3.3 能量守恒定律 六种题型（提高卷）-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

3.3 能量守恒定律六种题型（提高卷） 题型一　能量守恒定律的理解与辨析 题型二　第一类永动机与能量转化方向 题型三　能量转化与可再生能源估算 题型四　热力学第一定律与理想气体 题型五　功能关系的应用 题型六　生活与科技中的能量综合 题型一　能量守恒定律的理解与辨析 【解题技巧】（能量守恒定律指出能量既不会凭空产生也不会凭空消灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，总量保持不变。判断说法类小题紧扣三个要点：转化与转移是否同时守恒、总量不变的前提条件、不消耗能量却能持续对外做功的装置必不成立。太阳能电池、风力发电等实例都是能量转化的具体表现，先辨明能量来源与去向，再逐项核对选项表述是否严谨。） 1．（多选）以下说法正确的是（　　） A．当两个分子间的距离为（平衡位置）时，分子势能最小 B．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 C．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 D．温度、压力、电磁作用等不可以改变液晶的光学性质 2．（多选）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，适用于一切变化过程 B．某种形式的能量减少，必然存在其他形式的能量增加，且减少量与增加量相等 C．能量在转化或转移过程中总量保持不变，因此可以制成永不停息对外做功的第一类永动机 D．摩擦力做功使机械能转化为内能，说明这部分能量消失了 3．（多选）下列说法正确的是（    ） A．液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 B．可以利用永久磁铁间的作用力造一台永动机 C．草叶上的露珠呈球形的现象是由表面张力引起的 D．在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体 4．（多选）下列说法正确的是（　　） A．在水的表面张力作用下，荷叶上的小露珠趋近于球形 B．各向同性的一定是非晶体 C．一定质量的理想气体吸收热量后内能一定增加 D．第一类永动机违背了能量守恒定律 5．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收热量后，温度一定升高 B．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变 C．当分子间的距离变小时，分子间作用力有可能减小 D．第一类永动机无法制成是因为其违背了能量守恒定律 6．（多选）关于能量和能量守恒，下列表述正确的是（　　） A．能量可以从一种形式转化为另一种形式 B．能量可以从一个物体转移到另一个物体 C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 D．能量守恒定律只适用于宏观低速过程，不适用于微观粒子的运动 E．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律 7．（多选）下列说法正确的是（　　） A．当分子间距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小 B．能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少 C．内能相等的两个物体相互接触，也可能发生热传递 D．并不是所有晶体的物理性质都表现为各向异性，但所有晶体都有固定的熔点 E．地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少 题型二　第一类永动机与能量转化方向 【解题技巧】（第一类永动机指不消耗能量却能源源不断对外做功的机器，它违背能量守恒定律，因此不可能制成。历史上磁力永动机等设想看似无需输入，实际都从环境或预先储存的能量中获取来源；全自动机械表靠人走动上链，能量来自佩戴者。分析此类问题先明确装置的能量输入渠道，再判断是否违反守恒定律，凡宣称无需输入而持续输出的设计均可直接否定。） 8．（多选）约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为∶如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　） A．一定不可能实现 B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现 C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现 D．违背能量守恒定律 9．（多选）第一类永动机违反了什么而不能制成（　　） A．违反了热力学第一定律 B．违反了机械能守恒定律 C．违反了能量守恒定律 D．以上说法都不对 题型三　能量转化与可再生能源估算 【解题技巧】（太阳能、风能、水能属于可再生能源，估算类问题抓住两条主线：单位时间流入的能量密度乘以受光或受风面积，再乘以转化效率即得输出功率；水流下落时重力势能的减少量除以效率等于获得的电能。注意单位换算与数量级检验，效率按百分比代入后输出应小于输入，最后把结果与生活实际对照，量级明显异常时回头检查漏乘面积或时间。） 10．《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 11．如图是水电站的发电原理图，由图可知，下列说法错误的是（　　） A．