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

**基本信息** 聚焦能量守恒定律的概念建构与应用辨析，通过基础填空与实例分析题组，系统强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3空（定律内容/永动机）|填空式概念巩固|能量守恒定律定义→永动机违背定律的逻辑推导| |应用拓展|10题（单选/多选）|生活实例（饮水鸟）、技术应用（熔盐发电）、实验情境（冲击摆）分析|从概念理解到多场景能量转化判断，构建“概念-辨析-应用”认知链条|

———————理解为王——物理快乐学 2 / 5 3.3 能量守恒定律 能量守恒定律 1．能量守恒定律内容：__________既不会凭空产生，也不会凭空__________，它只能从一种形式__________为其他形式，或者从一个物体__________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的__________保持不变。 永动机不可能制成 2．第一类永动机：它不需要任何__________或__________，却能不断地对外做功。 3．永动机不可能制成的原因：违背了___________。 备考训练一： 1．《荀子·王制》中有一句箴言：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失时，故五谷不绝”春种一粒粟，秋收万颗子。一颗种子就是一个世界。下列说法正确的是（　　） A．种子发芽属于机械运动 B．早晨叶子上的露珠，是水蒸气凝华形成的 C．一颗果子的质量大概10kg D．稻谷成熟的过程是太阳能转化成化学能的过程 2．（多选）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能源源不断对外做功的机器 B．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 C．第一类永动机不可能制成的原因是技术问题 D．第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律 3．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 4．（多选）砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法不正确的是（　　） A．电池可创造能量 B．太阳能是不可再生能源 C．此电池的光电转化率虽然不到100%，但能量守恒 D．此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能 5．永动机是不可能制成的，这是因为（ ） A．不符合机械能守恒定律 B．做功产生的热量不符合热功当量 C．违背了热力学第一定律 D．找不到合适的材料和合理的设计方案 6．如图为甘肃敦煌熔盐塔式发电站，主要由一个中心吸热塔和周边1.2万面角度可调的定日镜组成。借助定日镜可保证把阳光反射至吸热塔顶部，并通过能量转化系统将太阳能转化为熔盐内能储存后再发电，其发电功率，年发电时间为3900h，每生产1kWh电能排放，则（　　） A．该发电站的年发电量为 B．与火电站（每生产1kWh电能排放）相比，每年可减排约35万吨 C．远距离输电时需采用高压交流输电以降低因线路的感抗、容抗引起的电能损失 D．为把阳光射向吸热塔顶部，离塔相同距离的所有定日镜镜面与地面夹角应相同 7．冲击摆实验装置如图所示，一水平飞行的子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，在此过程中下列有关能量转化的说法正确的是（　　） A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能 B．子弹的动能转变成沙箱和子弹的重力势能 C．子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能 D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变为沙箱和子弹的机械能 8．一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 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．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在气值中，汽缸和活塞的绝热性、密封性良好。初始时，气体的压强、温度与外界大气相同。现接通电热丝加热气体，活塞缓慢向右移动，不计活塞与汽缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则该过程中（　　）    A．气体压强增大 B．气体分子的平均动能不变 C．气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 D．气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数增加 ———————理解为王——物理快乐学 2 / 5 试卷第1页，共3页 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．D 【详解】A．机械运动的定义是物体的空间位置随时间发生变化的运动，种子发芽是生物生长过程，不存在宏观位置的改变，不属于机械运动，故A错误； B．凝华是物质由气态直接变为固态的过程，露珠是液态小水滴，是水蒸气遇冷液化形成的，故B错误； C．10kg相当于20斤，一颗普通果子的质量仅为几十到几百克，远小于10kg，故C错误； D．稻谷成熟过程中通过光合作用，将太阳能转化为化学能储存在有机物内，故D正确。 故选D。 2．AD 【详解】A．第一类永动机的定义就是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，，A正确； B．第一类永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，无论科技如何发展都无法实现，B错误； C．第一类永动机不可能制成的原因不是技术问题，而是违背了能量守恒定律，C错误； D．能量守恒定律表明能量既不会凭空产生也不会凭空消失，第一类永动机试图无中生有地产生能量对外做功，违背了这一定律，故D正确。 故选AD。 3．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。 4．AB 【详解】 A．根据能量守恒定律，能量不能被创造，电池仅实现能量转化，故A错误； B．太阳能源于太阳核聚变，可再生，故B错误； C．转化率低是因能量散失（如热能），总能量守恒未被破坏，故C正确； D．非静电力（如半导体内部电场）驱动电荷分离，将光能转化为电能，故D正确。 故选AB。 5．C 【详解】第一类永动机是指不需要消耗任何能量就能对外做功的机器，因此第一类永动机不可能制成不是因为找不到合适的材料和合理的设计方案，而是因为它违背了热力学第一定律。 故选C。 6．B 【详解】A．该发电站的年发电量 ，A错误； B．该发电站的年发电量换算为 每 可减排的质量为 故总减排 ，B正确； C．远距离输电采用高压输电是为了减小线路电流，降低电阻的热损耗，感抗、容抗是交流输电线路固有损耗，高压交流输电无法降低该损耗，C错误； D．根据光的反射定律，不同方位的定日镜，要将阳光反射到同一吸热塔顶部，入射阳光方向相同，反射光线方向因定日镜位置不同而不同，因此镜面与地面夹角不同，D错误。 故选B。 7．D 【详解】子弹在射入沙箱的过程中，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，一部分动能变成沙箱和子弹的机械能。 故选D。 8．D 【详解】A．温度升高，内能增加，内能可通过吸热（）或外界做功（）改变，如果物体放出的热量小于外界对物体做的功，物体内能同样会增加，故A错误。 B．热量交换与过程相关。例如，等容过程（体积不变）中，而等压过程（压强不变）中，若体积变化不同，热量不等。故B错误。 C．功与过程相关。例如，等容过程，而等压过程 ，若体积变化不同，功不等。故C错误。 D．分子平均动能仅与温度成正比，温度变化相同（），则平均动能增加量相同，与过程无关。故D正确。 故选D。 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．活塞向右运动，不计活塞与汽缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则整个过程属于等压变化，气体压强与外界大气压强大小相等，保持不变，故A错误； B．由于气体温度升高，气体内能升高，则气体分子的平均动能升高，故B错误； C．活塞向右移动，气体对外做功，根据热力学第一定律 气体内能升高可知气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故C正确； D．气体压强取决于气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数和每次撞击活塞的平均作用力，气体分子的平均动能升高，即气体分子的速度增大，则每次撞击活塞的平均作用力增大，而气体压强不变，则气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数减少，故D错误； 故选C。 参考答案： 1． 能量 消失 转化 转移 总量 【详解】[1][2][3][4][5]能量守恒定律可以表述为：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。 2． 动力 燃料 【详解】[1][2] 第一类永动机：它不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功。 3．能量守恒定律 【详解】永动机不可能制成的原因：违背了能量守恒定律。 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $