沪科版 (2019)第4章 热力学定律4.2 能量守恒定律复习练习题

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4.2能量守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1．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2．下列说法中正确的是（　　）A．自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的B．电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置C．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的D．能量耗散表明自然界的能量总和在不断减少3．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4．17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5．下列说法正确的是（　　）A．气体吸收热量时温度一定升高B．外界对气体做功时气体的内能一定增加C．因为能量是守恒的，所以能源是无限的资源D．第一类永动机违背能量守恒定律，不可能制成6．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．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9．20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10．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．40J11．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12．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 J13．第一类永动机违反了什么而不能制成（　　）A．违反了热力学第一定律 B．违反了机械能守恒定律C．违反了能量守恒定律 D．以上说法都不对14．“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．它违背了能量守恒定律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15．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，不可能实现二、填空题（共4题）16．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“<”）。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．电动机是将_________能转化为_________能的装置。电动机的_________与_________之比叫做电动机的效率。由于电动机运行中总有_________，所以其效率不可能达到_________%。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．称出自己的质量，量出两层楼梯的垂直高度，手拿计时器，以正常速度匀速地向上跑完这两层楼梯，记下所用的时间。（1）求出你在跑楼梯时体内输出的有用能量，这中间发生了什么样的能量转化？（2）求出以瓦为单位的输出功率。如果这些能量转化为电能，可同时点亮几盏的灯泡？21．如何从能量守恒定律的角度去认识闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律？22．在高的光滑水平桌面上放着一个质量的木块，一颗质量的铅弹从水平方向射中木块，把木块打落在地面上，落地点与桌边的水平距离。铅弹射中木块后留在木块内，铅的比热容J/（kg·℃），。设增加的内能有使铅弹温度升高，铅弹的温度升高多少摄氏度？23．地球上不同地区、不同季节、不同气象条件下到达地面的太阳辐射照度都是不相同的。下表给出了热带、温带和比较寒冷地带的太阳平均辐射照度。若在上海地区安装一台太阳能热水器。已知其采光面积为、热转换效率为40%，水的比热容为J/（kg·℃）。试求：（1）此太阳能热水器每天能吸收多少焦的太阳能？（2）设热水器中水的温度升高20℃，则该热水器平均每天能提供多少热水？地区太阳平均辐射照度热带、沙漠5～6温带3～5阳光较少地区（北欧）2～3 
参考答案：1．B2．C3．A4．D5．D6．A7．C8．A9．D10．A11．B12．C13．C14．B15．D16．     >     >17．     对外做功     能量守恒定律18．     电     机械     输出功率     输入功率     损耗     10019．          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．（1）2000J，食物的化学能转化成运动所需的机械能和维持体温的内能；（2）200W，2盏21．解：把闭合电路欧姆定律的表达式E=U+Ir乘以I可得IE=IU+I2r再乘以t可得IEt=IUt+I2rt上式中IEt是电源在时间t内提供的电能，IUt是外电路上转化为其它形式的能量，I2rt是电能转化为电源内部的内能，可见闭合电路欧姆定律就是能量守恒定律在电路中的反映；在电磁感应现象中，以导线切割磁感线的情况为例，如图所示，设外力F使长为L的导线ab在时间t内匀速运动的距离d=vt回路中产生的电流I，同时导线受到安培力F安=BLI这一运动中外力做功，即消耗的机械能E机=W=Fd=BLIvt设回路中产生的电动势为E，在时间t内电源提供的电能E电=EI由能量转化和守恒定律可知E机=E电即BLIvt=EIt可得E=BLv法拉第电磁感应定律就是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。22．92℃23．（1）；（2）