专题3.3 能量守恒定律（三大题型）-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第三册）

专题3.3 能量守恒定律（三大题型） 知识点1 能量守恒定律 题型一：能量守恒定律的内容 题型二：第一类永动机对于热力学第一定律的违反 题型三：能量守恒定律在科技中的应用 作业 巩固训练 能量守恒定律 知识点1 一、能量守恒定律 1、能量的存在形式及转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动对应机械能，分子的热运动对应内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如：煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能等。 2、内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。 与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。 3、意义 找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性。 突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法。能量守恒定律与细胞学说、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。 具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。 4、能量守恒定律中的“转化”和“转移” 某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 二、第一类永动机 1、定义 人们把设想中的不消耗能量的机械叫做第一类永动机，第一类永动机是不可能制成的。 2、特点 这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。 3、不可造的原因 违背了能量守恒定律。如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2＜U1，则W＜0，系统对外做功是要以内能减少为代价的，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下，是不可能的。 【易混易错警示】 第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。 第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成。 题型一：能量守恒定律的内容 【典例1-1】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” 【变式1-1】如图所示为冲击摆实验装置，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 题型二：判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 【典例1-2】如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水。A、B是鸟上两点，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 【变式1-2】大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　） A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题 B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现 C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现 D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现 题型三：计算系统内能改变、吸放热及做功 【典例1-3】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 【变式1-3】下面几幅图中，有关功与内能的说法中正确的是(    ) A．图1中迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明热传递可以使物体的温度升高 B．图2中重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C．图3中降落的重物使发电机发电，电流对水做功使水的温度升高 D．做功和热传递都可以使物体的内能增加 多选题 1．下列说法正确的是（　　） A．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 B．水黾能够停在水面上，是由于受到浮力 C．一定质量的100℃水变成100℃的水蒸气，其分子势能一定增加 D．第一类永动机不可能制成，这是因为第一类永动机不符合能量守恒定律 2．关于热力学及其相关现象，下列说法正确的是（　　） A．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 B．气体对器壁的压强是由气体分子之间的排斥力产生的 C．一定质量的理想气体发生绝热压缩，气体分子的平均动能增大 D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E．其他形式的能量在向内能转化过程中存在“能量耗散”，所以能的总量减少了 3．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．做功和热传递都能改变系统的内能 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．一定质量的某种理想气体，从外界吸收热量，其温度一定升高 D．一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，内能一定增大 E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 4．构建节约型社会体现在生活的方方面面，自动充电式电动车就是很好的一例：将电动车的前轮装上发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车滑行时，就可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭充电装置，让车自由滑行，其动能随位移的变化关系如图线①所示，第二次启动充电装置，其动能随位移的变化关系如图线②所示，则（　　） A．电动车受到的摩擦阻力为 B．电动车受到的摩擦阻力为 C．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是 D．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是 5．关于能的转化与守恒定律的下列说法正确的是 A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体 B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化 C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少 D．能的转化与守恒定律证明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失 6．下列关于第一类永动机的说法正确的是（　　） A．永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器 B．永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律 C．永动机不能制成的原因是技术问题 D．永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 7．下列关于第一类永动机的说法正确的是（　　） A．第一类永动机是不消耗任何能量却源源不断地对外做功的机械 B．第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第二定律 C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题 D．第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 8．根据能量转化和转移的方向性，下列判断正确的是（　　） A．电流的电能不可能全部转化为内能 B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化为电能 C．热机中，燃气的内能不可能完全转化为机械能 D．能量不能被创造或被消灭 9．下面设想符合能量守恒定律的是（　　） A．利用永久磁铁间的作用力可以制造一台永远转动的机器 B．做一条利用风能逆水航行的船 C．通过太阳照射使飞机起飞 D．不用任何燃料，河水就一定不能升温 10．空调市场上有很多变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5~7倍。空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动。这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电。阅读上述介绍后，以下说法合理的是（　　） A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律 B．变频空调运行中做功少，转化能量多 C．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电 D．变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3.3 能量守恒定律（三大题型） 知识点1 能量守恒定律 题型一：能量守恒定律的内容 题型二：第一类永动机对于热力学第一定律的违反 题型三：能量守恒定律在科技中的应用 作业 巩固训练 能量守恒定律 知识点1 一、能量守恒定律 1、能量的存在形式及转化 各种运动形式都有对应的能：机械运动对应机械能，分子的热运动对应内能，还有诸如电磁能、化学能、原子能等。 各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化，例如：煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能等。 2、内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。 与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的，例如，物体的机械能守恒，必须是只有重力做功；而能量守恒定律是没有条件的，它是一切自然现象都遵守的基本规律。 3、意义 找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性。 突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法。能量守恒定律与细胞学说、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。 具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。 4、能量守恒定律中的“转化”和“转移” 某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 二、第一类永动机 1、定义 人们把设想中的不消耗能量的机械叫做第一类永动机，第一类永动机是不可能制成的。 2、特点 这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。 3、不可造的原因 违背了能量守恒定律。如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2＜U1，则W＜0，系统对外做功是要以内能减少为代价的，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下，是不可能的。 【易混易错警示】 第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。 第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成。 题型一：能量守恒定律的内容 【典例1-1】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” 【答案】C 【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，故A错误； B．能量的耗散是一种形式能量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，故B错误； C．开发新能源，是缓解能源危机的重要途径，故C正确； D．对能源的过度消耗将形成“能源危机”，但自然界的能量不变，故D错误。 故选C。 【变式1-1】如图所示为冲击摆实验装置，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 【详解】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，然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。 题型二：判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况 【典例1-2】如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水。A、B是鸟上两点，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 【详解】B．根据同轴转动角速度相等知，A、B两点的角速度大小相同，根据知A点半径大，线速度较大，故B正确； A．根据知A点半径大，加速度较大，故A错误； C．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，重复前方的运动，即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错误； D．此过程不违反能量守恒定律，可能发生，说明第一类永动机不可以制成，故D错误。 故选B。 【变式1-2】大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　） A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题 B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现 C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现 D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现 【答案】D 【详解】根据上述，维尔金斯“永动机”不消耗能量，又能源源不断对外做功，这是第一类永动机，其违背了能量转化和守恒定律，不可能实现。 故选D。 题型三：计算系统内能改变、吸放热及做功 【典例1-3】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 【答案】C 【详解】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。 【变式1-3】下面几幅图中，有关功与内能的说法中正确的是(    ) A．图1中迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明热传递可以使物体的温度升高 B．图2中重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高 C．图3中降落的重物使发电机发电，电流对水做功使水的温度升高 D．做功和热传递都可以使物体的内能增加 【答案】D 【详解】图1中迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明做功可以改变物体的内能，使物体的温度升高，选项A错误；图2中重物下落带动叶片转动，由于叶片对水做功而使水的温度升高，选项B错误；图3中降落的重物使发电机发电，电流产生热量，向水传递热量使水的温度升高，选项C错误；做功和热传递都可以使物体的内能增加，选项D正确；故选D. 多选题 1．下列说法正确的是（　　） A．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 B．水黾能够停在水面上，是由于受到浮力 C．一定质量的100℃水变成100℃的水蒸气，其分子势能一定增加 D．第一类永动机不可能制成，这是因为第一类永动机不符合能量守恒定律 【答案】CD 【详解】A．分子的热运动永远不会停止，则当水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，选项A错误； B．水黾能够停在水面上，是由于受到表面张力作用，选项B错误； C．一定质量的100℃水变成100℃的水蒸气，要吸收热量，但是分子的平均动能不变，则其分子势能一定增加，选项C正确； D．第一类永动机不可能制成，这是因为第一类永动机不符合能量守恒定律，选项D正确。 故选CD。 2．关于热力学及其相关现象，下列说法正确的是（　　） A．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 B．气体对器壁的压强是由气体分子之间的排斥力产生的 C．一定质量的理想气体发生绝热压缩，气体分子的平均动能增大 D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E．