高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 第3节 能量守恒定律练习(含答案)

能量守恒定律练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将如何变化（）A．降低B．升高C．不变D．无法确定2．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3．17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。

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4．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5．物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（）A．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验证实了万有引力定律B．能量耗散说明能量在不停地减少，能量不守恒C．相对论的创立表明经典力学在一定范围内不再适用D．能量守恒说明人类不用担心能源的减少，不必节约能源6．下列说法正确的是A．能量耗散的说法与能量守恒定律是互相矛盾的B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，将势能转化为内能，温度升高C．彩色液晶显示器利用了液晶的电学性质具有各向异性的特点D．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力7．一台冷暖两用型空调铭牌上标有“输入功率1kW ，制冷能力41.210kJ /h ⨯，制热能力41.4410kJ /h ⨯”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41.4410kJ ⨯8．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站.三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m ，用于发电的水流量约为431.010m /s ⨯.如果通过水轮机以后水的动能忽略不计，水流减少的机械能有90%转化为电能，按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大数量级最接近A ．1010WB ．108WC ．107WD ．105W9．某次蹦极时，跳跃者站在悬崖的平台上，把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处，然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去，仿若掉入无底洞，整个心脏仿佛要跳出，约5s 时突然往上反弹，反复持续4~5次，定神一看，自己已安全悬挂于半空中。

在人从跳出到静止的过程中（ ）A ．只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变B ．减少的机械能转化为其他形式的能，转化过程中能的总量减少了C ．减少的机械能转化为其他形式的能，转化过程中能的总量是守恒的D ．其他形式的能转化为机械能，转化过程中能的总量增加10．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 11．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确．．．的是（ ）A．做功可以改变物体的内能B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变12．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二、多选题13．以下说法正确的是____________A．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能大B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．1g 100 ℃水的内能小于1g 100 ℃水蒸气的内能D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E.第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律14．下列说法正确的是_______A．液体的温度越低.其饱和汽压越小B．酒精灯中的酒精能沿灯芯向上升，这与毛细现象有关C．纳米材料的颗粒半径一定是D．具有各向同性的固体一定是非晶体E.第一类永动机违反了能量守恒定律15．下列说法正确的有（）A．若气体的内能不变，其状态也一定不变B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C．物体内能增加，温度不一定升高D．液晶的光学性质会随所加电场的变化而变化E.能量在转化过程中守恒，所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量，以解决能源需求问题16．关于气体、液体和固体的性质，下列描述正确的是__________A．水黾可以在水面上浮起来由于液体表面张力的作用C．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，是非晶体D．气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关E.悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡17．关于热力学定律，下列说法中正确的是( )A．对物体持续降温冷却后也不可以把它的温度降为绝对零度B．三个系统a、b、c，若a与b内能相等，b与c内能相等，则根据热平衡定律，a与c接触时一定不会发生热传递C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．自然界的能量是守恒的，所以我们可以不必节约能源E.一定量的理想气体经过绝热压缩，其内能一定增大18．关于能量转化的说法中正确的是（）A．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能B．电流通过电阻丝使电能转化为内能C．内燃机的做功冲程是内能转化为动能D．煤炭燃烧的过程中能量不守恒19．如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。

已知a→d是等温膨胀过程，则对于图中所示的4个过程中，以下说法中错误的是（）A．a→b过程气体对外做功最多，内能增加也最多B．a→c可能既不吸热也不放热C．a→e过程气体内能的减少量不可能恰好等于气体对外做的功D．b、c、d、e各状态下，单位体积内的气体分子个数都相同20．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用。

下列关于能量耗散的说法中正确的是（）A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒参考答案1．B【详解】冰箱消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看成一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，系统内部无法使系统总能量发生变化。

但系统消耗电能增加了系统的总能量，根据能量守恒定律，系统增加的能量转化为内能使房间的温度升高。

故选B。

2．D【解析】以活塞为研究对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，横截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)．W 为正，ΔU必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F弹′＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，故D正确ABC错误．3．D【详解】维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。

铁球上升过程中，磁场力对铁球做正功，使铁球增加了机械能；但铁球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现。

故选D。

4．D【详解】如果忽略摩擦，那么铁球返回斜坡底端Q时速度为零，无法对外做功，如果在返回的过程中对外做功了，将无法返回到底端Q。

所以该“永动机”不可以实现。

故选D。

5．C【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，并通过月地检验证实了万有引力定律，故A错误；B．能量耗散是指能量的可利用率越来越少，但是仍然遵守能量守恒定律，故B错误；C．相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故C正确；D．能量守恒，但是随着可利用能源的使用，能量的可利用率越来越少，故要节约能源，故D错误。

故选C。

6．D【分析】能量的耗散只是能量的品质降低，并不违背能量守恒定律；根据热力学第一定律理解问题；液晶具有光学各向异性；熟悉表面张力形成的原因。

【详解】A．能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，所以能量耗散与能量守恒不矛盾，故A错误；B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，而热传递很小，则根据热力学第一定律得知：轮胎内气体内能突然减小，温度降低。