3.3 能量守恒定律 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

3.3 能量守恒定律 同步练习 一、单选题 1．在一个与外界没有热交换的房间里打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将如何变化（　　） A．降低 B．升高 C．不变 D．无法确定 2．有关能量的转化和守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．只适用于机械能与内能的相互转化 B．只适用能量转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变 3．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 4．下列说法正确的是（　　） A．条形磁体下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生了感应电流，说明电能是可以被创造的 B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 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，说明能量是可以凭空产生的 5．关于下列四幅图说法正确的是（    ） A．图甲：扩散现象表明分子永不停息地做无规则运动 B．图乙：悬浮在液体中的微粒越大，观察到布朗运动越明显 C．图丙：石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体 D．图丁：不需要外界提供能量，小球能够按照虚线轨迹持续运动下去 6．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 7．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站.三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m，用于发电的水流量约为.如果通过水轮机以后水的动能忽略不计，水流减少的机械能有90%转化为电能，按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大数量级最接近 A．1010W B．108W C．107W D．105W 8．一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加 B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量 C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功 D．B→C的过程中，气体对外界放热，内能减小 9．如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，小鸟“喝”了一口后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是（　　） A．饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能 B．水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水 C．这种玩具饮水鸟是一架永动机 D．此现象违背了热力学第一定律 10．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 二、多选题 11．子弹射入静止于光滑水平地面上的木头，则（　　） A．做功使木块的内能增大 B．热传递使木块的内能增大 C．子弹损失的机械能大于木块增加的内能 D．子弹损失的机械能等于木块增加的动能 12．下列说法正确的是（　　） A．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B．在低速运动时，宏观物体的运动服从牛顿运动定律 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，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 13．以下说法中正确的是（    ） A．第一类永动机的思想违背能量守恒定律 B．气体体积等于各个气体分子的体积之和 C．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果 D．一种液体能否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系 14．下列说法正确的是（） A．“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于油酸溶液体积除以相应油酸膜的面积 B．载人飞船绕地球运动时容器内的水呈球形，这是因为液体表面具有收缩性的表现 C．运动小球在水平粗糙平面做减速运动停下后，不会自发地内能减小，动能增加而加速，是因为这违反了能量守恒定律 D．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体分子密度将减小、分子平均动能将增大 15．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能 B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等 C．在b→c的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多 D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 三、填空题 16．甲、乙两台柴油机，输出功率之比，效率之比，那么，这两台柴油机在工作相同时间内消耗同一标号的燃油质量之比 。 17．如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中，大气压对水做功为 ，水的内能 （选填“增加”、“减小”或“不变”）。 四、解答题 18．某地强风的风速约为，设空气密度为，现有一横截面积的风车（风车车叶转动形成的圆面面积为），能利用该强风进行发电，并将其动能的转化为电能。 （1）利用上述已知量计算发电功率的表达式； （2）发电功率大小约为多少？（保留一位有效数字） 19．经验表明，自制家用太阳能热水器——晒水箱的效率可达到50%。已知在地球表面晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射R为，如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积，始终是，请计算要使水温上升30℃，需要多长时间？ 20．从高处由静止开始下落的水滴到达地面时的速度为，若在下落过程中，损失的机械能80%转化为水的内能使水温升高，求此过程中水温升高值。（已知水的比热容J/（kg·℃），，水吸收的热量用表示） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.3 能量守恒定律 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B C A D A B A C 题号 11 12 13 14 15 答案 AC BC ACD BD AC 1．