课时测评14 能量守恒定律及其应用-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（粤教版2019）

课时测评14　能量守恒定律及其应用 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题4分，共44分) 1.在下列家用电器中，把电能主要转化为机械能的是(　　) A．吸尘器 B．充电器 C．电水壶 D．电烤箱 答案：A 解析：吸尘器装备有电动机，能够把电能转化为机械能；充电器是变压器，是升高或者降低电压的装置；电水壶是把电能转化为内能的电器；电冰箱是把热量从低温物体转移到高温物体的装置，同时会产生热量。故选A。 2．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动，在这一过程中(　　) A．汽车的机械能守恒 B．汽车的动能和势能相互转化 C．机械能逐渐转化为内能，总能量逐渐减少 D．机械能逐渐转化为内能，总能量不变 答案：D 解析：汽车在关闭发动机后能匀速运动，说明汽车和斜坡之间一定有摩擦力作用，所以汽车的机械能不守恒，一部分机械能转化为内能，但能量的总量保持不变，故D正确。 3．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与内能 C．冰雹的内能增大 D．冰雹的机械能不守恒 答案：A 解析：除了重力做功，还有阻力做功，所以冰雹下落时机械能不守恒，A错误，D正确；冰雹的势能转化为冰雹的动能与内能，B、C正确。故选A。 4．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．能量守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变 答案：BCD 解析：能量守恒定律是自然界中最普遍的基本定律，所有能量转化和转移的过程都遵从能量守恒定律，A错误，B、C、D正确。 5．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为(　　) A．它不符合机械能守恒定律 B．它违背了能量守恒定律 C．暂时找不到理想的材料 D．暂时找不到合理的设计方案 答案：B 解析：第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律，故B正确，A、C、D错误。 6．(多选)下列说法正确的是(　　) A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 B．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的 D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生 答案：BC 解析：第一类永动机违反能量守恒定律，是不可以制成的，A错误；根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，B正确；“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误。 7.网络上有人做了一个与电磁感应相关的实验，如图所示，他把一个线圈放置在支架上，旁边放置一个磁铁，用手转动线圈后，线圈就会一直运动下去，演示得有板有眼。这是一种假象，我们应该用科学的物理观念认识此实验，显然它违背了(　　) A．法拉第电磁感应定律 B．电阻定律 C．欧姆定律 D．能量守恒定律 答案：D 解析：用手转动线圈后，线圈才能一直运动下去，同时，线圈中会产生感应电流，即产生电能，违背了能量守恒定律。故选D。 8.如图是中国古代玩具饮水鸟，饮水鸟的头和躯体分别为两个薄壁玻璃球，其间以一个玻璃管连接，内部装有易挥发的液体。其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发会吸收头部空气中的热量，使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前面的运动。A、B是鸟上两点，下列说法正确的是(　　) A．A、B两点的向心加速度大小相同 B．A、B两点的线速度大小不同，角速度大小相同 C．此过程虽然不违反能量守恒定律，但不可能发生 D．此过程违反能量守恒定律，但可能发生，说明第一类永动机可以制成 答案：B 解析：根据同轴转动角速度相等可知，A、B两点的角速度大小相同，A点半径大，根据v＝ωr可知线速度较大，故B正确；A点半径大，根据a＝ω2r可知加速度较大，故A错误；由题意可知，饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，此过程不违反能量守恒定律，可能发生，故C、D错误。故选B。 9.(多选)(2023·广东广州高二期中)内燃机的做功过程是气缸内高温高压气体的膨胀过程，如图所示。对这一过程气缸内的气体，下列叙述正确的是(　　) A．气体对外做功，部分内能转化为机械能 B．气体的分子势能减少 C．气体从外界吸收热量 D．气体的温度下降 答案：AD 解析：气体膨胀过程体积变大，则气体对外做功，部分内能转化为机械能，选项A正确；气体分子间作用力很小，分子势能很小，认为不变，故B错误；气体体积变大，对外做功，又由于此时气体的温度要大于环境和缸套的温度，气体对外做功的同时会放出热量，气体的内能会减小，气体的温度会降低，故C错误，D正确。 10.如图为冲击摆实验装置，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 答案：D 解析：子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另一部分动能变成沙箱和子弹的机械能，之后共同摆起一定高度的过程中机械能守恒，不再有机械能转化为内能。故选D。 11.风力发电是一种环保的电能获取方式。如图为某风力发电站外观图。假设当地水平风速约为10 m/s，该风力发电站利用风的动能转化为电能的效率约为20%，风力发电机的叶片长度为10 m，空气的密度为1.29 kg/m3，某工厂用电的功率为320 kW，则用这样的风力发电机为该工厂供电，大约需要风力发电机的数量为(　　) A．6 B．8 C．10 D．12 答案：B 解析：叶片旋转所形成的圆面积为S＝πL2，时间t内通过该圆面积的风柱体积为V＝Svt＝πL2vt，风柱的质量为m＝ρV＝ρπL2vt，风柱的动能为Ek＝mv2＝ρπL2v3t，风的动能转化成的电能为E＝ηEk＝ηρπL2v3t，发电的电功率为P＝＝ηρπL2v3＝×0.2×1.29×3.14×102×103 W≈41 kW，故需要n＝≈8台这样的风力发电机，B正确。 12.(8分)如图所示，一个绝热气缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在在活塞上方加一质量为15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体内能的增加量(g取10 m/s2，忽略大气压力及摩擦阻力的影响)。 答案：20 J 解析：由能量守恒定律可知，内能的增加量等于活塞和物体重力势能的减少量，则ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2 J＝20 J。 13．(8分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积为S＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 ℃，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试估算出太阳向地球表面辐射能量的功率。(提示：Q＝cmΔt) 答案：8.3×1016 W 解析：太阳辐射到水中的能量Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J≈3.7×103 J，则太阳在3 min内向地球表面辐射的能量Q总＝·πR2＝×3.14×(6 400×103)2 J≈1.49×1019 J，则辐射功率P＝＝ W≈8.3×1016 W。 学科网（北京）股份有限公司 $$