力学的基本概念(五)能量守恒定律习题及答案
11.1能量的守恒定律练习及解析
2016年01月01日初中物理组卷11.1能量的守恒定律练习及解析一．选择题（共12小题）1．（2014•岳阳）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年2．（2014秋•大石桥市期末）有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化B．能量守恒定律只适用于能量转化过程C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减3．（2014秋•伍家岗区期末）根据能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）A．只要科技足够先进，不需要外界能量的永动机是可以制成的B．我们消耗了电能，电能就转化为其它能量了C．能量是守恒的，世界不会有能源危机D．在热传递中能量从低温物体转移到高温物体4．（2014秋•涿州市校级月考）根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（ ）A．随着科技的发展，永动机是可能制成的B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生5．（2014秋•浉河区校级月考）“永动机”至今没有创造成功，其原因是（ ）A．科学技术还不够先进B．机器不能对外输出能量C．违背了能量守恒定律D．机器只能转移能量，不能转化能量6．（2013•中宁县校级模拟）能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，化学能转化为电能的是（ ）A．用电灯照明 B．光合作用C．用干电池作电源供电 D．天然气的燃烧7．（2015秋•陕西校级月考）下列过程与内燃机做功冲程的能量转化情况相同的是（ ）A．钻木取火 B．锤打铁丝 C．搓手取暖 D．燃放鞭炮8．（2013•泉州）下列关于能量转化的叙述中，正确的是（ ）A．电动机将机械能转化为电能 B．发电机将电能转化为机械能C．汽油机将机械能转化为内能 D．干电池将化学能转化为电能9．（2013秋•大石桥市校级期末）下列对能量转化的描述正确的是（ ）A．蓄电池充电：电能﹣﹣化学能B．发电机工作：电能﹣一机械能C．萤火虫发光：生物质能﹣一光能D．内燃机工作：化学能﹣﹣内能﹣﹣机械能10．（2014春•川汇区校级期中）下列现象中，属于电能转化为化学能的是（ ）A．电灯发光 B．植物的光合作用C．给蓄电池充电 D．电动机工作11．（2014秋•长春期末）下列现象中，将化学能转化为内能的是（ ）A．电灯发光 B．水力发电C．用热水袋取暖 D．用酒精灯给水加热12．（2005•赤峰）一辆汽车在关闭发动机后继续在水平地面上向前运动，从能的转化来看，它是（ ）A．动能不变 B．机械能不变C．动能转化为势能 D．动能转化为内能二．填空题（共6小题）13．（2015秋•永德县校级期中）大量事实表明能量既不会凭空 ，也不会凭空产生，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能最守恒定律．能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一．大到天体、小到原子核．无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律．14．（2014•邵阳）如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 （选填“能够”或“不能够”）永远工作下去．15．（2013秋•沁阳市校级月考）冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是 能转化为 能，但能量的总量 ．16．（2011•广陵区校级二模）如图所示，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为 能，散失到空气中，但能量的总量 ；（填“增加、减少或不变“）17．（2014春•樊城区校级月考）指出下列现象中能量的转化和转移情况．（1）植物光合作用： 能转化为 能．（2）燃料燃烧： 能转化为 能．18．（2014秋•双江县期中）在一定条例下，各种形式的能都可以相互转化，指出下列例中能量如何转化．（1）木柴燃烧发热： （2）壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动： （3）给太阳能电池充电： ．三．解答题（共4小题）19．（2013秋•靖江市校级月考）如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动．请回答：（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ；（2）在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低．产生此现象的原因是： ．（3）小球从A点摆到O'的过程跟滚摆从 到 的过程能量转化一致．（填“上”或“下”）（4）b图中的滚摆上升时正在由 能向 能转化．20．（2013秋•无锡期中）填写能量名称：（1）流动的河水具有 ；（2）静止在高山的大石具有 ；（3）狂风、海啸、大浪具有较大的 ；（4）压弯的跳板、拉开的弓具有 ；（5）压缩引火是利用 能转化为 能；（6）热机是利用 能转化为 能．21．（2013秋•秦安县校级期中）太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．请问：（1）太阳能热水器在工作时其能量如何转化？（2）若该热水器的水箱内装有160kg水，经阳光照射后，水温由20℃升高到70℃，水吸收的热量是多少焦？[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]．22．图甲是小明从家到学校的一条水平公路，爱动脑筋的他做了这样的设想：要是从家到学校的路上挖成一个“V”字形，如图乙所示，那么只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用蹬脚踏板，等车停下来就可以到达学校了．请你根据所学的物理知识解释：（1）在他设想的过程中机械能如何转化？（2）他的设想在现实中为什么不能实现？请写出一条让这个设想实现的方法．2016年01月01日初中物理组卷11.1能量的守恒定律练习及解析参考答案与试题解析一．选择题（共12小题）1．（2014•岳阳）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年【考点】能量守恒定律．【专题】功和能综合题．【分析】能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的．【解答】解：A、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A错误；B、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确；D、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误．故选C．【点评】熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键．2．