3.2 能量的转化与守恒同步练习 2021—2022 学年高中物理鲁科版 （2019）选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．“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 2．有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是（ ） A．只适用于机械能与内能的相互转化 B．只适用能量转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，字宇宙中的能量总和不变 3．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 4．下列说法正确的是（ ）. A．能量转化和守恒定律只适用于物理学领域，其他学科不适用 B．布朗运动也遵循能量转化和守恒定律 C．生命运动不遵循能量转化和守恒定律 D．只要做功，内能就一定改变 5．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” 6．在一个密闭隔热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会 （　　） A．降低 B．不变 C．升高 D．无法判断 7．“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．没有合理的设计方案 D．找不到合适的材料 8．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 9．如图所示为课本中的几幅热现象示意图，则下列关于这几幅图的有关说法正确的有（　　） A．图一表达的意思是分子不一定是球形的，但可以把它们当作球形处理，这是在物理学的学习和研究中 常用的“估算”的方法 B．图四中的永动机的设计违背了热力学第二定律 C．图二中绳子对玻璃板的拉力一定等于玻璃板的重力 D．图三中液体表面层的分子间距离较大，则分子间的引力和斥力都比液体内部的大 10．下列说法不正确的是 （填选项前的字母） A．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越小，布朗运动越不明显 B．分子间存在的引力和斥力都随着分子间的距离的增大而减小，但是斥力比引力减小的更快 C．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性 D．不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的永动机是不可能制成的 11．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 12．在阳光的照射下、太阳能小风扇快速转动。这说明（　　） A．动能可以凭空产生 B．可以制造出不消耗能量的永动机 C．太阳能可以转化为其他形式的能 D．太阳可以是供无穷无尽的能量，不需要节约能源 13．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 3 的有效总库容量为 786 m ，发电过程中上下水库平均水位差为 64 m 。则下列说法正确的是（　　） A．若每天发电 40 kW・h ，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 36 m s 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139 kW・h 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1.4 kW ）约 10 h 14．关于能量的转化，下列说法中正确的是（　　） A．克服重力做功，重力势能增加 B．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的 C．我们要节约能源的根本原因是能量在数量上减少了。 D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 15．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 二、填空题（共 4 题） 16．用活塞将一定质量的理想气体密闭在气缸内。通过外界因素改变缸内气体的状态，气体从状态 A 经状 态 B 变化到状态 C，再从状态 C 回到状态 A，其体积的倒数与压强的变化关系 1  p 图像如图所示，图中 V AB 与横轴平行，BC 与纵轴平行。AC 的连线过坐标原点。从状态 A 到状态 B 的过程中，气体____（填“吸 热”“放热”或“绝热”）；从状态 B 到状态 C 的过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积上的气体分子个数____ （填“增大”“减小”或“不变”）；从状态 C 到状态 A 的过程中，气体的内能____（填“增大”“减小”或“不变”）。 17．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”）。 18．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 U _______0（选填“>”、“=”、“<”）. 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 Q  cmΔt ，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、 Δt 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．在焦耳实验中，质量为 6kg 的钩码下落 2m 的距离，重复实验 25 次，使一轮桨叶旋转起来以搅动 0.6kg 的水，若水的初始温度为 15℃ ，问实验后水的温度升高到多少？ 21．风沿水平方向以速度 v 垂直吹向一直径为 d 的风车叶轮上，设空气密度为 ρ，风的动能有 50%转化为 风车的动能，风车带动水车将水提高到 h 的高度，效率为 80%，求单位时间内最多可提升的水的质量 m。 22．用质量为 0.5kg 的铁锤，去打击质量为 2kg 的铁块。铁锤以 12m/s 的速度与铁块接触，打击以后铁锤的 速度立即变为零。设每次打击产生的热量中有 50%被铁块吸收，共打击 50 次，则铁块温度升高多少？ ［已知铁的比热容 460J/（kg·℃）］ C 降低到 33.5� C 。请你由此估算，在这种环境下饲养 23．奶牛的心脏停止跳动后，大约在 1h 内体温由 37.0� 奶牛，要维持一个体重 400kg 奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供多少热量？计算时， 4.2 ‫�װ‬ 103 J/  kg C  c 可以认为奶牛体内绝大部分是水。水的比热容 为 。参考答案： 1．B 2．D 3．C 4．B 5．C 6．C 7．B 8．D 9．A 10．A 11．C 12．C 13．C 14．A 15．B 16． 放热； 17． 0 增加 18． = > 减小； 19． 阳能有一部分损失等） 不变； 时间 T 太阳能没有全部被水吸收（或水吸收的太 20．16.2℃  d 2  v3 21． 20 gh 22．0.98℃ 23．1.4×108J