3.2能量守恒定律及其应用 自主提升过关练（Word版含解析）

3.2能量守恒定律及其应用 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．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
2．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
3．下列说法正确的是（　　）
A．能量的耗散反映出自然界的宏观过程是没有方向性的
B．能量守恒表明，节约能源是无意义的
C．随着科技的发展，永动机是可以制成的
D．能量守恒定律是自然界遵循的普遍规律
4．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
5．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的有效总库容量为，发电过程中上下水库平均水位差为。则下列说法正确的是（　　）
A．若每天发电，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
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
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）约
6．图为一定质量的某种理想气体的p-V图像，图中ba的延线通过坐标原点O，bc垂直于V轴，ac平行于V轴，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体温度不变
B．b→c过程中，气体温度升高
C．c→a过程中，气体放热大于外界对气体功
D．a→b→c→a过程中，气体对外界总功为零
7．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
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．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
10．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
11．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”
12．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
13．下列说法正确的是
A．两个物体只要温度相等，那么它们分子热运动的平均动能就相等
B．在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机
C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
E．1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水内能小些
14．下列说法正确的有（ ）
A．1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多
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．物体温度升高,内能不一定增加
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
15．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
二、解答题
16．试说明下列现象中能量是怎样转化的。
（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，汽车速度越来越慢，最后停下来。
（2）火药爆炸产生燃气，子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，射穿一钢板后速度迅速减慢。
（3）用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。
（4）一个球掉到地上后又弹起来，球弹起来的高度一次比一次低，最后静止在地面上。
17．横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水，太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 ℃.设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率(保留一位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为1.5×1011m)．
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A．克服重力做功，说明重力做负功，重力势能增加，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量转换过程中有损耗，所以“永动机”是不存在的，故B错误；
C．我们要节约能源的根本原因是可利用能源在数量上不断减少，总量不变，故C错误；
D．虽然能量守恒，但能量转化具有方向性，可利用能能源逐渐减少，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
A．根据内能的定义可知，物体内所有分子的平均动能与分子势能的总和叫物体的内能，故A正确；
B．物体宏观的机械能与内能无关，故B错误；
CD．根据热力学第一定律
可知外界对系统做了多少功W，系统的内能不一定增加多少，同理，系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能也不一定增加多少，故CD错误；
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故A错误；热力学第二定律表面，能量虽然守恒，但可利用的品质降低了，故B错误；永动机违背了热力学定律，故是无法制造成功的，故C错误；能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，小到原子世界，大到宇宙天体，只要有能的变化，无论是什么变化，都遵循它，故D正确．故选D.
4．B
【解析】
【详解】
A．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，选项A错误；
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貝有方向性，选项B正确；
C．能量虽然守恒，但有些能量耗散以后就将不能再利用，故要节约能源，C错误；
D．静摩擦力做功，没有机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
A．蓄水池中能用于发电的水的重力势能为
则能源利用效率
A错误；
B．若没有任何阻力，由机械能守恒得
得
由题知，水流下的过程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度小于，故B错误；
C．蓄水池中能用于发电的水的重力势能全部转化为电能，则每天能发电约
故C正确；
D．若重力势能全部转化为电能，平均每天所发电能可供10户居民同时用电时间
由于效率不可能达到100%，可供给10户居民用电时间小于，D错误；
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．a→b过程中，p与V成正比，根据可知，p增大，V增大，可知T升高，故A错误；
B．b→c过程中，V不变，则为常量，又因为p下降，故温度也下降，故B错误；
C．c→a过程中，p不变，为常量，V减小，则T减小，可知气体放热大于外界对气体做功，故C正确；
D．体积增大，气体对外做功，体积减小，外界对气体对做功，p-V图象的图线与横轴围成的面积表示气体对外做功，即三角形abc围城的面积表示对外做的总功，所以气体从a→b→c→a的过程中，气体对外界做功，气体做的总功不为零，故D错误；
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
A、永动机的不可实现，证明了能的转化和守恒定律；故A正确．B、能量是守恒的，但是我们能直接利用的能源却是有限的；故节约能源是必需的；故B错误．C、石油、天燃气都是不可再生能源；故C错误．D、我国煤炭和石油资源虽然很丰富，但我国能源消耗量也是很大的，所以大力开发新能源迫在眉睫；故D错误．故选A．
【点睛】
本题考查对各种能源特点的了解；此题考查的知识点较多，所以要一一仔细的分析；同时要掌握节约能源意义．
8．A
【解析】
根据能量守恒定律，冰箱门打开，电冰箱的压缩机将一直工作下去，消耗的电能全部变成内能散失在室内，因此室内空气温度将升高。
故选A。
9．D
【解析】
【详解】
能量的转化和守恒定律是自然界普遍遵循的一个规律，适用于一切能量和一切物理过程，故D正确，ABC错误；
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
A．用太阳灶烧水是光能转化为内能，故A错误；
B．电灯发光是电能转化为光能，故B正确；
C．核电站发电是核能转化为电能，故C错误；
D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是化学能转化为内能，故D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
A．能量是守恒的，能源是能够提供可利用能量的物质并不是取之不尽．用之不竭的，所以A项错误；
B．能量的耗散是一种形式能转化为另一种形式的能量，能量守恒定律是自然界的规律之一，所以B项错误；
CD．对能源的过度消耗将形成“能源危机”，自然界的能量不变，所以D项错误，C项正确。
故选C。
12．D
【解析】
由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机；绝对零度只能无限接近，不能达到；第一类永动机违背能的转化和守恒定律；自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
【详解】
A．由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机，故A错误；
B．绝对零度只能无限接近，不能达到，故B错误；
C．第一类永动机违背能的转化和守恒定律，不能制造出来，不是违背了热力学第一定律，故C错误；
D．根据热力学第二定律，自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确。
故选D。
13．ACE
【解析】
【详解】
A．温度是平均动能的标志，所以两个物体只要温度相等，那么他们分子热运动的平均动能相等，故A正确；
B．在自然界能的总量是守恒的，由于存在方向性，所以需要我们节约能源，故B错误；
C．根据：
△U=Q+W
热力学第一定律，也可表述为第一类永动机不可能制成，故C正确；
D．热力学第二定律可描述为“在外界做功下，能使热量由低温物体传递到高温物体”，故D错误；
E．由于冰化成水需要吸热，所以1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的内能小些，故E正确。
故选ACE．
【点睛】
考查热力学基本知识，掌握热力学第一、二定律，知识温度是平均动能的标志，理解能量转化需要方向性，强调要节约能源．
14．BCD
【解析】
【详解】
水的摩尔质量为18g/mol，故1g水的分子数为：N=×6×1023=3.3×1022个，远大于地球的总人口数，故A错误；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，取决于分子数密度和平均动能，故B正确；物体内能与温度和体积有关，故物体内能增加，温度不一定升高，故C正确；物体内能与温度和体积有关，物体温度升高，内能不一定增加，故D正确；能量在转化过程中守恒；总能量守恒，但能源可利用的品质是下降的，故我们不可能将失去的能量转化回我们可以利用的能量，故E错误；故选BCD．
点睛：本题考查了阿伏加德罗常数、气体压强的微观意义、内能、能量守恒定律和热力学第二定律，知识点多，难度小，关键是记住基础知识．
15．BC
【解析】
【详解】
A．由图示图象可知，b、c、d、e点的体积V相等，，由查理定律
可知
a→d是等温膨胀过程，则
从a到b、c、d、e过程体积变化量相同，气态对外做功
a→b过程气体压强不变，a→c、a→d、a→e过程压强减小，则a→b过程气体对外做功最多，a→b过程气体温度升高最大，气体内能增加最多，故A正确；
B．a→c过程气体体积增大，气体对外做功，a→c过程气体温度升高，内能增加，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B错误；
C．a→e过程气体温度降低，内能减少，气体体积增大，气体对外做功，气体内能的减少量可能等于气体对外做的功，故C错误；
D．b、c、d、e各状态下气体体积相等，分子数密度相等，即单位体积内的气体分子个数相等，故D正确；
故选BC。
16．（1）机械能转化为内能；（2）机械能转化为内能；（3）见解析；（4）机械能转化为内能
【解析】
【详解】
（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。这一过程，汽车所受的阻力做负功，机械能转化为内能。
（2）火药爆炸产生燃气，化学能转化为内能;子弹在燃气的推动下从枪膛发射出去，推力做功内能转化为机械能;子弹射穿一块钢板，速度减小，阻力做负功，机械能转化为内能。
（3）用柴油机带动发电机发电，化学能转化为机械能，又转化为电能;发电机发电后供给电动水泵抽水，电流做功，电能转化为机械能；电动水泵把水从低处抽到高处，水泵对水做功，使水泵的机械能转化为水的机械能。
（4）球掉落、弹起过程与空气摩擦，并在与地面碰撞过程中属于非弹性碰撞，机械能转化为内能，所以高度越来越低，最后静止在地面上。
17．4×1026 W
【解析】
【详解】
水温升高所吸收的热量设为Q，则
，
设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为，则
太阳向地球表面单位面积上发送的能量功率为
以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为
，
太阳的全部辐射功率为
．
点睛：本题要搞清功率的意义，建立模型，同时在计算中一定要注意单位间的换算关系，同时计算要有耐心才能准确求解．
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