高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 能量守恒定律当堂检测题

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12题）

1．下列说法中错误的是（　　）

A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变

2．17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·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，当小球运动到小孔处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔处又掉下。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　）

A．满足能量守恒定律，所以可能实现

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

3．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

4．如图所示，容器、各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定。、的底部由带有阀门的管道相连，整个装置与外界绝热。起初，中水面比中的高，打开阀门，使中的水逐渐流向中，最后达到平衡。在这个过程中，下列说法正确的是（       ）

A．大气压力对水做功，水的内能减小

B．水克服大气压力做功，水的内能减小

C．大气压力对水不做功，水的内能不变

D．大气压力对水不做功，水的内能增加

5．20世纪70年代，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”，其结构如图所示．在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两个小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底部放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q，由于这时球具有速度可以对外做功，然后又在磁铁的吸引下回到上端，到P处又漏下……关于这个设计，下列判断中正确的是（       ）

A．满足能量转化和守恒定律，所以可行 B．不满足热力学第二定律，所以不可行

C．不满足机械能守恒定律，所以不可行 D．不满足能量守恒定律，所以不可行

6．结合所给的图示，下列说法正确的是（ ）

A．铝罐温度计的刻度是均匀的，且疏密程度与大气压无关

B．水不浸润与玻璃，水银浸润与玻璃

C．第一类永动机是有可能制成的

D．分子间作用力随分子间距离的变化，与弹簧被拉伸或被压缩时力的变化情况相似

7．一台冷暖两用型空调铭牌上标有“输入功率，制冷能力，制热能力”的字样，从设计指标看，空调在制热时，下列判断中正确的是（　　）

A．此过程是违反能量守恒定律的，所以铭牌上标注的指标一定是错误的

B．空调制热时产生的热量全部由电能转化而来的

C．空调制热时放出的热量一部分是由电能转化而来，另一部分是从外界吸收而来的

D．空调制热时每小时消耗电能

8．第一类永动机失败的原因是（　　）

A．人类的技术还不够发达 B．制造永动机的零件做得不够精密

C．它违背了能量守恒定律 D．还没有找到合理的设置结构

9．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

10．以下说法正确的是（　　）

A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大

B．某物体温度升高，则该物体分子热运动的总动能一定增大

C．液晶显示屏是应用液晶的光学各向同性制成的

D．自然界发生的一切过程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生

11．下列关于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．对物体做功，物体的内能可能减小

D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了

12．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 kW

二、填空题（共4题）

13．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“>”、“=”、“<”）.

14．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__________。

15．如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中，大气压对水做功为______，水的内能______（选填“增加”、“减小”或“不变”）。

16．“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）

17．质量的铅弹以速度水平射入质量的靶中未穿出。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，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。

18．2003年上海国际车展上首次展出了利用太阳能做能源的概念汽车。汽车上表面的光电池板装置能把40%的太阳能转化为电能，车内电动机又能把90%的电能转化为机械能作为汽车行驶的动力，若汽车在行驶时阻力恒为，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直，已知每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为，电池板的总面积为，试求：

（1）内照射到电池板上的太阳能；

（2）汽车获得的机械功率及汽车运动的最大速度。

19．1847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。

20．负压救护车是应对新冠炎疫情的重点需求物资之一，被业内称为“移动的N95口罩”。所谓负压，就是通过负压排风净化装置，使车内气压低于车外，空气在自由流动时只能由车外流向车内，而且负压教护车还能将车内的空气进行无害化处理后排出，避免更多的人感染，在救治和转运传染病等特殊疾病时可以最大限度地减少医务人员交叉感染的几率。若已知某负压救护车内部空间体积V= 12m3，启用前车内温度t1= -3°C，外界大气压强为p0= 1.01×105Pa，启用后，某时刻监测到车内温度t2=27°C、负压为- 15Pa（指车内与外界大气压p0的差值）。

（1）试估算负压排风净化系统启用后，负压救护车内部空间减少的气体质量与启用前内部空间气体总质量的比值

（2）判断在负压排风净化系统启用过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。

参考答案：

1．A

2．D

3．B

4．D

5．D

6．D

7．C

8．C

9．D

10．B

11．D

12．B

13．     =     >

14．

15．     0     增加

16．         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）

17．

18（1）；（2）

19．

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。

20．（1）；（2）吸热，

抽气过程剩余气体的温度升高，内能增加，，剩余气体体积增大对外做功，W＜0，由热力学第一定律

可知

气体从外界吸收热量；