（2014秋•大石桥市期末）有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化B．能量守恒定律只适用于能量转化过程C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减【考点】能量守恒定律．【专题】分子热运动、内能；机械能及其转化．【分析】能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；故选ABC．【点评】知道并理解能量的转化和守恒定律是解决该题的关键．3．（2014秋•伍家岗区期末）根据能量守恒定律，下列说法正确的是（ ）A．只要科技足够先进，不需要外界能量的永动机是可以制成的B．我们消耗了电能，电能就转化为其它能量了C．能量是守恒的，世界不会有能源危机D．在热传递中能量从低温物体转移到高温物体【考点】能量守恒定律．【专题】功、功率、机械效率．【分析】（1）永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的；（2）电能可以转化为其他形式能；（3）能量可以相互转化或转移，但转化后的能源不一定能被利用；（4）在热传递中能量从高温物体转移到低温物体．【解答】解：A．永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．故A错误．B．能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，电能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B正确．C．能量在使用中发生转化和转移，总量是不会变化的，但能源不是取之不尽用之不竭，也会发生危机，故C错误；D．热传递过程中能量从高温物体转移到低温物体，故D错误．故选B．【点评】该题考查能量的转化与守恒属于简单的题目，依据能量的转化与守恒的内容，可直接对各选项进行判定．4．（2014秋•涿州市校级月考）根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（ ）A．随着科技的发展，永动机是可能制成的B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生【考点】能量守恒定律．【专题】机械能及其转化．【分析】永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，根据这一点可以做出判定．【解答】解：A．永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．故A错误．B．能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，光能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B错误．C．既要马儿跑，就要为马儿补充能量，故C正确．D．“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式，能量是不能凭空产生，故D错误．故选：C【点评】该题考查能量的转化与守恒和热力学第二定律，属于简单的题目，依据热力学第二定律和能量的转化与守恒的内容，可直接对各选项进行判定．5．（2014秋•浉河区校级月考）“永动机”至今没有创造成功，其原因是（ ）A．科学技术还不够先进B．机器不能对外输出能量C．违背了能量守恒定律D．机器只能转移能量，不能转化能量【考点】能量守恒定律．【专题】机械能及其转化．【分析】第一类永动机：不消耗能量而能永远对外做功的机器，可以无中生有产生出能量．这种永动机违背了热力学第一定律﹣﹣能量守恒定律，但可以无视第二定律，因为有个未知的能量源不停地产生能量差．第二类永动机：在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，可以将系统内渐趋平衡的能量差，重新拉开．如果拉开前和拉开后的总能量是一致的，那就没有违背热力学第一定律，但相对的，这样的永动机违背了第二定律，故称为“第二类永动机”．【解答】解：第一类永动机制不成，是因为它违反能量守恒定律．故选C．【点评】本题比较简单，考查了永动机不可能制成的原因，特别注意第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．6．（2013•中宁县校级模拟）能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，化学能转化为电能的是（ ）A．用电灯照明 B．光合作用C．用干电池作电源供电 D．天然气的燃烧【考点】能量守恒定律．【专题】能源的利用与发展．【分析】化学变化中一定伴随能量的变化，化学能转换为电能发生的变化应该是由化学反应产生的能量转换为电能．【解答】解：A、电灯照明是电能转换为光能；B、光合作用是太阳能转化为化学能；C、用干电池作电源是化学能转换为电能；D、天然气的燃烧是化学能转化为热能．故选C．【点评】此题涉及到能量的转化问题，是对常见的能量转化的判断分析．7．（2015秋•陕西校级月考）下列过程与内燃机做功冲程的能量转化情况相同的是（ ）A．钻木取火 B．锤打铁丝 C．搓手取暖 D．燃放鞭炮【考点】内燃机的四个冲程．【专题】比热容、热机、热值．【分析】内燃机是利用内能做功的机器，其在工作时有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程．其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能．【解答】解：做功冲程是将内能转化为机械能；A、钻木取火是对物体做功，内能增大，将机械能转化为内能；不符合题意；B、锤打铁丝是将机械能转化为内能的过程；不符合题意；C、搓手取暖是克服摩擦做功，将机械能转化为内能；不符合题意；D、燃放鞭炮是先将化学能转化为内能，又将内能转化为了机械能；符合题意．故选D．【点评】此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况以及能量转化问题，属于常见题型．8．（2013•泉州）下列关于能量转化的叙述中，正确的是（ ）A．电动机将机械能转化为电能 B．发电机将电能转化为机械能C．汽油机将机械能转化为内能 D．干电池将化学能转化为电能【考点】能量转化的现象．【专题】应用题．【分析】在电动机、发电机、内燃机、干电池中都会发生能量的转化，明确它们的原理，才能正确判断对其能量转化的描述是否符合实际．【解答】解：A、电动机是将电能转化为机械能的装置，故说法错误；B、发电机是将机械能转化为电能的装置，故说法错误；C、汽油机是将内能转化为机械能的装置，故说法错误；D、干电池工作时，内部发生化学变化，释放出电能，故说法正确．故选D．【点评】掌握不同装置的能量转化应从其原理入手进行理解，切忌不要死记硬背．9．（2013秋•大石桥市校级期末）下列对能量转化的描述正确的是（ ）A．蓄电池充电：电能﹣﹣化学能B．发电机工作：电能﹣一机械能C．萤火虫发光：生物质能﹣一光能D．内燃机工作：化学能﹣﹣内能﹣﹣机械能【考点】能量的相互转化．【专题】机械能及其转化．【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量．【解答】解：A、给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确；B、发电机工作：机械能一电能，故B不正确；C、萤火虫发光：生物质能一光能，故C正确；D、内燃机工作时，燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，故D正确．