选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律课堂检测

这是一份选择性必修 第三册第三章 热力学定律3 能量守恒定律课堂检测，共22页。试卷主要包含了新课标要求，科学素养要求，教材研习，名师点睛，互动探究·等内容，欢迎下载使用。
第3节 能量守恒定律
一、新课标要求
1.理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律。
2.能用能量守恒的观点解释自然现象，会用能量守恒的观点分析、解决有关问题。3.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。
二、科学素养要求
1.物理观念：理解能量守恒定律及永动机不可能制成
2.科学思维：体会能量守恒定律的发现历程，培养归纳总结、分析推理能力。
3.科学探究：通过了解能量守恒定律的探索过程，养成与他人合作探究的习惯，体验科学家探究规律的艰辛。
4.科学态度与责任：学习科学家执着探索的科学精神，实事求是的科学态度，培养探究科学的兴趣。
三、教材研习
要点 能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移①的过程中，能量的总量保持不变。
【自主思考】
①在热力学领域内，使热力学系统内能改变的方式有做功和热传递两种。做功的过程是其他形式的能转化为内能的过程，热传递是把其他物体的内能转移为系统的内能。在能量发生转化或转移时，能量的总量会减少吗？
答案：提示能量的总量不会减少。
四、名师点睛
能量守恒定律的理解
（1）意义：各种形式的能可以相互转化；各种互不相关的物理现象可以用能量守恒定律联系在一起。
（2）能量守恒的两种表达：某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
五、互动探究·
探究点一、能量守恒定律
情境探究
1.某同学利用“能量守恒定律”研究汽车油耗与行驶里程的关系。已知一辆汽车正在平直的公路上以速度v匀速行驶，此时功率为P，汽车的总效率为η，所使用的汽油的热值为q（每完全燃烧单位质量的燃料释放的热量叫热值），现油箱中还有质量为m的汽油（设汽车的质量为M）。
（1）从此时到汽油消耗完，汽车还能行驶多远？
（2）从此时到汽车停下，行驶总距离为多少？
探究归纳
1.能量守恒定律的理解
（1）各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。
（2）各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤的燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。
（3）与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的。例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力或系统内的弹力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它适用于任何物理现象和物理过程，是一切自然现象都遵守的基本规律。
2.能量守恒定律的意义
（1）找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然现象用能量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性。
（2）突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法。能量守恒定律与电子的发现、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。
（3）具有重大实践意义，彻底粉碎了永动机的幻想。
探究应用
【典例】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，活塞与器壁间的摩擦忽略不计。置于真空中的轻弹簧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，气体达到平衡状态。经过此过程( )
A.Ep全部转化为气体的内能
B.Ep一部分转化成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C.Ep全部转化成活塞的重力势能和气体的内能
D.Ep一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
【解题感悟】
利用能量守恒定律解题的方法在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，增加量等于减少量。
【迁移应用】
1.（多选）下列关于能量转化现象的说法中，正确的是( )
A.用太阳灶烧水是光能转化为内能
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
2. .下列对能量守恒定律的认识不正确的是( )
A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的
D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
3 如图所示为冲击摆实验装置，一质量为m的子弹以v0射入质量为M的沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度ℎ，则整个过程中子弹和沙箱由于相互作用所产生的内能为多少？（不计空气阻力，重力加速度为g）
5.一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek分别是( )
A.U=200 J，Ek=600 J
B.U=600 J，Ek=200 J
C.U=600 J，Ek=800 J
D.U=800 J，Ek=200 J
6.如图是水电站的发电原理图，由图可知，下列说法错误的是 ( )
A.水力发电不会造成污染
B.该装置将机械能转化为电能
C.要加大发电的功率，可采用仅“增大水落差”的方法
D.该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能
7.如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在在活塞上方加一质量为15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体的内能增加多少？(g取10 m/s2，忽略大气压力及摩擦阻力的影响）
8.某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转化为电能，则该风车带动的发电机功率是多少？
9.（多选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，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。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )
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
10.如图所示，两个完全相同的金属球a、b，其中a球放在不导热的水平面上，b球用不导热的细线悬挂起来，现供给两球相同的热量，它们的温度分别升高了Δta、Δtb，则( )
A.Δta>Δtb
B.Δta