粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 能量守恒定律及其应用课堂检测

3.2能量守恒定律及其应用基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．17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

2． “第一类永动机”不可能被制造成功是因为违反了以下哪一个规律

A．能量守恒定律 B．机械能守恒定律

C．牛顿第二定律 D．万有引力定律

3．如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，则下面有关能的转化的说法中正确的是（　　）

A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能

B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的势能

C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能

D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能

4．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

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”

6．一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

7．20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

8．关于系统的内能，下述说法中正确的是（       ）

A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能

B．一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化

C．外界对系统做功W，系统的内能增加

D．系统从外界吸收了热量Q，系统的内能增加

9．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

10．高空形成的冰雹加速下落，并有部分熔化，以下说法中不正确的是（　　）

A．只有重力做功，冰雹下落时机械能守恒

B．冰雹的势能转化为冰雹的动能

C．冰雹的内能增大

D．冰雹的机械能不守恒

11．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为（　　）

A． B． C． D．

12．下列关于能量转化现象的说法，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和内能

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

13．以下关于能量和能源的认识，正确的是（  ）

A．“永动机”违反了能量的转化和守恒定律

B．因为能量不会消失，所以我们没必要节约能源

C．石油、天燃气都是自然界自主生成的可再生能源

D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源

14．下列说法中正确的是（　　）

A．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加

B．能量耗散表明，能量的总量并不守恒

C．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的

D．随着科技的发展，永动机是可以制成的

15．日常生产、生活处处离不开电能，下列哪些发电方式会造成较大环境污染（　　）

A．太阳能发电 B．煤炭发电

C．风力发电 D．水力发电

二、填空题（共4题）

16．太阳能的利用技术主要有：______、______、______。

17．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图像如图所示，图中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”）。

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_______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，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．太阳能的光热转化是目前技术最为成熟、应用最广泛的太阳能利用形式，从有关资料获悉，在晴天时，垂直于阳光的地球表面接收到的光辐射为。如图所示，有一台太阳能热水器，可将接收到的光辐射的50%用来升高水温，如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2m2，晴天晒1h，其水箱中50kg水的温度能升高多少摄氏度？[水的比热容]

21．某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率，制作了一直径0.2 m的0 ℃的冰球，在环境温度为0 ℃时，用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧测力计下放在太阳光中．经过40 min后弹簧测力计示数减少了3.49 N．请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在某一单位面积上的辐射功率．冰的熔化热为3.35×105 J/kg.

22．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。

23．太阳能是个巨大的能源，其总辐射功率为，即每秒钟向周围空间辐射的热量相当于的标准煤完全燃烧时放出的能量，请计算出这些能量为多少？

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．D

5．C

6．C

7．D

8．A

9．B

10．A

11．C

12．B

13．A

14．A

15．B

16．     太阳能热水器     太阳能蒸发淡化海水     太阳能发电

17．     放热；     减小；     不变；

18．     =     >

19．        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）

20．20.6

21．1.58×103W/m2

22．

23．