人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律公开课ppt课件

课时把关练

第3节 能量守恒定律

1.下列关于能量转化现象的说法，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和内能

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

2.[多选]行驶中的汽车刹车后会滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象所包含的相同物理过程是              （　　）

A.物体克服阻力做功

B.物体的动能转化为其他形式的能量

C.物体的势能转化为其他形式的能量

D.物体的机械能转化为其他形式的能量

3.“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

4.一种冷暖两用型空调在制热时，每消耗电能，放出约的热量。下列说法正确的是(　　)

A.空调制热过程产生了新能量

B.空调制热时放出的热量全部是由电能转化面来的

C.此过程违反了能量守恒定律

D.空调制热时放出的热量，一部分是由电能转化而来，另一部分则是从外界吸收

5.[多选]空调市场上有很多变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的57倍。空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动。这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电。阅读上述介绍后，以下说法合理的是(　　)

A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律

B．变频空调运行中做功少，转化能量多

C．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电

D．变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能

6.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？

7. 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。

8.试说明下列现象中能量是怎样转化的。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

9.有一种全自动手表，既不需要上发条，也不用任何电池，却能不停地走下去，这是不是一种永动机？如果不是，你知道维持指针走动的能量是从哪里来的吗？你能设法验证吗？

10.小华在游览了一落差近100 m的大型瀑布景区后，赞叹大自然威力的同时想到，瀑布的水从高处落下，如果水在落到水潭时具有的重力势能80%转化为它的内能，则水的温度能升高多少？

11.质量0.01 kg的铅弹以速度v0=200 m/s水平射入质量2 kg的靶中未穿出。靶原来静止在光滑的水平面上，并可自由滑动。已知铅弹的比热容1.338×102 J/（kg·℃），若铅弹射入靶的过程中，机械能的损失有50%转化为铅弹的内能，铅弹的温度将升高多少？

12.有一物理研究小组为了估测太阳对地球的辐射功率，做了以下实验：他们取了一个圆筒，其横截面积为3 dm2，在筒内装了0.6 kg水，在太阳光下垂直照射2 min后，筒内水的温度升高了1 ℃。

（1）计算在阳光直射时，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。

（2）如果已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，能由此估算出太阳辐射的功率吗？如果能，太阳对地球的辐射功率大约是多少？是否还需要其他数据？

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第3节 能量守恒定律

参考答案

1. B　
2. AD
3. B
4. D
5. CD
6. 解：冰箱消耗电能使冰箱内、外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看作一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，系统消耗电能增加了系统的总能量，冰箱正常工作，根据能量的转化与守恒知，增加的系统能量转化为内能使房间的温度升高。
7. 解：重物下降，重力做正功，重力势能减少，带动液体中的叶轮转动，搅拌绝热容器内的液体，机械能转化为内能，使水温升高。该实验验证了能量守恒定律的正确性。
8. 解：（1）火药爆炸产生燃气，是化学能转化为内能的过程；子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，是内能转化为机械能的过程；子弹射穿一块钢板，速度减小，是机械能转化为内能的过程。

（2）柴油机带动发电机发电，是化学能转化为内能，内能再转化为机械能，最后再转化为电能的过程；电能供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处，是电能转化为机械能的过程。

（3）一个球掉到地上后又弹起来，是重力势能转化为动能，动能再转化为重力势能，一部分机械能转化为内能；最后静止在地面上，是机械能转化为内能。

9. 解：这不是永动机，手表戴在手腕上，通过手臂的运动，手表获得能量，供手表指针走动，若将此手表长时间放置不动，它就会停下来。
10. 解：设水的质量为m，则Q吸 = 80%mgh = mcΔt，由题意可知下落高度h=100 m，重力加速度g =9.8 m/s2，水的比热容c = 4.2×103 J/（kg·℃），则Δt ≈ 0.187 ℃。
11. 解：铅弹和靶组成的系统所受合外力为0，在铅弹射入靶前后动量守恒。

取v0的方向为正，由动量守恒定律知：mv0=（m+M）v

解得两物体一起运动的速度v ≈ 0.995 m/s。

根据能量守恒得系统损失的机械能为

ΔE=，代入数据得：ΔE≈199 J。

有50%损失的机械能转化为铅弹的内能，即ΔU=50%ΔE=99.5 J，

由ΔU=cmΔt得：Δt≈74.4 ℃，即铅弹温度升高74.4 ℃。

12. 解：（1）圆筒内的水经过2 min，内能的增量为

ΔE=Q=cmΔt=4.2×103×0.6×1 J=2.52×103 J。

每分钟获得的能量为=1.26×103 J/min，

圆筒横截面积为 3 dm2=3×102 cm2。

则每分钟每平方厘米获得的能量为

J/（cm2·min）=4.2 J/（cm2·min）

（2）能，但需已知日地距离r。

以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接收到的太阳能（即射到大气顶层的太阳能）为Q=0.07 J。

太阳辐射向四面八方，则上述球面每秒钟接收到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为S=4πr2。

其中r=1.5×1013 cm，

所以P=4πr2×Q÷45%≈4.4×1026 J/s。