水力发电不会造成污染 B．该装置将机械能转化为电能 C．要加大发电的功率，可采用仅“增大水落差”的方法 D．该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 12．太阳能的光热转化是目前技术最为成熟、应用最广泛的太阳能利用形式，从有关资料获悉，在晴天时，垂直于阳光的地球表面接收到的光辐射为。如图所示，有一台太阳能热水器，可将接收到的光辐射的50%用来升高水温，如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2m2，晴天晒1h，其水箱中50kg水的温度能升高多少摄氏度？[水的比热容] 13．水是可再生能源，能持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源。若某水力发电站水库的平均流量为，落差为，下落时的水流速度为，发电的效率为，求该电站的全年发电量。（重力加速度为g） 14．2003年上海国际车展上首次展出了利用太阳能做能源的概念汽车。汽车上表面的光电池板装置能把40%的太阳能转化为电能，车内电动机又能把90%的电能转化为机械能作为汽车行驶的动力，若汽车在行驶时阻力恒为，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直，已知每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为，电池板的总面积为，试求： （1）内照射到电池板上的太阳能； （2）汽车获得的机械功率及汽车运动的最大速度。 题型四　热力学第一定律与理想气体 【解题技巧】（理想气体问题先定状态参量再选规律：等温变化用玻意耳定律，等容变化用查理定律，等压变化用盖—吕萨克定律；p-V、p-T、V-t图像中过原点的直线与平行于坐标轴的线段各对应一个等值过程。结合热力学第一定律判断吸放热时，先由体积变化确定做功正负，再由温度变化确定内能增减，最后求出热量的正负；绝热过程热量为零，等温过程内能不变。） 15．某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环，则（　　） A．在状态和时气体温度可能相等 B．过程，外界对气体做功等于气体放出的热量 C．过程，气体增加的内能大于该过程吸收的热量 D．完成一次循环过程，气体对外界做的功等于吸收的热量 16．一定质量的理想气体沿如图所示的状态变化，ba的延长线过坐标原点，T＝t＋273K，下列说法中正确的是（　　） A．由a至b，外界对气体不做功 B．气体由c至a，不可能在绝热状态下进行 C． D．气体由a经b至c吸收的热量等于气体由c至a释放的热量 17．如图是斯特林循环的V-t图像。一定质量的理想气体按图线从状态a经b、c和d后再回到a，图中ab、cd和横轴平行，bc和ad与纵轴平行。下列说法不正确的是（　　） A．从a到b，气体从外界吸收热量 B．从b到c过程中气体对外界做的功，小于从d到a过程中外界对气体做的功 C．从c到d，气体的压强减小，向外放热 D．从d到a，单位体积内的气体分子数目增多 18．（多选）如图所示，将一空的金属易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（罐内空气可视为理想气体）（　　） A．罐内空气内能增大 B．罐内空气分子间的平均距离减小 C．罐内空气向外界放热 D．外界对气体做正功 E．罐内空气既不吸热，也不放热 19．（多选）如图所示是某喷水壶示意图。未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气。多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴喷出。储气室气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则（　　） A．充气过程中，储气室内气体的内能增大 B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能减小 C．喷水过程中，储气室内气体压强减小 D．喷水过程中，储气室内气体放热 20．（多选）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为S1和S2）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 B．整个过程，理想气体的内能增大 C．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于（p0S1h＋mgh） D．左端活塞到达B位置时，外力F等于 题型五　功能关系的应用 【解题技巧】（功能关系是能量守恒的具体表达：合外力做功等于动能变化，重力做功等于重力势能减少，滑动摩擦力与相对路程的乘积等于系统内能增加。子弹打木块、传送带、圆周运动等综合题按对象分别列动能定理，系统整体则用能量守恒把摩擦生热与机械能损失联系起来；冲击摆类问题分完全非弹性碰撞与摆动两段，分别用动量守恒与机械能守恒求解。） 21．（多选）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 22．（多选）如图甲，足够长的传送带与水平面的夹角，皮带在电动机的带动下，速率始终不变。时刻在传送带适当位置放上一个具有初速度的小物块。取沿斜面向上为正方向，物块在传送带上运动的速度随时间的变化如图乙所示。已知小物块质量，g取，下列说法正确的是（　　）    A．传送带顺时针转动，速度大小为2m/s B．传送带与小物块之间的动摩擦因数 C．时间内电动机多消耗的电能为36J D．时间因摩擦产生热量为15J 23．