故选ACD．【点评】本题通过四个实例考查了能量的转化，在做这类题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量．能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳．10．（2014春•川汇区校级期中）下列现象中，属于电能转化为化学能的是（ ）A．电灯发光 B．植物的光合作用C．给蓄电池充电 D．电动机工作【考点】能量的相互转化．【专题】应用题；其他综合题．【分析】此题涉及物质的变化问题的判断，正确判断四个选项的物质变化，判断依据：有没有其他物质生成、以及能量的放出或吸收．【解答】解：A、电灯发光属于电能转化为光能和内能，故A不符合题意；B、植物的光合作用属于光能转化为化学能，故B不符合题意；C、给蓄电池充电属于电能转化为化学能，故C符合题意；D、电动机工作属于电能转化为机械能，故D不符合题意．故选C．【点评】本题考查能量转化的有关问题，解题时一定要认真分析，相对比较简单．11．（2014秋•长春期末）下列现象中，将化学能转化为内能的是（ ）A．电灯发光 B．水力发电C．用热水袋取暖 D．用酒精灯给水加热【考点】能量的相互转化．【专题】功和能综合题．【分析】明确选项所描述的现象中所消耗的能量与最终获得的能量，即可做出判断．【解答】解：A、电灯发光的过程中，将电能转化为光能与内能，故A 不合题意；B、水力发电，将水中的机械能转化为电能，故B不合题意；C、用热水袋取暖是热传递的过程，不存在能量的转化，故C不合题意；D、用酒精灯给水加热，消耗了酒精的化学能，最终转化为水的内能，故D符合题意．故选D．【点评】解答此类问题的关键是通过分析实例得出消耗的和获得的能量是什么，消耗的转化为获得的．12．（2005•赤峰）一辆汽车在关闭发动机后继续在水平地面上向前运动，从能的转化来看，它是（ ）A．动能不变 B．机械能不变C．动能转化为势能 D．动能转化为内能【考点】能量转化的现象．【分析】汽车在关闭发动机后继续在水平地面上向前运动，是由于汽车有动能，动能用来克服摩擦做功．从能的转化来看，它是动能转化为内能．【解答】解：A、动能不变，汽车会受到地面的摩擦，速度变小，动能变小，故不符合题意；B、机械能不变，汽车克服摩擦做功，机械能变小，故不符合题意；C、动能转化为势能，汽车的相对高度没有发生改变，没有转化为势能，故不符合题意；D、动能转化为内能，动能用来克服摩擦做功，符合题意；故选D．【点评】考查了能量转化的知识点，要熟练掌握能量的相互转化．二．填空题（共6小题）13．（2015秋•永德县校级期中）大量事实表明能量既不会凭空 消失 ，也不会凭空产生，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能最守恒定律．能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一．大到天体、小到原子核．无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律．【考点】能量守恒定律．【专题】应用题；定性思想；功和能综合题．【分析】了解能量守恒定律的内容，知道能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的其本定律之一可顺利解答．【解答】解：由能量守恒定律的内容可知，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律．故答案为：消失；转化；转移．【点评】本题主要考查了对能量守恒定律的认识，属基础知识的考查，解答时注意用词的准确性．14．（2014•邵阳）如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机 不能够 （选填“能够”或“不能够”）永远工作下去．【考点】能量守恒定律．【专题】能源的利用与发展．【分析】在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，所以抽水机的机械能会逐渐减小．【解答】解：他设想的机械装置不可能实现，因为抽水机在此过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，所以机械能总量不守恒，他设想的机械装置不能实现．故答案为：不能够．【点评】解答本题需要清楚，机械能和电能之间的转化并不是100%的转化，在转化的过程中总是会有部分能量的损失．15．（2013秋•沁阳市校级月考）冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是 机械 能转化为 内 能，但能量的总量 不变 ．【考点】能量守恒定律．【专题】应用题；能源的利用与发展．【分析】能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．【解答】解：冰块沿地面滑动，由于摩擦力的作用，一部分机械能转化为内能，而使得冰会融化，在该过程中，能量的总量是不变的．故答案为：机械；内；不变．【点评】知道并理解能量的转化和守恒定律是解决该题的关键．16．（2011•广陵区校级二模）如图所示，滚摆在运动过程中，上升的高度会逐渐降低，它的机械能逐渐转化为 内 能，散失到空气中，但能量的总量 不变 ；（填“增加、减少或不变“）【考点】能量守恒定律．【专题】应用题．【分析】（1）能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．（2）由于空气阻力的作用，滚摆在运动过程中，不计动能和重力势能可以发生相互转化，且还有一部分机械能转化为内能．【解答】解：当滚摆在滚动时，由于滚摆克服空气阻力做功，使得一部分机械能转化为内能，所以滚摆每次上升的高度都会小于原来的高度，据能量的转化和守恒定律可知，在该过程中，能的总量是保持不变的．故答案为：内；不变．【点评】知道并理解能量的转化和守恒定律是解决该题的关键．17．（2014春•樊城区校级月考）指出下列现象中能量的转化和转移情况．（1）植物光合作用： 光 能转化为 化学 能．（2）燃料燃烧： 化学 能转化为 内 能．【考点】能量的相互转化．【专题】功和能综合题．【分析】（1）光合作用则是把接收到的光能转化为化学能贮存起来；（2）燃料燃烧时内能增加，是化学能转化过来的．【解答】解：（1）植物可以通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存起来；（2）燃料的燃烧是一种化学变化，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能．故答案为：（1）光；化学；（2）化学；内．【点评】本题考查太阳能向其他能量的转化过程，以及燃料的燃烧和能量的转化的知识点，相对比较简单，属于基础题．18．（2014秋•双江县期中）在一定条例下，各种形式的能都可以相互转化，指出下列例中能量如何转化．（1）木柴燃烧发热： 化学能转化为内能 （2）壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动： 内能转化为机械能 （3）给太阳能电池充电： 太阳能转化为电能 ．【考点】能量的相互转化．【专题】能源的利用与发展．【分析】燃料燃烧时，将化学能转化为内能；当水沸腾时，热的水蒸气会推动壶盖跳动，将内能转化为机械能；太阳能电池板充电将太阳能转化为电能．【解答】解：（1）木柴燃烧发热，将化学能转化为内能；（2）壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；（3）给太阳能电池充电，将太阳能转化为电能．故答案为：（1）化学能转化为内能；（2）内能转化为机械能；（3）太阳能转化为电能．【点评】能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳．三．解答题（共4小题）19．（2013秋•靖江市校级月考）如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动．请回答：（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： 动能和势能可以相互转化 ；（2）在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低．产生此现象的原因是： 存在摩擦阻力，机械能减小 ．（3）小球从A点摆到O'的过程跟滚摆从 上 到 下 的过程能量转化一致．（填“上”或“下”）（4）b图中的滚摆上升时正在由 动 能向 重力势 能转化．。
