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

第3节 能量守恒定律 课时对点练 基础对点练 一、选择题: 考点一　能量守恒定律　永动机不可能制成 1.下列关于能量转化现象的说法，正确的是（　　） A.用太阳灶烧水是太阳能转化为电能 B.电灯发光是电能转化为光能和内能 C.核电站发电是电能转化为内能 D.生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能 2.“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．没有合理的设计方案 D．找不到合适的材料 3.如图所示，上端开口、粗细均匀的U形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h.现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中(　　) A．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变 B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大 C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大 D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变 4.一种冷暖两用型空调在制热时，每消耗1J电能，放出约3J的热量。下列说法正确的是(　　) A.空调制热过程产生了新能量 B.空调制热时放出的热量全部是由电能转化而来的 C.此过程违反了能量守恒定律 D.空调制热时放出的热量，一部分是由电能转化而来，另一部分则是从外界吸收 5.(多选)行驶中的汽车刹车后会滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象所包含的相同物理过程是 （　　） A.物体克服阻力做功 B.物体的动能转化为其他形式的能量 C.物体的势能转化为其他形式的能量 D.物体的机械能转化为其他形式的能量 6.(多选)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57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 7.(多选)细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示．使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动．下列说法正确的是(　　) A．小球机械能不守恒 B．小球能量正在消失 C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化 D．总能量守恒，但小球的机械能减少 8.(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是(　　) A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加 B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 2． 计算题： 9.小明在游览了一落差近100 m的大型瀑布景区后，赞叹大自然威力的同时想到，瀑布的水从高处落下，如果水在落到水潭时具有的重力势能80%转化为它的内能，则水的温度能升高多少？ 10.质量0.01 kg的铅弹以速度v0=200 m/s水平射入质量2 kg的靶中未穿出。靶原来静止在光滑的水平面上，并可自由滑动。已知铅弹的比热容1.338×102 J/（kg·℃），若铅弹射入靶的过程中，机械能的损失有50%转化为铅弹的内能，铅弹的温度将升高多少？ 11.有一物理研究小组为了估测太阳对地球的辐射功率，做了以下实验：他们取了一个圆筒，其横截面积为3 dm2，在筒内装了0.6 kg水，在太阳光下垂直照射2 min后，筒内水的温度升高了1 ℃。 （1）计算在阳光直射时，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。 （2）如果已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，能由此估算出太阳辐射的功率吗？如果能，太阳对地球的辐射功率大约是多少？是否还需要其他数据？ 参考答案： 1.答案　B 2.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． 3.答案B解析　由于两管粗细相同，作用在液体上的大气压力的合力为零，故大气压力不做功；水流动过程中重心下降，重力做正功，水的重力势能减少，减少的重力势能最终转化为内能，故水的内能增大，选项B对，A、C、D错． 4.答案D 5.答案AD 6.答案CD 7.答案　AD解析　小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确；小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误；小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确． 8.答案　ABC解析　A选项是指不同形式的能量间的转化，转化过程中能量是守恒的；B选项是指能量在不同的物体间发生转化或转移，转化或转移过程中能量是守恒的，这正好是能量守恒定律的两个方面——转化与转移；第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，所以A、B、C正确．D选项中石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能减少，但机械能并没有消失，而是转化成其他形式的能，能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消失，故D错误． 9.解：设水的质量为m，则Q吸 = 80%mgh = mcΔt， 由题意可知下落高度h=100 m，重力加速度g =9.8 m/s2，水的比热容c = 4.2×103 J/（kg·℃）， 则Δt ≈ 0.187 ℃。 10.解：铅弹和靶组成的系统所受合外力为0，在铅弹射入靶前后动量守恒。 取v0的方向为正，由动量守恒定律知：mv0=（m+M）v 解得两物体一起运动的速度v ≈ 0.995 m/s。 根据能量守恒得系统损失的机械能为 ΔE=，代入数据得：ΔE≈199 J。 有50%损失的机械能转化为铅弹的内能，即ΔU=50%ΔE=99.5 J， 由ΔU=cmΔt得：Δt≈74.4 ℃，即铅弹温度升高74.4 ℃。 11.解：（1）圆筒内的水经过2 min，内能的增量为 ΔE=Q=cmΔt=4.2×103×0.6×1 J=2.52×103 J。 每分钟获得的能量为=1.26×103 J/min， 圆筒横截面积为 3 dm2=3×102 cm2。 则每分钟每平方厘米获得的能量为 J/（cm2·min）=4.2 J/（cm2·min） （2）能，但需已知日地距离r。以太阳为球心，以日地距离r为半径作一个球面，根据上述观测，在此球面的每平方厘米面积上每秒钟接收到的太阳能（即射到大气顶层的太阳能）为Q=0.07 J。 太阳辐射向四面八方，则上述球面每秒钟接收到的太阳能，即为太阳的辐射功率P，上述球面的面积为S=4πr2。 其中r=1.5×1013 cm， 所以P=4πr2×Q÷45%≈4.4×1026 J/s。 学科网（北京）股份有限公司 $