（多选）为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检，安检时将物品无初速度地放到沿水平方向向右传送的运输带一端，已知运输带以恒定的速度匀速传动，如图甲所示，整个过程中物品的速度随时间的变化规律如图乙所示。物品可视为质点，且质量为，运输带两端相距，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A．整个过程中，物品始终受到向右的摩擦力 B．物品与运输带间的动摩擦因数为0.25 C．运输带对物品摩擦力的冲量大小为 D．整个过程因传送该物品多消耗的电能为 24．（多选）长为L的细线一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，现让小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，A、B分别为小球运动过程中的最高点与最低点位置，如图所示。某时刻小球运动到A位置时，细线对小球的作用力，此后当小球运动到最低点B位置时，细线对小球的作用力，则小球从A运动到B的过程中（已知g为重力加速度，小球从A至B的过程所受空气阻力大小恒定），下列说法中正确的是（　　） A．从A运动到B的过程中，小球所受的合外力方向总是指向圆心 B．小球在最高点A位置时速度 C．从A运动到B的过程中，小球机械能减少 D．从A运动到B的过程中， 小球克服空气阻力做功为 25．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__________。 26．两个完全相同的可透热高玻璃筒，一个装有由原来筒中的水结成的高的冰，另一个装有温度的水，水面高度也是。现把水倒在冰上，并立即标记出水面位置。在达到热平衡后，发现水面升高，问冰的初始温度是多少？已知冰的密度，冰的熔解热，冰的比热，水的比热，水的密度,不计系统与外界的热交换。 27．铅弹以100 m/s的速度射入木块后停在木块中，木块没有移动。若增加的内能的80%使铅弹的温度升高，铅弹的温度升高了多少？铅的比热容c为。 28．如图所示，轻质弹簧的左端与固定在水平地面上的挡板连接，弹簧处于原长时右端位于A点，并与一质量为的滑块接触但不连接。距A点处固定有一半径的半圆形轨道，轨道上的P、Q是轨道的三等分点。滑块在外力的推动下向左压缩弹簧右端至N点后锁定，某时刻由静止释放滑块，滑块由轨道竖直直径的最低点B进入轨道后，在一始终沿运动切线方向的外力作用下做匀速圆周运动，到达轨道最高点C点时撤去外力，滑块从C飞出后恰好落在A点。已知滑块与水平地面间的动摩擦因数，滑块与半圆形轨道间的动摩擦因数，弹簧的劲度系数，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧的形变量），重力加速度的大小取。求： (1)滑块在半圆形轨道内做匀速圆周运动的速度大小v； (2)滑块在P点和Q点所受支持力的大小的比值； (3)从滑块由静止释放到滑块运动到C点过程中因摩擦而产生的热量Q。 题型六　生活与科技中的能量综合 【解题技巧】（生活与科技现象先辨明能量形式与转化链条：人体产热与散热的平衡、气闸舱开门时的气体流动、饮水鸟的循环都归结为做功、传热与能量转化三类根源。综合问答按过程、能量转化、守恒方程、结论四步作答，运算统一用国际单位制；推理题把现象归因到具体物理过程，逐环节核对能量流入与流出是否平衡，避免遗漏散热或摩擦损耗。） 29．（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 30．热力学第一定律 （1）改变内能的两种方式：___________与___________两者对改变系统的内能是__________。 （2）热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所___________的和。 （3）热力学第一定律的表达式：ΔU=___________。 （4）热力学第一定律的应用： ①W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取___________值。(均选填“正”或“负”) ②Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取___________值。(均选填“正”或“负”) 《3.3 能量守恒定律六种题型》参考答案 答题卡 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 AB AB CD AD CD ABE CDE AD AC D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D D B B BCD AC ACD 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 AC AC BC BD AB 题型一　能量守恒定律的理解与辨析 1．AB 【详解】A．当两个分子间的距离从无穷远到（平衡位置）时，分子引力做正功，分子势能减小；当个分子间的距离从继续减小时，分子斥力做负功，分子势能增加，则两个分子间的距离为（平衡位置）时，分子势能最小，故A正确； B．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律，故B正确； C．布朗运动是花粉小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故C错误； D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质，故D错误。 故选AB。 2．AB 【详解】A．能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，宏观物体的机械运动、分子的热运动、电磁现象以及生命过程都遵守它，故A正确； B．某种形式的能量减少，必然存在其他形式的能量增加，且减少量与增加量相等，能的总量保持不变，故B正确； C．第一类永动机不消耗能量却要源源不断地对外做功，违背能量守恒定律，因此永远不可能制成，故C错误； D．摩擦力做功时机械能转化为内能，能量并没有消失，只是发生了形式的转化，故D错误。 故选AB。 3．CD 【详解】A．液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故A错误； B．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故B错误； C．草叶上的露珠呈球形的现象是是因为液体表面存在表面张力，故C正确； D．在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体，故D正确。 故选CD。 4．AD 【详解】A．水的表面张力表现为引力效果，因此在水的表面张力作用下，荷叶上的小露珠趋近于球形，故A正确； B．非晶体与多晶体均表现为各向同性，因此各向同性的可能是非晶体，也可能是多晶体，故B错误； C．根据热力学第一定律有 一定质量的理想气体吸收热量、同时又对外做功后，气体的内能可能增加，可能减小，还可能不变，故C错误； D．第一类永动机这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功，其违背了能量守恒定律，故D正确。 故选AD。 5．CD 【详解】A．根据热力学第一定律有 可知，物体吸收热量后如果同时对外做功，且所做的功大于吸收的热量时，则物体的温度将降低，故A错误； B．温度是物体分子平均动能的标志，温度越高分子的平均动能就越大，因此物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，故B错误； C．当分子间的距离变小时，分子间作用力有可能增大，也有可能减小，故C正确； D．第一类永动机无法制成是因为其违背了能量守恒定律，故D正确。 故选CD。 6．ABE 【详解】AB．根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，AB正确； C．能量与能源不同，能量是守恒的，但人类能够利用的能源是有限的，因此依然要节约能源，C错误； D．能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，宏观物体的运动与微观粒子的运动都遵守能量守恒定律，故D错误。 E．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，E正确。 故选ABE。 7．CDE 【详解】A．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，A错误； B．能源危机指能量的过度消耗导致自然界可利用的能量不断减少，但总能量是守恒的总能量并没有减少，B错误； C．内能相等，有可能温度不同，温度不同就可以热传递，C正确； D．单晶体各向异性，多晶体各向同性，所有的晶体都有固定的熔点，D正确； E．温度是分子平均动能的量度，温度越高，分子平均动能越大，质量越小速度越大，氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少，E正确。 故选CDE。 题型二　第一类永动机与能量转化方向 8．AD 【详解】该思想违背了能量守恒定律，不可能实现。 故选AD。 9．AC 【详解】第一类永动机指不消耗任何能量但可以不断输出动力的机器，它违反了热力学第一定律，而热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的表现，所以第一类永动机违反了能量守恒定律。故BD错误，AC正确， 故选AC。 题型三　能量转化与可再生能源估算 10．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。 11．D 【详解】AB．水力发电不会有污染，同时将水的机械能转化为电能，故AB正确； C．如果仅将水落差增大，那么水流到水轮机处的速度就增大，这一方法可加大发电的功率，故C正确； D．由于水下落过程以及发电机装置都有摩擦，故该装置不可能将水库中储存的水的机械能全部转化为电能，故D错误。 该题选择错误选项，故选D。 12．20.6 【详解】依题意，可求得1h太阳能热水器可以接受的太阳能为 水吸收的热量为 则水箱中50kg水升高的温度为 13． 【详解】原来每秒钟转化的机械能为 每秒钟的发电量为 其中，水的质量 故该电站全年的总发电量为 14．（1）；（2） 【详解】（1）内照射到电池板上的太阳能 （2）汽车获得的机械功率 汽车运动的最大速度 题型四　热力学第一定律与理想气体 15．D 【详解】A．绝热过程，体积增加，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，则温度降低。等容过程，压强减小，根据可知，温度降低。所以在状态时气体温度小于时气体温度。故A错误； B．过程为绝热过程，不会放热；体积减小，外界对气体做功。故B错误； C．等压过程，体积增大，外界对气体做负功，同时根据可知气体温度增加，则内能增加，根据热力学第一定律可知，气体增加的内能小于吸收的热量。故C错误； D．根据能量守恒定律可知，完成一次循环过程，气体对外界做的功等于吸收的热量。故D正确。 故选D。 16．B 【详解】A．