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 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从升高到，则在这些过程中（　　） A．物体一定从外界吸收热量 B．物体与外界交换的热量都相等 C．外界对物体所做的功均相等 D．物体内分子动能的平均值增加量都相等 2．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，共同摆起一定的高度，则下面有关能量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热能 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 3．如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热沸腾，又加热一段时间后，橡胶塞被推出。下列说法正确的是（    ） A．水沸腾前加热过程中试管内每个气体分子的速率都变大 B．水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加 C．水被加热的过程中，其内能是通过吸热的方式改变的 D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，可以实现将吸收的热量全部转化为橡胶塞的机械能而不引起其他变化 4．下列对能量转化和守恒定律的认识错误的是（　　） A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加 B．某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加 C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的 D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了 5．如图所示，放在水平地面上的直立容器内部有被隔板隔开的A、B，两部分气体，A的密度小，B的密度大。抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合。设在此过程中气体吸热Q，气体内能增量为，则（    ） A． B． C． D． 6．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 7．如图所示，将一只气球放到绝热密闭的升温箱中缓慢加热，随温度的升高，气球缓慢膨胀，气球内气体压强增大，将气体视为理想气体，且气球不漏气，下列说法正确的是（　　） A．气球内所有气体分子的动能都增大 B．气球内气体对外做的功大于气球内气体吸收的热量 C．气球内的气体分子对气球壁单位面积的平均撞击力增大 D．箱内气体及气球内气体总内能增加量等于从加热器上吸收的热量 二、多选题 8．下列关于能量的说法中正确的是（　　） A．地面上滚动的足球最终停下来，说明能量消失了 B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变 C．伽利略的斜面实验表明了小球在运动过程中某个量是守恒的 D．人类对太阳能的利用说明能量可以凭空产生 9．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，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 10．在研究性学习的过程中，针对能源问题、大气污染问题，同学们提出了如下四个活动方案，从理论上讲不可行的是（　　） A．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的全部内能转化为机械能是可能的 B．制造一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下 C．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题 D．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 三、实验题 11．小丽利用如图1所示的甲、乙和丙三套装置完成热学实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 (1)同时点燃三套装置的燃料，对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度，直至燃料全部烧完。小丽根据记录的数据绘制出对应装置中液体升高温度与时间关系图线，如图2所示（设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，同种燃料燃烧情况完全相同）。 ①通过图1中______（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较燃料A和B的热值，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映； ②通过图1中的______（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较液体1和液体2的比热容； ③图2中图线c表示的是燃料______（选填“A”或“B”）对液体加热的过程； ④若液体1的比热容大于液体2的比热容，则乙装置对应的图线是图2中的______（选填“a”“b”或“c”）。 (2)若图1甲烧杯中为500g水，用10g酒精完全燃烧，放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为J/（kg·℃），则酒精的热值是______J/kg，实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值比实际值______（选填“大”或“小”）。 12．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水中增加的内能。以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。 (1)为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有_________； (2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的：一种原因_________； (3)改进实验后，获得那如表数据，规律得到验证。 实验序号 重物质量（） 下降高度（m） 升高温度（） 1 20 5 0.5 2 20 10 1.0 3 20 15 1.5 4 10 10 0.5 5 30 10 1.5 6 40 10 2.0 若使容器内相同质量水的温度升高，则的重物需下降_________m。 四、解答题 13．生活中的热学问题通常涉及多个过程。例如，将气泡内的气体视为理想气体，气泡在从湖底上升到湖面过程中，对外界做了0.20J的功。假设湖水温度保持不变，此过程中的气泡是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？气泡到达湖面后，在其温度上升的过程中，又对外界做了0.02J的功，同时吸收了0.05J的热量，气泡内气体内能增加了多少？ 14．一定质量的理想气体，经历从a→b→c→a的状态变化过程，其p-V图像如图所示，Ta=300K，气体从c→a的过程中外界对气体做功为100J，同时放出热量为250J，已知气体的内能与温度成正比。求： (1)气体在状态b、c时的温度分别为多少； (2)气体在状态b时的内能为多少。 15．一辆大巴车的总质量为11.5t，轮胎与地面的接触总面积。该车利用氢燃料电池驱动电动机工作，在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，电动机的额定功率为84kW。若水的比热容为，氢气的热值为，g取10N/kg，求： （1）质量为200kg的水吸收0.3kg的氢完全燃烧放出的热量升高的温度。 （2）大巴车静止在水平地面上时，对地面的压强。 （3）大巴车匀速行驶10min的路程和电动机所做的功。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C D C A C BC AD ABD 11．(1) 甲丙 温度计上升的示数 甲乙 B b (2) J/kg 小 12．(1)刻度尺、温度计 (2)滑轮存在摩擦、液体会散热 (3)20 13．吸热，吸收0.2J，0.03J 【详解】气泡从湖底上升到湖面过程中， ，，根据热力学第一定律 解得 即吸收热量0.2J 气泡到达湖面后，温度上升的过程中， ， ，根据热力学第一定律 解得 气泡内气体内能增加0.03J 14．(1)Tb=900K，Tc=2700K；(2)Eb=56.25J 【详解】(1)气体从a→b过程发生的是等容过程，则 解得 Tb=900K 气体从b→c过程发生的是等压过程 则    解得 Tc=2700K (2)气体从c→a的状态变化过程中，根据热力学第一定律有 △U=W+Q=(100-250）J=-150J 气体温度变化量 △T=Ta-Tc=-2400K 设气体的内能为E，根据题意知 △E=k△T Eb=kTb 解得 Eb=56.25J 15．（1）；（2）；（3）1.2×104m，5.04×108J 【详解】（1）0.3kg的氢完全燃烧放出的热量为 则质量为200kg的水吸收的热量 得升高的温度 （2）大巴车静止在水平地面上时，对地面的压强 （3）车的速度 v=72km/h=20m/s 匀速行驶10min的路程 s=vt=20×10×60m=1.2×104m 电动机所做的功 W=Pt=84×104×600J=5.04×108J 学科网（北京）股份有限公司 $