第3章 3. 能量守恒定律-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

第三章热力学定律 第3节 能量守恒定律 A基础过关练 测试时间：10分钟 B.空调制热时产生的热量全部是由电能转化 而来的 1.关于能量，下列说法中正确的是( C.空调制热时放出的热量一部分是由电能转 A,人类应多开发与利用风能、太阳能等新型 化而来的，另一部分是从外界吸收的 能源 D.空调制热时每小时消耗电能1.44×10k B.因为能量守恒，所以“永动机”是存在的 乃综合提能练 测试时间：15分钟 C.我们要节约能源的根本原因是能量在数量 上减少了 1.如图是水电站的发电原理图，由图可知，下列 D.由于能量转化过程符合能量守恒定律，所以 说法错误的是( 不会发生能源危机 ,进水闸门 2.如图所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射 水位 发电机 入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高 度，则下列有关能的转化的说法中正确的是 水轮机 () A.子弹的动能转变成沙箱 A.水力发电不会造成污染 B.该装置将机械能转化为电能 和子弹的内能 C.要加大发电的功率，可采用增大水落差的 B.子弹的动能转变成沙箱和 方法 子弹的势能 D.该装置可以将水库中储存的水的机械能全 C.子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能 部转化为电能 D.子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内 2.(2025·湖北宜昌夷陵中学高二月考)（多选） 能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能 如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为m 3.(2025·江西余江一中高二月考)重10N的物 的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均 体从一个高3m、长5m的斜面上滑下，已知物 充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气.开始 体与斜面之间的动摩擦因数是0.25，在物体从 活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静 斜面顶端滑至底端的过程中，内能的增量是 止在原位置下方h处，设活塞移动前后甲气室 (). 中气体内能的变化量为△E,不计气体重心改 A.10J B.20JC.30JD.40J 变的影响，重力加速度为g.下列说法正确的是 4.(2025·安徽芜湖一中月考)一台冷暖两用型 ( 空调铭牌上标有“输入功率1kW,制冷能力 1.2×10kJ/h,制热能力1.44×10k/h"的 字样，从设计指标看，空调在制热时，下列判断 中正确的是(). 为 A.此过程是违反能量守恒定律的，所以铭牌上 2222222222z 标注的指标一定是错误的 A.甲气室中气体体积减小，温度升高 35 重雅手细 高中物理选择性必修 第三册R) B.△E>mgh B.从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相 C.△E<mgh 对地面始终向下运动 D.△E=mgh C.棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环相 3.(多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图. 对地面先做匀减速运动，后做匀加速运动， 压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道 最后做匀减速运动 中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱 D.从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，环相 体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出 对于棒没有往复运动，但总位移向下 热量到箱体外.下列说法正确的是( 箱体 干燥过滤器 蒸发器 令凝器 5.如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气， 压缩机 光滑活塞C(质量为m)与容器由良好的隔热材 A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 料制成.活塞横截面积为S,大气压为，另有 B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的 质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落 热量传到外界，是因为其消耗了电能 到活塞上，并随活塞一起到达最低点B后静 C.电冰箱的工作原理不违背能量守恒定律 止.在这一过程中，容器内空气内能的改变量 D.电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律 △E、外界对容器内空气所做的功W与物体及 4.(2025·辽宁东北育才学校高二段考)（多选） 活塞的重力势能的变化量的关系是(). 如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端 离地面高H,上端套着一个细环.棒和环的质 量分为4m和m,相互间最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，其大小为4mg.断开轻绳，棒和环自 由下落假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触 地时间极短，无动能损失.棒在整个运动过程 AMgh+mg△h=△E+W 中始终保持竖直，空气阻力不计.则( B.△E-=W,W=Mgh十mg△h+pS△h A.从断开轻绳到棒和环都静止，系统损失的机 C.△E=W,W<Mgh+mg△h+pS△h 械能为20mgH 3 D.△E≠W,W=Mgh十mg△h+pS△h 36重雅手册高中物理选择性必修第三册凡测 第3节能量守恒定律 环做的总功为W=一ng,联立解得w=一罗mgH, 【基础过关练】 故A正确；棒第一次与地面碰撞后，一开始棒的速度方 L.A【解析】人类应多开发与利用风能、太阳能等新型 向变为向上，环的速度方向继续向下，二者存在相对运 能源，A正确：因为能量守恒，所以不消耗能量而对外 动，相互间存在滑动摩擦力，棒所受合力方向向下，加 做功的永动机”是不存在的，B错误：我们要节约能源 的根本原因是可利用能源的数量在不新减少，能量的 速度大小为a=m士4m8-2g,环受重力、向上的滑动 4m 总量是不变的，C错误：虽然能量守恒，但是能量转化 摩擦力，合力方向向上，加速度大小为a=虹8mg=3g, 具有方向性，同时可利用能源在逐渐减少，D错误 2.D【解析】子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩嵌阻力做 此时环的加速度大于棒的加速度，而环的速度与棒的 功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，然后共同 速度大小相同，所以环的减速时间小于棒的减速时间， 摆起一定高度的过程中机被能守恒，不再有机械能转 最终环会向上做匀加速运动，加速度大小为3g,直至 化为内能。 环与棒速度大小相同，此时两者无相对运动，不受摩擦 3.A【解析】根据功能关系，滑动摩擦力在相对位移上 影响，均做加速度大小为g的向上的匀减速运动，直至 的功等于转化的内能，故物体从斜面顶端滑至底端的过 速度为0，故B错误，C正确：当棒再次下落时，由于此 程中，内能的增量是=mg0os0·1=0.25×10× 时棒的速度等于环的速度，此时棒与环之间无摩擦，所 号X5J=10J 以环的下落为自由落体运动，没有相对于棒做往复运 动，且位移，总向下，故D正确 4.C【解析】空调制热时获得的热量一部分是通过电流 5.C【解析】由于系统隔热，所以气体与外界没有热交 做功，消耗电能获得的，另一部分是从外界吸收的热 换，活塞对气体做正功，由热力学第一定律知气体的内 量，并不违反能量守恒定律，A、B错误，C正确：空调制 能增加，且△E-W,而从能量守恒的角度考虑，m和M 热时每小时消耗的电能是W=P1=1×3.6×10kJ 减少的机械能即重力势能和大气压做的功，共Mgh十 3.6×103kJ,D错误 mg△h十S△h,这部分损失的能量一部分使气体的内 【综合提能练】 能增加，另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能 1,D【解析】水力发电不会有污染，同时将水的机械能转 上，所以W<Mgh十mg△M十S△h,故选C. 化为电能，故A、B正确：如果仅将水的落差增大，那么 第4节热力学第二定律 水流到水轮机处的速度就增大，这一方法可加大发电 【基础过关练】 的功率，故C正确：由于水下落过程以及发电机装置都 LD【解析】篮球从空中落下，最后静止在地面上，说明 有摩擦，故该装置不可能将水库中储存的水的机械能 机械能转化为了篮球和周围其他物体的内能，或转化 全部转化为电能，故D错误. 为其他形式的能，能量不会消失，A错误：因天然气主 2.AB【解析】在绝热过程中，甲气室中气体体积减小， 要成分是甲烷，完全燃烧，其燃烧时生成二氧化碳和 外界对它做正功，内能增加，温度升高，故A正确.乙气 水，不完全燃烧时生成一氧化碳和水，因此大量使用天 室中气体体积增加，它对外界做功，内能减少，活塞下 然气作燃料不符合“低碳生活”理念，B错误：不需要任 落，重力势能减少，设乙气室中气体对活塞的力做功为 何外界的动力而持续对外做功的机器一永动机，违 Wz,由题可知W2为正值，由能量守恒定律可以得出 背了能量的转化和守恒定律，永动机是不可能制成的， △E=mgh十W乙，故C、D错误，B正确. C错误；由热力学第二定律可知，任何机械都有效率的问 3.℃【解析】因为冰箱内的温度低于冰箱外的温度，所 题，因此燃气的内能不可能全部转化为电能，D正确， 以热量不可以自发地从冰箱内传到冰箱外，故A错误： 2.B【解析】根据热力学第二定律可知，热机的效率不可 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外 能达到100%，现代汽车技术已经非常先进，但也不能 界，是因为其消耗了电能，电冰箱的工作原理不违背能 够使气体燃烧释放的热量全部转化成机械能，A错误： 量守恒定律，故B、C正确，D错误 气体燃烧过程符合热力学第二定律，内能无法全部用 4.ACD【解析】设环相对棒滑动距离为L,根据能量守恒有 来做功以转化成机械能，B正确：气体燃烧释放的热量 4mgH+mg(H+D=ngl,解得I=号H,摩擦力对棒及 没有全部转化为机械能，该过程符合热力学第一定律， 16