2019-2020学年粤教版选修3-3 3.3能量守恒定律 达标作业（解析版)

3.3能量守恒定律
达标作业（解析版)
1．下列能源属于不可再生能源的是
A．水能
B．风能
C．太阳能
D．天然气
2．下列说法中正确的是（　　）
A．能源开发和利用的过程是内能转化成机械能的过程
B．在能源的利用过程中，能量可利用的品质不会降低
C．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
D．能源的利用受方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
3．100 ℃的水蒸气和等质量0 ℃的冰混合后达到热平衡时为(已知水的汽化热L＝2.26×106 J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105 J/kg)(　　)
A．0 ℃的冰水混合物
B．0 ℃的水
C．高于0 ℃的水
D．100 ℃的水、汽混合物
4．下列说法正确的是（ ）.
A．能量转化和守恒定律只适用于物理学领域，其他学科不适用
B．布朗运动也遵循能量转化和守恒定律
C．生命运动不遵循能量转化和守恒定律
D．只要做功，内能就一定改变
5．下述做法能改善空气质量的是（ ）
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等干净能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
6．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散失的能量重新收集、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不守恒
D．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
7．关于能量，下列说法正确的是 （ ）
A．内能不能转化为动能
B．根据能量守恒定律，能量是取之不尽、用之不竭的
C．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
D．能量不能创造，但可以再生
8．下列说法正确的是
A．物体的内能是所有分子的动能与势能的总和
B．系统内能增加时，一定有外界向系统传递热量
C．电能转化为内能是通过电流做功实现的
D．第-类永动机违背能量守恒定律，不可能制成
9．下列说法正确的是（ ）
A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立
B．热力学第二定律揭示了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
C．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
D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性
10．如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V0，气体最初的压强为；汽缸内壁光滑且缸壁是导热的．开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为p0，重力加速度为g．求：
①活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V；
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定质量理想气体的内能仅由温度决定）．
11．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如图所示．若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大(选无穷远处分子势能为零)?
12．如图所示，一太阳能集热箱里面封闭着一定质量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S。在t时间内集热箱里气体膨胀对外做的功数值为W，其内能增加了△U，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收，求：
①这段时间内集热箱中气体共吸收的热量为________；
②此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率为__________。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A. 水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项A错误；
B. 风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项B错误；
C. 太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项C错误；
D. 天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，选项D正确。
2．D
【解析】
【详解】
A.能源利用是将一种形式的能转化为另一种形式能的转化过程，并不是单纯的应用内能转化成机械能的过程；故A错误.
B.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，因此在能源的利用过程中，能量可利用的品质会降低，故B错误.
C.石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，机械能并没有消失；故C错误.
D.能源在使用中存在品质降低的现象，能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的；故D正确.
3．D
【解析】设水蒸气和冰的质量均为，混合后若水蒸气完全液化成的水，放出的热量，冰完全熔化成的水需吸收的热量， 的水温度上升至需要吸收的热量，因为，可见水蒸气并未完全液化，所以两者混合后达到热平衡时为的水、汽混合物，故选项D正确。
点睛：此题考查了有关热平衡问题，解决此题的关键是掌握水的汽化热及冰的熔解热，计算出水蒸气液化放出的热与冰熔化所需的热比较，得出结论。
4．B
【解析】
【详解】
A．能量守恒定律是自然界中规范应用的规律，不仅仅在物理学领域适用，其他学科都适用。故A错误。
B．布朗运动也遵循能量转化和守恒定律，选项B正确；
C．生命运动也同样遵循能量转化和守恒定律，选项C错误；
D．外界对物体做功，同时物体对外放热，物体的内能不一定变化，故D错误。
故选B.
5．B
【解析】
【详解】
A.以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；
B.利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源（如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等），故B正确；
C.汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，故C错误；
D.使用电动车不会产生污染，故限制使用电动车不能改善空气质量，故D错误。
6．D
【解析】
【详解】
能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来的，其满足能量守恒定律，也符合热力学第二定律，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了。能量耗散反应了涉及热运动的宏观过程都具有方向性，所以A、B、C错误；D正确。
7．C
【解析】
【详解】
内能也能转化为动能，例如内燃机，选项A错误；根据能量守恒定律，能量是取之不尽、用之不竭的，但是可用的能源越来越少，能量虽然守恒，但是有些能量耗散了不能再利用，所以要节约资源，故B错误。在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体，C正确；能量不能创造，也不可以再生，选项D错误.
8．ACD
【解析】
【详解】
A．物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能，故A正确；
B．系统内能增加时，可能是外界对系统做功，也可能是系统吸热，故B错误；
C．电流做功，电能可以转化为内能，即焦耳定律，故C正确；
D．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成，故D正确。
故选ACD。
9．ACD
【解析】
【详解】
热力学第二定律只在一个孤立系统内才成立，它揭示了一切自然过程总是自发的沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，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，热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性，ACD正确。
10．(1) (2)
【解析】
试题分析：①设活塞在B处时的封闭气体的压强为p，活塞受力平衡，则
解得：
由玻意耳定律
解得气体体积
②由于气体的温度不变，则内能的变化，由能量守恒定律可得
活塞下降的高度为
通过缸壁传递的热量
考点：本题经考察了封闭气体压强和热力学第一定律．
11．5×10－23 J
【解析】在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大．动能和势能之和不变，又因为无穷远处分子势能为零，当时分子力为零，分子势能可认为为零，所以当速度为零时，分子势能最大：
即。
点睛：本题考察能量守恒，在只有分子力做功的过程，只有动能和势能转化，分子动能最小时分子势能最大即可求解。
12． ;
【解析】
【分析】
根据能量守恒定律求解集热箱里气体吸收的热量，再求解太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．
【详解】
①设这段时间内集热箱里气体共吸收的热量为E，根据热力学第一定律得：，得到；
②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．