B 【详解】冰箱消耗电能使冰箱内外发生热交换而达到内部制冷，把冰箱与房间看成一个系统，打开冰箱门后，冰箱与房间内的热交换发生在系统内，系统内部无法使系统总能量发生变化。但系统消耗电能增加了系统的总能量，根据能量守恒定律，系统增加的能量转化为内能使房间的温度升高。 故选B。 2．D 【详解】能量的转化和守恒定律是自然界普遍遵循的一个规律，适用于一切能量和一切物理过程，故D正确，ABC错误； 故选D。 3．B 【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. 4．C 【详解】A．条形磁体下落导致线圈中产生感应电流，这是机械能转化为电能的过程，A错误； B．根据能量守恒定律，太阳光照射到宇宙空间的能量并未消失，而是以其他形式存在或转移，B错误； C．“马儿跑”需要能量输入，“不吃草”意味着无能量来源，违背能量守恒定律，C正确； D．“全自动”手表的能量来源于环境（如人体运动或温度变化），并非凭空产生，D错误。 故选C。 5．A 【详解】A．图甲是两种不同物质之间的扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动，故A正确； B．图乙为布朗运动产生原因的示意图，间接反映了液体分子的无规则运动，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越不明显，微粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故B错误； C．图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，体现了各向异性，说明该固体是单晶体，故C错误； D．根据能量守恒定律可知需要外界提供能量，小球才能够按照虚线轨迹持续运动下去，故D错误。 故选A。 6．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. 7．A 【分析】本题考查能量转化及功率的相关计算。 【详解】平均水位落差约为100m，单位时间内到达水轮机处水流的机械能为 机械能有90%转化为电能，所以发电功率 所以A正确，BCD错误； 故选A。 8．B 【详解】AB．从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A错误，B正确； CD．从B到C的过程是等温压缩过程，压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，故CD错误。 故选B。 9．A 【详解】A．玩具饮水鸟的内部结构如图所示，其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发过程中吸热，温度降低，压强减小，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，重复前面的运动过程，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，A正确； B．根据上述分析可知，当水杯中的水干了之后，不能蒸发制冷，不能形成头部和肚子内空气的压强差，小鸟不能再上下运动，即小鸟不能点头“喝”水，B错误； CD．这种玩具饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，此现象没有违背热力学第一定律，不是一架永动机，CD错误。 故选A。 10．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。 11．AC 【详解】AB．子弹射入木块时，子弹对木块做功，所以是靠做功改变木块的内能，故B错误，A正确； CD．根据能量守恒定律知，子弹损失的动能一部分转化为木块的动能，还有一部分转化为子弹和木块的内能，故D错误，C正确。 故选AC。 12．BC 【详解】A．永动机违反能量守恒定律定理，则即使随着科技的发展，永动机也是不可以制成的，A错误； B． 牛顿运动定律适用于宏观低速的物体运动，B正确； C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的，C正确； D．由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误。 故选BC。 13．ACD 【详解】A．第一类永动机的思想违背能量守恒定律，故A正确； B．气体体积等于各个气体分子运动所占据的空间体积之和，故B错误； C．太空中失重状态下水滴成球形，是液体表面张力使其表面积收缩到最小的结果，故C正确； D．一种液体能否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，故D正确。 故选ACD。 14．BD 【详解】A. “用油膜法估算分子的大小”实验中是用油酸溶液滴入水中，油酸分子直径应等于油酸体积除以相应油膜的面积，不是油酸溶液体积，故A错误； B. 载人飞船绕地球运动时，因处于完全失重，导致水与容器无作用力，则水在表面张力作用下，在容器内的水呈球形，故B正确； C. 运动小球在水平粗糙平面做减速运动停下是由于摩擦力做功，由于摩擦生热，小球温度高于地面的温度，停止后会自发地内能减少；不会自发地内能减小，动能增加而加速，是因为违背热力学第二定律，故C错误． D. 由PV/T=C，膨胀则体积增大，密度减小；等压膨胀温度升高，故分子平均动能增大，故D正确． 故选BD. 15．AC 【详解】A.由题意可知a→b过程为绝热过程，即气体吸收的热量为零，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功全部用于增加内能，故A正确； B．在a→b过程中，气体内能增大，温度升高。根据查理定律可知b→c过程中，气体温度也升高，所以气体在状态c时的温度比在状态a时的温度高，所以两个状态时气体分子的平均动能不可能相等，故B错误； C．在b→c过程中，气体压强增大，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多，故C正确； D．根据能量守恒定律可知，在一次循环过程中，气体吸收的热量一定大于放出的热量，其差值为对外所做的机械功，故D错误。 故选AC。 16． 【详解】由题可知 工作相同时间内消耗同一标号的燃油质量之比 17． 0 增加 【详解】[1]打开阀门K后，据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，如下图所示 即A中水面下降，B中水面上升；设A管截面积为S1，水面下降距离为h1，B管截面积为S2，水面上升距离为h2，由于水的总体积保持不变，则有 A管中大气压力对水做的功 B管中大气压力对水做的功 大气压力对水做的总功 [2] 由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加。 18．（1）；（2） 【详解】（1）时间内吹到风车上的空气的质量 这些空气的动能 由题意知动能转化成的电能为 所以发电功率 （2）代入数据得 19． 【详解】要使水温上升30℃，吸收的热量 又由题知 故所需时间 20．℃ 【详解】水滴下落的过程中，重力势能减少 mgh 动能增加 （初速度为零） 水滴的内能增加了 因为减少的机械能为减少的重力势能大小与增加的动能大小之差，由题意减少的机械能有80%转变为水的内能。所以有 可得 ℃ 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $