上海市甘泉高中2019-2020学年高中物理好沪科版选修3-3：4.2能量守恒定律的发现历程 学业测评（含解析）

能量守恒定律的发现历程
1．下列说法正确的是_______
A．布朗运动说明了颗粒内分子在做永不停息的无规则运动
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
C．能量既然不会减少，则能源也不会越来越少
D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的
2．如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来．上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（ ）
A．拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加
B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热
C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动
D．小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热
3．下列说法中正确的是（ ）
A．一次能源是可再生能源
B．煤炭、石油、天然气属于常规能源
C．凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化
D．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
4．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
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．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
7．下列说法中正确的是（ ）
A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
B．碎玻璃不能拼在一起，并不是由于分子间存在着斥力
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
E. 在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降
8．下列说法正确的是（ ）
E．绝对零度不可达到
A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
B．悬浮在液体中的固体小颗粒会不停的做无规则的运动，这种运动是分子热运动
C．把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体
D．第二类永动机没有违反能量守恒定律
9．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
10．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
11．下列判断正确的是_______________。
A．“PM2.5”在空气中的运动属于布朗运动
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙
D．人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能
E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
12．下列说法中正确的是（ ）
A．当温度升高时，物体内每个分子热运动的速率都增大
B．露似珍珠月似弓”中，形成球形露珠的原因是液体表面张力的作用
C．分子间的相互作用力随分子间距离的增大而减小
D．第一类永动机不可制成是因为违反了能量守恒定律
E.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
13．下列关于能的转化和守恒定律的认识正确的是( )
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的增加
B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
14．下列说法正确的是________
A．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律
B．液体温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
C．不考虑分子势能，则质量、温度均相同的氢气和氧气的内能也相同
D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
E.物体吸收热量，其内能可能不变
15．下列说法正确的是
A．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律
B．液体温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
C．不考虑分子势能，则质量、温度均相同的氢气和氧气的内能也相同
D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
E.物体吸收热量，其内能可能不变
16．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
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：布朗运动不能说明颗粒内分子在做永不停息的无规则运动，只能间接地说明液体分子是运动的，故选项A错误；当分子间距离在平衡位置逐渐增大时，分子间作用力表现为引力，且逐渐增大，分子势能也增大，故选项B错误；根据能量守恒定律可知，总能量不会减少，但我们可利用的能量却越来越少，所以要节约能源，故选项C错误；气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的，选项D正确。
考点：布朗运动，分子间作用力，能量守恒等。
2．D
【解析】
试题分析：由功能关系知拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加及系统产生的内能，选项A错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加，选项B错误；离开薄纸板前小木块一定一直在做匀加速运动，选项C错误；对于系统，系统的摩擦生热Q=fL1，对于小木块，fL2=ΔEk，可能L2＜L1，故ΔEk＜Q，选项D正确。
考点：本题考查了功能关系。
3．B
【解析】
一次能源用完了就没有了，是不可再生能源，A错误；常规能源是目前大量使用的能源，有煤炭、石油、天然气，B正确；凡是能量守恒的过程可能发生能量的转化，也可能发生能量的转移，C错误；热传递是有方向性的，热量一定自发地从温度高的物体传向温度低的物体，或在外界做功的情况下从温度高的部分传向温度低的部分，D错误．
4．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．
故选B．
5．C
【解析】
试题分析：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；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；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．
考点：本题考查了能源和能量的理解
6．C
【解析】
冰箱只是把冰箱内的热量移到外面，但在绝热的密封舱中，冰箱门打开，整个房间内的热量应该是不变的，由于整个过程中只有电在做功，产生焦耳热，电能转化为内能，根据能量守恒可知室内温度升高了。
故选C。
【点睛】
冰箱、空调等温控设备在调节局部空间温度时，要消耗电能，电能最终转化为内能，使环境温度升高。
7．BDE
【解析】A、设分子平衡距离为，分子距离为r，当，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故选项A错误；
B、碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离无法达到分子间相互作用的距离，故选项B正确；C、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故选项C错误；D、D、液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性，故选项D正确；
E、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，内能减小，温度下降，故选项E正确。
8．ADE
【解析】
解：A、表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力．通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力．故A正确；
B、悬浮在液体中的固体小颗粒会不停的做无规则的运动，这种运动是布朗运动．故B错误；
C、把很多小的单晶体放在一起，就变成了多晶体．故C错误；
D、第二类永动机没有违反能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律．故D正确；
E、理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低．然而，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近．因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失．所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量．故E正确．
故选ADE
【点评】该题考查到热学的多个知识点的内容，其中的表面张力和绝对零度的概念是比较冷僻的概念，学习的过程中要注意不能有知识的死角．
9．ABD
【解析】
【详解】
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，符合题意；
B．分子间距离增大时，分子间的作用力先减小后增大再减小，故先做正功后做负功，故B错误，符合题意；
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，不符合题意；
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，符合题意；
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，不符合题意。
故选ABD。
10．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．同一种液体的饱和蒸汽压仅仅与温度有关，液体的温度越低，其饱和汽压越小．故A正确．
B．酒精沿灯芯向上升的现象与毛细现象有关，故B正确．
C．纳米材料的颗粒半径的数量级是nm，不一定就是1nm，故C错误．
D．物理性质表现为各向同性的固体不一定是非晶体，也有可能是多晶体．故D错误．
E．第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故E正确．
故选ABE．
11．ADE
【解析】
【详解】
A．“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是分子团的运动，属于布朗运动，A正确；
B．潮湿时，空气的相对湿度较大，干燥时，空气的相对湿度较小，但绝对湿度大小不能确定，B错误；
C．用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，C错误；
D．人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．所以可利用的能源会逐渐减小，D正确；
E．一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，E正确。
故本题选ADE。
12．BDE
【解析】
【详解】
A.当温度升高时，分子热运动的平均动能增大，即平均速率增大，但并不意味着物体内每个分子的热运动速率都增大，故A错误；
B.形成球形露珠的原因是液体表面张力的作用，故B正确；
C.若初始时分子间距离小于r0，分子间的作用力表现为斥力，随分子间距离的增大先减小到零；当分子间距离大于r0后，分子间的作用力表现为引力，随分子间距离的增大先增大，再减小，故C错误；
D.第一类永动机不可制成是因为违反了能量守恒定律，故D正确；
E.气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞容器壁产生的，故其本质就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故E正确。
故选BDE.
13．ABC
【解析】
【详解】
根据能量守恒定律得知，能量不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体上转移到另一个物体上，故某种形式的能减少，其它形式的能一定增加，某个物体的能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其它物体的能量增加，AB正确；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器--永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的，C错误；石子从空中落下，最后静止在地面上，石子的机械能转化为了内能，能量并没有消失，故D错误．
14．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律，选项A正确；
B．液体温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，选项B正确；
C．不考虑分子势能，质量、温度均相同的氢气和氧气分子的平均动能相同，但是因分子数量不同，则内能不相同，选项C错误；
D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子运动占据的空间的体积，气体分子间距较大，不能算出气体分子的体积，选项D错误；
E．物体吸收热量，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能可能不变，选项E正确；
故选ABE.
15．ABE
【解析】
【详解】
A．第一类永动机不可能制成，因为违背了能量守恒定律，故A正确；
B．液体温度越高、悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，故B正确；
C．不考虑分子势能，则质量、温度均相同的氢气和氧气，虽然分子平均动能相同，但因含有的分子数量不同，则它们的内能不相同，故C错误；
D．知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以算出气体分子运动占据的空间的体积，故D错误；
E．根据热力学第一定律，物体吸收热量，若气体向外放热，则其内能可能不变，故E正确。
故选ABE．
16．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．若气体的内能不变，则气体的温度不变，但是压强和体积不一定不变，故A错误；
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，故B正确；
C．物体内能增加，可能是分子势能增大，温度不一定升高，例如0℃的冰化成0℃的水，故C正确；
D．液晶最主要的特点是具有电光效应：液晶的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制，即光学性质会随所加电场的变化而变化，故D正确；
E．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.