定律，能量是不能创生的，故C错误；D．永动机违背了热力学第一和第二定律，故是不可能制造成功的，故D错误；故选A。3．C【详解】A．能量是守恒的，能源是能够提供可利用能量的物质并不是取之不尽．用之不竭的，所以A项错误；B．能量的耗散是一种形式能转化为另一种形式的能量，能量守恒定律是自然界的规律之一，所以B项错误；CD．对能源的过度消耗将形成“能源危机”，自然界的能量不变，所以D项错误，C项正确。故选C。4．D【分析】由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机；绝对零度只能无限接近，不能达到；第一类永动机违背能的转化和守恒定律；自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。【详解】A．由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机，故A错误；B．绝对零度只能无限接近，不能达到，故B错误；C．第一类永动机违背能的转化和守恒定律，不能制造出来，不是违背了热力学第一定律，故C错误；D．根据热力学第二定律，自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确。故选D。【点评】本题考查对热力学基本规律的理解，熟记知识即可。5．A【详解】A．空调既能制热又能制冷，只能说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，故A错误；B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，选项B正确；C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大，选项C正确；D．用温度计测量温度是根据热平衡的原理，选项D正确。此题选择错误选项，故选A。6．A【详解】根据功能关系，滑动摩擦力在相对位移上的功等于内能的转化，故物体从斜面顶端滑至底端的过程中，内能的增量是ΔU=μmgcosθ·l=0.25×10××5J=10J故选A。7．B【详解】A．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，选项A错误；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貝有方向性，选项B正确；C．能量虽然守恒，但有些能量耗散以后就将不能再利用，故要节约能源，C错误；D．静摩擦力做功，没有机械能转化为内能，故D错误。
故选B。8．B【详解】A．能量虽然是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要注意节约能源，防止能源危机，故A错误；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，故B正确；C．一对滑动摩擦力做功，两物体之间存在相对运动时，系统机械能转化为内能，如果没有相对运动，即一对静摩擦力做功，系统没有机械能转化为内能，故C错误；D．第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，但是违反了机械能和内能转化的方向性，故D错误；故选B。9．C【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，并通过月地检验证实了万有引力定律，故A错误；B．能量耗散是指能量的可利用率越来越少，但是仍然遵守能量守恒定律，故B错误；C．相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故C正确；D．能量守恒，但是随着可利用能源的使用，能量的可利用率越来越少，故要节约能源，故D错误。故选C。10．C【详解】A．蓄水池中能用于发电的水的重力势能为则能源利用效率A错误；B．若没有任何阻力，由机械能守恒得得由题知，水流下的过程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度小于，故B错误；C．蓄水池中能用于发电的水的重力势能全部转化为电能，则每天能发电约故C正确；D．若重力势能全部转化为电能，平均每天所发电能可供10户居民同时用电时间由于效率不可能达到100%，可供给10户居民用电时间小于，D错误；故选C。11．BCD【详解】水的摩尔质量为18g/mol，故1g水的分子数为：N=×6×1023=3.3×1022个，远大于地球的总人口数，故A错误；气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，取决于分子数密度和平均动能，故B正确；物体内能与温度和体积有关，故物体内能增加，温度不一定升高，故C正确；物体内能与温度和体积有关，物体温度升高，内能不一定增加，故D正确；能量在转化过程中守恒；总能量守恒，但能源可利用的品质是下降的，故我们不可能将失去的能量转化回我们可以利用的能量，故E错误；故选BCD．点睛：本题考查了阿伏加德罗常数、气体压强的微观意义、内能、能量守恒定律和热力学第二定律，知识点多，难度小，关键是记住基础知识．12．ACD【详解】A．当一定质量的理想气体分子的平均动能增大时，即温度升高，根据理想气体状态方程可知，当体积增大时，其压强可能减小。A正确；B．在一定条件下，非晶体与晶体可以相互转化。B错误；C．第一类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律。C正确；D．当一定量的理想气体体积减小时，外界一定对气体做正功。D正确；E．两分子间的引力和斥力总是同时存在的。E错误。故选ACD。13．BD【详解】第一类永动机违反了能量的转化与守恒，永远不可能实现，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其它变化，BD正确．14．升高    消耗的电能最终转化为内能    【详解】[1][2]在墙壁与外界无热传递的封闭房间内，同时开动电冰箱和电风扇，工作一段时间后，房间内的温度会升高，这是因为消耗的电能最终转化为内能，由能量守恒定律可得。15．【详解】由题可知工作相同时间内消耗同一标号的燃油质量之比16．化学    内    机械    【详解】[1]火力发电一般是指利用石油、煤和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压的水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电。在火力发电的过程中实质上是由化学能转化为内能在转化成机械能，最后转化成电能的过程。[2] 在火力发电的过程中实质上是由化学能转化为内能在转化成机械能，最后转化成电能的过程。[3] 在火力发电的过程中实质上是由化学能转化为内能在转化成机械能，最后转化成电能的过程。17． ;【解析】【分析】根据能量守恒定律求解集热箱里气体吸收的热量，再求解太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．【详解】①设这段时间内集热箱里气体共吸收的热量为E，根据热力学第一定律得：，得到；②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．18．第一类永动机，见解析【详解】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。19．【详解】钩码下落25次，提供的能量为由可得，水升高的温度为故水的温度为20．【详解】设小铁块质量为m，铁块滑到底部时产生的内能为则铁块升高的温度为21．（1）   （2）【详解】（1）铅弹和耙构成的系统，由动量守恒损失的能量为带入数据解得（2）设温度升高为，则解得