内能及能量守恒定律试题及解答汇总
第二章内能及能量守恒定律概念：（一）物体的内能：1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，也叫做物体的热力学能。
2．任何物体都具有内能，因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成。
3．决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定；（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。
4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能：①外界对物体做功，物体的内能增加；②物体对外界做功，物体的内能减少；③做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。
（二）能量守恒定律：1、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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
另一种表述：第一类用动机是不可能制成的。
2、能量守恒定律的历史意义．3、能的转化和守恒是自然界的普遍规律，违背该定律的永动机是永远无法实现的。
它是没有条件的。
4、物质的不同运动形式对应不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒。
5、理解：（1）某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。
（2）某个物体的能减小，一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。
例题分析【例1】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定 物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W ＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.【例2】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.【例3】关于物体内能，下列说法中正确的是〖〗A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】AC【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确的是〖〗A、物体对外做功，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变C、物体吸收热量，其内能必增加D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加【解析】B【变式二】对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是〖〗 A．热量和功由过程决定，而内能由状态决定B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大物体含有的热量多【解析】A【例4】下列说法正确的是〖〗A、第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B、自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C、自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化【解析】CD【自我检测】一：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大8．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变9．一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 JC．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J10．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小二、非选择题1．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h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.2．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？3．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？一、选择题1、解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2、解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3、解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4、解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5、解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6、解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．7、解析：选ADE.A选项，p、V不变，则T不变，气体的内能不变，故选项A正确．B选项，内能不变，温度不变，p、V可能变，选项B错误．C选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C错误．D选项，气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确．E选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E正确．8、解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．