其他形式的能量在向内能转化过程中存在“能量耗散”，所以能的总量减少了 【答案】ACD 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体的微粒所做的永不停息的无规则运动，故PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，A项正确； B．气体对器壁的压强是由气体分子对器壁的频繁碰撞产生的，B项错误； C．一定质量的理想气体发生绝热压缩，体积减小，压强增大，温度升高，气体的分子平均动能增大，C项正确； D．相对湿度为水蒸气的实际压强与相同温度下水的饱和汽压的比值的百分数，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压，D项正确； E．能量耗散是指集中度较高的能量转化为分散形式的能量的过程，但不能使能的总量减少，因而不违反能量守恒定律，E项错误。 故选ACD。 3．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．做功和热传递都能改变系统的内能 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．一定质量的某种理想气体，从外界吸收热量，其温度一定升高 D．一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，内能一定增大 E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 【答案】ABD 【详解】A．做功和热传递都能改变系统的内能，A正确； B．空调机在制冷过程中，由于消耗一定的电能，故从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，B正确； C．一定质量的某种理想气体，从外界吸收热量，若同时对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，C错误； D．一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，由 可知，温度一定升高，故内能一定增大，D正确； E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，使分子势能增大，故内能增大，E错误。 故选ABD。 4．构建节约型社会体现在生活的方方面面，自动充电式电动车就是很好的一例：将电动车的前轮装上发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车滑行时，就可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭充电装置，让车自由滑行，其动能随位移的变化关系如图线①所示，第二次启动充电装置，其动能随位移的变化关系如图线②所示，则（　　） A．电动车受到的摩擦阻力为 B．电动车受到的摩擦阻力为 C．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是 D．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是 【答案】AC 【详解】AB．当关闭充电装置，让车自由滑行时，电动车的动能全部用来克服摩擦力做功，转化为内能，有 解得 B错误A正确； CD．当启动充电装置滑行时，电动车的动能一部分克服摩擦力做功，另一部分转化为蓄电池的电能，根据能量守恒有 故 D错误C正确。 故选AC。 5．关于能的转化与守恒定律的下列说法正确的是 A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体 B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化 C．一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少 D．能的转化与守恒定律证明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失 【答案】BCD 【详解】A．能量不仅能从一种形式转化为另一种形式，而且也能从一个物体转移到另一物体，例如热传递，A错误； BCD．根据能量守恒定律可知，能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化，一个物体能量增加了，必然伴随着别的物体能量减少。能的转化与守恒定律证明了能量既不会凭空产生也不会凭空消失。BCD正确。 故选BCD。 6．下列关于第一类永动机的说法正确的是（　　） A．永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器 B．永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律 C．永动机不能制成的原因是技术问题 D．永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 【答案】AD 【详解】永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因，而不是因为技术问题。 故选AD。 7．下列关于第一类永动机的说法正确的是（　　） A．第一类永动机是不消耗任何能量却源源不断地对外做功的机械 B．第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第二定律 C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题 D．第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律 【答案】AD 【详解】第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因。选项A、D正确，选项B、C错误。 故选AD。 8．根据能量转化和转移的方向性，下列判断正确的是（　　） A．电流的电能不可能全部转化为内能 B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化为电能 C．热机中，燃气的内能不可能完全转化为机械能 D．能量不能被创造或被消灭 【答案】BCD 【详解】ABC．根据能量转化和转移的方向性可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的电能可全部转化为内能（由电流热效应中的焦耳定律可知），而内能不可能全部转化为电能而不引起其他变化；机械能可全部转化成内能，而内能不可能全部转化成机械能而不引起其他变化；A错误，BC正确； D．根据能量守恒定律可知，能量不能被创造或被消灭，D正确。 故选BCD。 9．下面设想符合能量守恒定律的是（　　） A．利用永久磁铁间的作用力可以制造一台永远转动的机器 B．做一条利用风能逆水航行的船 C．通过太阳照射使飞机起飞 D．不用任何燃料，河水就一定不能升温 【答案】BC 【详解】A．利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力不可避免，动能最终转化为内能，使转动停止，故A错误； BC．让船先静止在水中，设计一台风力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；另外帆船就是利用风能转化成船的动能使船逆水航行；同理可利用太阳能电池板将光能转化成电能，电能可储存，电能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故BC正确； D．设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机转化为水的内能、另外电能也可转化为内能使水升温，故D错误。 故选BC。 10．空调市场上有很多变频空调，据专家介绍变频空调比定频的要节能，因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5~7倍。空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动。这样的频繁启动，耗电多，而变频空调启动时有一个由低到高的过程，运行过程是自动变速来保持室内温度，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电。阅读上述介绍后，以下说法合理的是（　　） A．变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律 B．变频空调运行中做功少，转化能量多 C．变频空调在同样工作条件下运行效率高，省电 D．变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能 【答案】CD 【详解】A．自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错； BD．功是能量转化的量度，做同样的功，消耗同样电能，B错D正确；， C．对由变频空调的工作特点可知省电的原因是效率高，C正确。 故选CD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$