同步课时精练（十一）3.2能量守恒定律及其应用（含解析）

同步课时精练（十一）3.2 能量守恒定律及其应用（后附解析）
一、单选题
1．关于能量耗散，下列说法正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上越来越少
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
2．下列说法中正确的是（　　）
A．自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的
B．电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置
C．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的
D．能量耗散表明自然界的能量总和在不断减少
3．下列关于能量守恒定律的认识，不正确的是（　　）
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．对物体做功，物体的内能可能减小
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了
4．下列说法正确的是（　　）
A．单晶体有确定的熔点，而多晶体没有确定的熔点
B．水和空气接触处形成“表面层”，其中的水分子距离大于水内部分子距离
C．给自行车打气时，向下压越来越费力，原因是要克服气体分子间的斥力作用
D．教材中的“饮水小鸭”实验说明“永动机”可以制成
5．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
6．下列说法正确的是( )
A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零
C．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105J
D．第一类永动机违反了热传导的方向性
7．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．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源
8．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在气值中，气缸和活塞的绝热性、密封性良好。初始时，气体的压强、温度与外界大气相同。现接通电热丝加热气体，活塞缓慢向右移动，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则该过程中（　　）

A．气体压强增大
B．气体分子的平均动能不变
C．气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
D．气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数增加
9．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、天然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
二、多选题
10．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则（　　）
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量
D．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低
11．下列叙述不正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的运动，说明分子在永不停息地做无规则运动
B．分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增大
C．自然界中与热现象有关的自发的能量转换过程具有方向性，虽然能量守恒，但能量品质在下降
D．相同质量的两种气体，温度相同时内能相同
E．物体温度越高，分子平均动能越大
12．下列有关说法中正确的是（　　）
A．用阿伏加德罗常数和某种气体的密度，就可以求出该种气体的分子质量
B．“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律
C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越快
三、解答题
13．文艺复兴时期，达·芬奇制造的永动机装置如图所示。他认为右边的重球比左边的重球离轮心更远些，两边不均衡的作用会使轮子沿箭头方向转动不息。请问该装置属于第几类永动机，并请说明这类永动机为什么不能成功。
14．太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4kW，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温为20℃、质量为5kg的水在1200s内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少？（设太阳灶的总效率为50%）
15．如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B．求：
（1）若此过程气体吸收热量为Q，求此过程气体内能增量△U；
（2）活塞刚移动到B时，缸内气体温度TB。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：能量耗散是不可避免的，但是能量耗散也遵守能量守恒定律。
答案：D。
2．C
解析：A．自然界的能量的总和是守恒的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会的发展有很大的意义，故A错误；
B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误；
C．电能通过电场力做功，把电能转化为其它形式的能量，故C正确；
D．能量耗散是针对一个系统（或一个物体）而言，能量在自然界中是守恒的，故D错误。
答案：C。
3．D
解析：A．根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加，故A正确；
B．某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其他物体的能量增加，故B正确；
C．对物体做功，但若物体同时向外界放热，物体的内能可能减小，故C正确；
D．石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误。
答案：D。
4．B
解析：A．单晶体有确定的熔点，多晶体也有确定的熔点，选项A错误；
B．水和空气接触处形成“表面层”，其中的水分子距离大于水内部分子距离，分子力表现为引力，选项B正确；
C．给自行车打气时，向下压越来越费力，原因是大气压作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项C错误；
D．教材中的“饮水小鸭”实验违背能量守恒定律，即该“永动机”不可以制成，选项D错误。
答案：B。
5．B
解析：A．做功和热传递都可以改变物体的内能，故A说法正确，不符合题意；
B．热传递是不同物体间的内能相互转移，故B说法错误，符合题意；
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化，故C说法正确，不符合题意；
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能，但是因为机械之间存在摩擦，摩擦生热，所以有一部分电能转化为内能，而这部分的能量转化是我们不需要的，所以可以称这部分能量损耗了．根据能量守恒定律，自然界中所有能量的总量保持不变，故D说法正确，不符合题意．
答案：B．
6．A
解析：A、根据热力学第二定律知：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A正确．B、分子处于永不停息的无规则运动之中，物体的温度为0℃时，其分子平均动能不为零；B错误．C、根据热力学第一定律公式△U=W+Q知，W=+4.5×105J，△U=+3.5×105J，解得Q=-1.0×105J，即空气向外界放出热量1.0×105J，C错误．D、第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，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， D错误．答案：A．
点拨：本题考查了热力学定律、内能、布朗运动等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点即可解答．
7．C
解析：AC．在阳光的照射下、太阳能小风扇快速转动，是太阳能转化成机械能，故A错误，C正确；
B．不消耗能量的永动机违背能量守恒定律，不能制造，故B错误；
D．能量不是取之不尽的，并且有些能量目前我们还无法利用，从而需要节约能源，故D错误。
答案：C。
8．C
解析：A．活塞向右运动，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则整个过程属于等压变化，气体压强与外界大气压强大小相等，保持不变，故A错误；
B．由于气体温度升高，气体内能升高，则气体分子的平均动能升高，故B错误；
C．活塞向右移动，气体对外做功，根据热力学第一定律
气体内能升高可知气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故C正确；
D．气体压强取决于气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数和每次撞击活塞的平均作用力，气体分子的平均动能升高，即气体分子的速度增大，则每次撞击活塞的平均作用力增大，而气体压强不变，则气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数减少，故D错误；
答案：C。
9．A
解析：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、天然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．答案：A．
点拨：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．
10．AC
解析：热平衡条件是温度相等，热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体；不和外界交换热量，在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，故A、C正确，B、D错误。
答案：AC。
11．ABD
解析：A．布朗运动是悬浮小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误；
B．当分子间距从小于平衡间距到大于平衡间距时，随着分子间距离增大，分子间的作用力先减小后增大再减小，分子力先做正功后做负功，故B错误；
C．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化，故C正确；
D．内能是分子的动能和势能之和，当温度相同时，分子的平均动能相同，但分子个数可能不同，所以相同质量的两种气体，温度相同时，内能不同，故D错误；
E．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则分子的平均动能越大，故E正确。
答案：ABD。
12．BC
解析：A．用阿伏加德罗常数和某种气体的密度，加气体的摩尔质量，才能求出该种气体的分子质量，故A错误；
B．“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律，故B正确；
C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故C正确；
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故D错误。
答案：BC。
13．第一类永动机，见解析
解析：该装置属于第一类永动机，这一设计不可能成功，因为它设想的是不消耗任何能量却能永远转动的机械，这一设想违反了能量守恒定律，是第一类永动机。
14．1.6m
解析：设凹面镜的直径为d，在t＝1200s内太阳辐射到凹面镜的能量
E＝Pt·S＝×3.14d2×1400×1200＝1.3188×106d2
根据能量守恒可知
50%E＝c水mΔt
即
1.3188×106d2×50%＝4.2×103×5×（100－20）
解得
d≈1.6m
15．（1）Q－0.1p0V0；（2）363K
解析：（1）由热力学第一定律解得
（2）活塞由A移动到B的过程中，先做等容变化，后做等压变化。由气态方程得
＝
＝
解得
TB＝363K
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