9、解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．10、解析：选 A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A 正确．二、非选择题1、解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd2·vt ·ρ， 风的动能Ek ＝12mv2＝18πd2v3t ρ. 根据题意：18πd3v2t ρ×50%×80%＝mgh. 则m t ＝πd2ρv320gh. 答案：πd2ρv320gh2、解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J ．即ΔU ′＝－160 J ，又Q ′＝－240 J ，根据热力学第一定律得：ΔU ′＝W ′＋Q ′∴W ′＝ΔU ′－Q ′＝－160 J －(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功 80 J3、解析：设在时间Δt 内，有ΔV 的水通过水利枢纽，则：Q ＝ΔV Δt，ΔV ＝Q Δt 减少的重力势能ΔEp ＝mgh ＝ΔV ρgh ＝Q Δt ρgh发电机的功率：P＝ΔEpηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)4、解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．2．一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E k，分别是( )A．U＝200 J，E k＝600 J B．U＝600 J，E k＝200 JC．U＝600 J，E k＝800 J D．U＝800 J，E k＝200 J解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：E k＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．3．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析【自我检测】二：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( ) A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC ．温度降低，内能增加600 JD ．温度降低，内能减少200 J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝800 J ＋(－200 J)＝600 J ，ΔU 为正表示内能增加了600 J ，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A 正确．7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B ．若气体的内能不变，其状态也一定不变C ．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E ．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADE.A 选项，p 、V 不变，则T 不变，气体的内能不变，故选项A 正确．B 选项，内能不变，温度不变，p 、V 可能变，选项B 错误．C 选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C 错误．D 选项，气体温度每升高1 K 吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D 正确．E 选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E 正确．二、非选择题8．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h 的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m ＝________.解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd 2·vt ·ρ， 风的动能E k ＝12mv 2＝18πd 2v 3t ρ. 根据题意：18πd 3v 2t ρ×50%×80%＝mgh . 则m t ＝πd 2ρv 320gh. 答案：πd 2ρv 320gh9．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J ，并对外做功120 J ，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J．即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′∴W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J10．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)解析：设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝ΔVΔt，ΔV＝QΔt减少的重力势能ΔE p＝mgh＝ΔVρgh＝QΔtρgh发电机的功率：P＝ΔE pηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)答案：见解析【自我检测】三：1．关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量一定不可能从低温物体传给高温物体解析：选AC.在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，而热量只能自发地从高温物体传给低温物体．2．对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( )A．系统的总熵只能增大或不变，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC.根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少可知，A对，B错．根据热力学第二定律的微观解释可知，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以C对，D错．3．第二类永动机不可能制成，这是因为( )A．它违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不可能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：选D.第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化过程中，有些过程是不可逆的规律，所以不可能制成，故选D.4．热力学第二定律常见的表述有两种．第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图4－3－4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________．图4－3－4解析：示意图如图所示．答案：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．一、选择题1．(2011年廊坊高二检测)热力学第二定律指出( )A．不可能使热量由低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．热机效率η≤1D．大量分子参与的宏观过程具有方向性解析：选D.热力学第二定律指出，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，故A错，B也错．热机效率要小于1，不能等于1，C也错．一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，D对．2．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析：选CD.热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以答案C、D正确．3．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析：选D.第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A 错；据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C 错误；做功和热传递都可改变物体内能．但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确．4．在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化是( )A．不变B．可能增大或减小C．总是增大D．总是减小解析：选C.根据熵增加原理可知，任何孤立系统熵是增加的，故C正确．5．根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能解析：选BD.根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地(不需要外界帮助)从低温物体传到高温物体．借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”(氟利昂等)做功，把热量从冰箱内部(低温物体)传向外部(高温物体)达到制冷目的的，故选项A错误，B正确．机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，选项D正确．6．对热力学第二定律，下列理解正确的是( )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析：选B.由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C错；第二类永动机并不违反能量守恒，却违背了自然界涉及热现象宏观过程的方向性，故A、D错，B正确．7.如图4－3－5所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁接触光滑，但不漏气，现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，气体膨胀对外做功．已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )。
大物习题答案第2章动量守恒定律与能量守恒定律
第2章 动量守恒定律与能量守恒定律一 基本要求1 理解冲量、动量等概念。
掌握动量定理及动量守恒定律，能运用它们解简单系统在平面内运动的力学问题。
2 理解功的概念，能计算变力做功的问题 。
3 理解保守力做功的特点和势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力做的功及对应的势能 。
4 理解动能定理、功能原理和机械能守恒定律，掌握运用守恒定律解问题 的思想和方法 。
二 基本概念 １ 质点的动量、冲量质点的动量定义：m =p υ，p 为矢量，也是状态量。
质点的冲量定义 ：21t t dt =⎰I F ，它也是矢量，是过程量。
2 冲力 在解决冲击、碰撞问题时，将两个物体在碰撞瞬间的相互作用力称为冲力，冲力作用时间短，量值变化也很大，所以很难确定每一时刻的冲力，常用平均冲力的冲量来代替变力的冲量 。
3内力和外力 对于质点系，其内部各个质点之间的相互作用力称为内力，质点系以外的其他物体对其中的任一质点的作用力称为外力。
4功 功率（1）功 力对质点所作的功为力在质点位移方向的分量与位移大小的乘积。
cos BBAAW dW d F dr θ==⋅=⎰⎰⎰F r(2) 功率 功随时间的变化率,反映的是做功的快慢。
dW P dt =cos d d P F dt dtυθ⋅==⋅=⋅=F r r F F υ5动能 质量为m 的物体，当它具有速度υ时，定义212m υ为质点在速度为υ时的动能，用k E 表示。
6保守力和非保守力 如果力F 对物体做的功只与物体初、末位置有关而与物体所经过的路径无关，我们把具有这种特点的力称为保守力，否则称为非保力。
保守力做功0ld ⋅=⎰F l ，非保守力作功 0ld ⋅≠⎰F l 。
重力、弹性力、万有引力均为保守力，而摩擦力、汽车的牵引力等都是非保守力。
7势能 系统某点的势能等于在保守力作用下将物体从该点沿任意路径移动到零势能点保守力做的功，用p E 表示。
8机械能，系统的动能和势能统称为机械能，用E 表示。
高三物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析
高三物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析1.一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是A．A →B温度升高，体积减小 B．B →C体积不变，压强增大C．C →D分子平均动能减小 D．D状态比A状态分子密度小【答案】D【解析】由和题目中的图可知：A →B压强不变，温度升高，体积增大，A错；B →C体积不变，温度减少，压强减少，B错；C →D温度不变，分子平均动能不变，C错；D状态比A 状态体积大，分子密度小，D对，所以本题选择D。
【考点】理想气体2.一质点竖直向上运动，运动过程中质点的机械能与高度的关系的图象如图所示，其中0～h1过程的图线为水平线，h1～h2过程的图线为倾斜直线．根据该图象，下列判断正确的是A．质点在0～h1过程中除重力外不受其他力的作用B．质点在0～h1过程中动能始终不变C．质点在h1～h2过程中合外力与速度的方向一定相反D．质点在h1～h2过程不可能做匀速直线运动【答案】CD【解析】质点在0～h1过程中，械能E随上升高度h不变，也就是机械能守恒，物体可能不受外力，也可能受外力，但外力做功为零，A错误；质点在0～h1过程中机械能不变，重力势能增加，所以动能减小， B错误；质点在h1～h2过程中械能E随上升高度h均匀减小，所以物体动能减小，即物体做减速运动，所以合外力与速度的方向一定相反， CD正确。
【考点】本题考查了能量守恒定律。
3.下列说法不正确的是（）A．物体吸收热量，其温度一定升高B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C．物体从单一热源吸收的热量不可能全部用于做功D．对一定质量的气体，如果其压强不变而体积增大，那么它的温度一定会升高【答案】ABC【解析】A、物体吸收热量，如果对外做功，物体内能可能不变，温度就不变；错误应选B、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的规则运动；错误应选C、物体从单一热源吸收的热量全部用于做功是可能的，但会引起其它变化；错误应选D、根据理想气体状态方程可知，对一定质量的气体，如果其压强不变而体积增大，那么它的温度一定会升高；正确不选故选ABC【考点】热力学定律、理想气体状态方程点评：牢记热力学第一、第二定律的各种表述，深刻理解它们的含义。
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律(附答案解析)
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律
【2023高考课标解读】
1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.
2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.
3.掌握能量守恒定律及其应用．
【2023高考热点解读】
一、热力学第一定律
1．改变物体内能的两种方式
(1)做功；(2)热传递。
2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式：ΔU＝Q＋W。
3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则
物理量W QΔU
＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加
－物体对外界做功物体放出热量内能减少
二、热力学第二定律的理解
1．热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
2．用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(选填“增大”或“减小”)。
3．热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
三、能量守恒定律和两类永动机
1．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另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
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能量守恒定律的应用练习题
能量守恒定律的应用练习题1. 问题描述：一辆质量为m的汽车以速度v1行驶在平坦的道路上，突然遇到一段上坡路段，汽车沿坡道行驶到高度h时速度变为v2。
忽略摩擦和空气阻力等阻力，求汽车在坡道上的平均力。
解答：根据能量守恒定律，汽车在平坦道路上的总机械能等于汽车在坡道上的总机械能，即1/2 * m * v1^2 = mgh + 1/2 * m * v2^2其中，g表示重力加速度，h表示上坡路段的高度。
化简上式可以得到：v1^2 = 2gh + v2^2可以看出，汽车在平坦道路上的速度v1与汽车经过上坡路段后的速度v2、高度h和重力加速度g都有关系。
2. 问题描述：在一个自由下落的物体系统中，有两个物体A和B，物体A的质量为m1，在高度h1处释放，物体B的质量为m2，在高度h2处释放。
物体A和B是否会在某一时刻相撞？如果会相撞，在何处相撞？解答：由于物体A和B均处于自由下落状态，所以它们在任意时刻的速度可以表示为：v1 = sqrt(2gh1)v2 = sqrt(2gh2)其中，g表示重力加速度。
两个物体相撞的条件是它们的坐标相等，即：h1 + v1t - 1/2gt^2 = h2 + v2t - 1/2gt^2化简可得：h1 + v1t = h2 + v2t代入v1和v2的表达式，得：h1 + sqrt(2gh1) * t = h2 + sqrt(2gh2) * t解这个方程可以得到t的值，然后再代入其中一个速度表达式，可以求出相撞时的高度。
3. 问题描述：有一个质量为m的小物块A静止放在水平面上，另一个质量为M 的物块B以速度v斜向上撞击A。
撞击后，B的速度变为v'，A和B 分离开的速度为v_A和v_B。
求A和B分离开的速度和方向。
解答：根据能量守恒定律：1/2 * m * v^2 + 1/2 * M * v^2 = 1/2 * m * v_A^2 + 1/2 * M * v_B^2化简得：v^2 = v_A^2 + v_B^2然后根据动量守恒定律：m * v = m * v_A + M * v_B利用以上两个方程可以解得A和B分离开的速度v_A和v_B。
大学物理第三章-动量守恒定律和能量守恒定律-习题及答案
即：作用在两质点组成的系统的合外力的冲量等于系统内两质点动量之和的增 量，即系统动量的增量。 2．推广：n 个质点的情况
t2 t2 n n n n F d t ＋ F d t m v mi vi 0 i外 i内 i i i 1 i 1 i 1 i 1 t1 t1
yv 2
同乘以 ydy，得
y 2 gdty y
积分 得
y
0
y
gdty
yvdt( yv)
0
1 3 1 gy ( yv) 2 3 2
因而链条下落的速度和落下的距离的关系为
2 v gy 3
1/ 2
7
第4讲
动量和冲量
考虑到内力总是成对出现的，且大小相等，方向相反，故其矢量和必为零， 即
F
i 0
n
i内
0
设作用在系统上的合外力用 F外力 表示，且系统的初动量和末动量分别用
5
第4讲
动量和冲量
P0 和 P 表示，则
t2 n n F d t m v mi vi 0 i i 外力 t1
F外 dt＝dPFra bibliotek力的效果 关系 适用对象 适用范围 解题分析
*动量定理与牛顿定律的关系 牛顿定律 动量定理 力的瞬时效果 力对时间的积累效果 牛顿定律是动量定理的 动量定理是牛顿定律的 微分形式 积分形式 质点 质点、质点系 惯性系 惯性系 必须研究质点在每时刻 只需研究质点（系）始末 的运动情况 两状态的变化
1
第4讲
动量和冲量
§3－1 质点和质点系的动量定理
实际上，力对物体的作用总要延续一段时间，在这段时间内，力的作用将 积累起来产生一个总效果。下面我们从力对时间的累积效应出发，介绍冲量、 动量的概念以及有关的规律，即动量守恒定律。 一、冲量 质点的动量定理 1．动量：Momentum——表示运动状态的物理量 1）引入：质量相同的物体，速度不同，速度大难停下来，速度小容易停下；速 度相同的物体，质量不同，质量大难停下来，质量小容易停下。 2）定义：物体的质量 m 与速度 v 的乘积叫做物体的动量，用 P 来表示 P=mv 3）说明：动量是矢量，大小为 mv，方向就是速度的方向；动量表征了物体的 运动状态 -1 4）单位：kg.m.s 5）牛顿第二定律的另外一种表示方法 F=dP/dt 2．冲量:Impulse 1）引入：使具有一定动量 P 的物体停下，所用的时间Δt 与所加的外力有关， 外力大，Δt 小；反之外力小，Δt 大。 2）定义： 作用在物体外力与力作用的时间Δt 的乘积叫做力对物体的冲量， 用 I 来表 示 I= FΔt 在一般情况下，冲量定义为
牛顿力学中的能量守恒练习题及
牛顿力学中的能量守恒练习题及解答在牛顿力学中，能量守恒是一个重要的概念。
本文将为您介绍一些与能量守恒相关的练习题，并给出详细的解答过程。
练习题一：一个小车以40 km/h的速度行驶，在行驶过程中突然失去动力。
小车在经过30米之后停了下来，求小车受到的摩擦力大小。
解答：根据能量守恒定律，小车失去动力后，其机械能将保持不变。
在失去动力前的机械能主要来自其动能，即1/2mv^2，其中m为小车质量，v为速度。
在停下后，小车的机械能主要来自其势能，即mgh，其中h为停下的高度，即0。
因此可以得到以下方程：1/2mv^2 = mgh根据题目给出的数据，速度v为40 km/h，转化为m/s得：v = 40 km/h = 40 * 1000 / 3600 m/s ≈ 11.11 m/s代入方程中，可以解得：1/2 * m * (11.11)^2 = m * g * 30化简后得：g ≈ (11.11)^2 / (2 * 30)计算得：g ≈ 20.79 m/s^2因此，小车受到的摩擦力大小为20.79 N。
练习题二：一个小球从高处自由落体，其下落的高度为20米。
小球在落地之后弹起，最高弹起的高度为原高度的一半。
求小球在弹起过程中失去的机械能。
解答：在自由落体过程中，小球的机械能主要来自其势能，即mgh，其中m为小球质量，g为重力加速度，h为下落的高度。
在弹起过程中，小球的机械能主要来自其动能，即1/2mv^2，其中v为弹起的速度，根据题目给出的信息，最高弹起的高度为原高度的一半，即10米。
因此，可以得到以下方程：mgh = 1/2mv^2根据题目给出的数据，下落高度h为20米，最高弹起高度为10米。
代入方程中，可以解得：m * 9.8 * 20 = 1/2 * m * v^2化简后得：v ≈ √(2 * 9.8 * 20)计算得：v ≈ √(392) ≈ 19.8 m/s因此，在弹起过程中，小球失去的机械能为：1/2 * m * (19.8)^2 - 1/2 * m * (0)^2 = 1/2 * m * (19.8)^2计算得：1/2 * m * (19.8)^2 ≈ 195.02 J因此，小球在弹起过程中失去的机械能约为195.02焦耳。
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第四章 能量守恒定律
序号 学号 姓名 专业、班级
一 选择题
[ D ]1. 如图所示，一劲度系数为k 的轻弹簧水平放置，左端固定，右端与桌面上一质量 为m 的木块连接，用一水平力F 向右拉木块而使其处于静止状态，若木块与桌面间的静摩擦系 数为μ，弹簧的弹性势能为 p E ，则下列关系式中正确的是
(A) p E =k m g F 2)(2
μ-
(B) p E =k
m g F 2)(2
μ+
(C) K
F E p 22
=
(D) k
m g F 2)(2μ-≤p E ≤
k
m g F 2)(2
μ+
[ D ]2．一个质点在几个力同时作用下的位移为：)SI (654k j i r
+-=∆
其中一个力为恒力)SI (953k j i F
+--=，则此力在该位移过程中所作的功为
（A ）-67 J （B ）91 J （C ）17 J
（D ）67 J
[ C ]3．一个作直线运动的物体，其速度
v
与时间
t
的关系曲线如图所示。
设时刻1t 至2t 间
外力做功为1W ；时刻2t 至3t 间外力作的功为2W ；时刻3t 至4t 间外力做功为3W ，则
（A ）0,0,0321<<>W W W （B ）0,0,0321><>W W W （C ）0,0,0321><=W W W （D ）0,0,0321<<=W W W
[ C ]4．对功的概念有以下几种说法：
（1） 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。
（2） 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。
（3） 作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作的功的代数和必然为零。
在上述说法中： （A ）（1）、（2）是正确的 （B ）（2）、（3）是正确的 （C ）只有（2）是正确的
（D ）只有（3）是正确的。
[ C ]5．对于一个物体系统来说，在下列条件中，那种情况下系统的机械能守恒？ （A ）合外力为0 （B ）合外力不作功 （C ）外力和非保守内力都不作功 （D ）外力和保守力都不作功。
二 填空题
1．质量为m 的物体，置于电梯内，电梯以 2
1
g 的加速度匀加速下降h ，在此过程中，电梯对物体的作用力所做的功为 mgh 2
1
-。
2．已知地球质量为M ，半径为R ，一质量为m 的火箭从地面上升到距地面高度为2R 处，在此过程中，地球引力对火箭作的功为)1
31(R
R GMm -。
3．二质点的质量各为1m 、2m ，当它们之间的距离由a 缩短到b 时，万有引力所做的功为
)1
1(21b
a m Gm --。
4．保守力的特点是 ________略__________________________________；保守力的功与势能的关系式为______________________________略_____________________. 5．一弹簧原长m 1.00=l ，倔强系数N/m 50=k ，其一端固定
在半
径为R =0.1m 的半圆环的端点A ，另一端与一套在半圆环上的小环相
连，在把小环由半圆环中点B 移到另一端C 的过程中，弹簧的拉力
对小环所作的功为 -0.207
J 。
6．有一倔强系数为
k 的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m 的小球。
先使弹簧为原长，而小球恰好与地接触。
再将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止。
在此过程中外力所作的功
A C
为 k g m 22
2 。
解：设小球刚离开地面时伸长量为0x ，由mg kx =0知k
mg
x =0 在此过程中外力所作的功为
⎰
=
==0
2
202)(21d x k mg x k x x k A
三 计算题
1．一长为l ，质量为m 的匀质链条，放在光滑的桌面上，若其长度的1/5悬挂于桌边下，将其慢慢
拉回桌面，外力需做功为多少?
解：设桌面为重力势能零势面，以向下为坐标轴正向。
在下垂的链条上坐标为x 处取质量元
x l m m d d =，将它提上桌面，外力反抗重力作功 x gx l m gx m A d d d =⋅=，将悬挂部分全部拉到桌
面上，外力作功为：
50
d 5/0
mgl x gx l
m
A l ⎰=
=
2．一质量为m 的质点，仅受到力3r
r k F =的作用，式中k 为常数，r
为从某一定点到质点的矢径。
该质点在0r r =处由静止开始运动，则当它到达无穷远时的速率为多少?。
解：因质点受力3r r k F =是有心力，作功与路径无关，故由动能定理2
022
121d mv mv r F -=⋅⎰ 有：
质点到达无穷远时的速率：0
32d 20mr k m r r r k v r =⋅=⎰∞
3．一人从10m 深的井中提水，起始时桶中装有10kg 的水，桶的质量为1kg ，由于水桶漏水，每升高1m 要漏去0.2kg 的水。
求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。
解：如图所示，以井中水面为坐标原点，以竖直向上为y 轴正方向。
因为匀速提水，所以人的拉力大小等于水桶和水的重量，它随升高的位置变
化而变化，在高为y 处，拉力为
kgy mg F -=
式中 kg 11)110(=+=m ，1m kg 2.0-⋅=k 。
人作功为
)
J (980d )8.92.08.911(d )(d 10
00=⨯-⨯=-==⎰⎰⎰y y y kgy mg y F A h
l。