由图像可知 则由a至c的过程是等容变化，而由a至b的过程不是等容变化，且气体体积减小，外界对气体做功，A错误； B．由c至a气体温度降低，内能减小，而外界对气体不做功，则气体要对外放热，即c至a不可能在绝热状态下进行，B正确； C．ba的延长线过坐标原点，由几何关系知，b状态下热力学温度为287K，b至c为等压变化，由状态方程可知 解得 故C错误； D．由题意及图可知 Va＝Vc 由A中分析可得 Vb<Va 从a至b气体压强逐渐增大，b至c为等压过程，根据 W＝pΔV 可得a经b至c的过程外界对气体做的功为 Wabc＝Wab＋Wbc<0 根据热力学第一定律有 ΔUac＝Wabc＋Qabc 而ΔUac>0，则Qabc>0，即气体由a经b至c吸热，吸收的热量为 Qabc＝ΔUac－Wabc 而气体从c至a，外界对气体所做功Wca＝0，根据热力学第一定律有 －ΔUac＝Wca＋Qca 可知气体由c至a放热，释放的热量 Qca＝ΔUac 比较可知，Qabc>Qca，故D错误。 故选B。 17．B 【详解】A．由图示图像可知，从a到b过程气体体积不变而温度升高，气体内能增大，外界对气体不做功，，，由热力学第一定律 可知 气体从外界吸收热量，故A正确； B．由图示图像可知，从b到c与从d到a过程气体体积的变化量相等，从b到c气体压强的变化量大于从d到a过程气体压强的变化量大，从b到c过程中气体对外界做的功大于从d到a过程中外界对气体做的功，故B错误； C．由图示图像可知，从c到d过程气体体积V不变而温度T降低，外界对气体不做功，气体内能减小，，，由理想气体状态方程 可知气体压强p减小，由热力学第一定律 可知 气体向外放出热量，故C正确； D．从d到a过程气体体积减小，气体分子数不变而体积减小，单位体积内的气体分子数目增多，故D正确； 故选B。 18．BCD 【详解】A．由于温度不变，故气体内能不变（理想气体内能取决于温度），故A错误； B．取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，可知体积变小，故分子间的平均距离变小，故B正确； CDE．恒温游泳池，气体的内能不变，ΔU＝0，体积变小，W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＜0，即向外放热，故CD正确，E错误。 故选BCD。 19．AC 【详解】AB．充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体分子的平均动能不变，气体内能增大，A正确，B错误； CD．喷水过程中，气体体积增大，气体对外做功，而气体温度不变，则气体内能不变，气体吸热，由＝C可知，气体压强减小，C正确，D错误。 故选AC。 20．ACD 【详解】AB．根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，故A正确，B错误； C．由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功 故C正确； D．左端活塞到达B位置时，根据压强相等可得 即 故D正确。 故选ACD。 题型五　功能关系的应用 21．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。 22．AC 【详解】A．从v－t图像可知，小物块最终随传送带一起匀速运动，说明传送带的速度为2m/s，因为取沿斜面向上为正方向，所以传送带顺时针转动，故A正确； B．由图可知时间内小物块的加速度为 a＝1m/s2 对物块受力分析，可得 μmgcosθ－mgsinθ＝ma 解得 μ＝ 故B错误； D．物块运动速度减为零后，反向加速经历时间为 结合v－t图像可得 t2＝3s 根据v－t图像图线与横轴围成面积表示位移可得物块向下运动过程中的位移为 故物块向下运动过程中与传送带间的相对位移为 物块向上运动过程中的位移为 物块向上运动过程中与传送带间的相对位移为 所以传送带与物块的总相对位移为 =4.5m 所以时间因摩擦产生热量为 Q＝μmgcosθ·Δs＝27J 故D错误； C．物块增加的重力势能 ΔEp＝mgsinθ·(x2-x1)＝7.5J 物块动能的增量 ΔEk＝mv2－mv02＝1.5J 则传送带多消耗的电能 W电＝Q＋ΔEp＋ΔEk＝36J 故C正确。 故选AC。 23．BC 【详解】A．由图乙可知，物品在内做匀加速直线运动，则运输带对物品的摩擦力为滑动摩擦力，方向沿运输带水平向右；末物品与运输带具有相同的速度，则的时间内物品所受的摩擦力为零，故A错误； B．在内物品加速的位移为 物品匀速的位移为 在内运输带的位移为 又 由以上可解得 则物品加速时的加速度大小为 由牛顿第二定律得 代入数据解得 故B正确； C．物体在运输带上加速时受摩擦力的作用，匀速时不受摩擦力，则运输带对物品摩擦力的冲量为 故C正确； D．由能量守恒定律得因传送物品多消耗的电能为 故D错误。 故选BC。 24．BD 【详解】A．小球从A运动到B的过程中，小球做变速圆周运动，除最高点和最低点外，合外力方向不指向圆心，A错误； B．小球在最高点的位置，由牛顿第二定律： FA+mg= 解得 vA= B正确； CD．小球在最低点B位置时 FB-mg= 解得 vB= 小球从A运动到B过程中，设小球克服空气阻力做功为Wf，由动能定理得 2mgL- Wf= 解得 Wf=mgL 所以此过程中，小球克服空气阻力做功为mgL，小球的机械能减小mgL，C错误；D正确。 故选BD。 25． 【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 26．​ 【详解】设玻璃筒的横截面积为，水的密度为 若水全部结冰，液面升高量为 大于题给的，故达到热平衡时冰、水共存，平衡温度为。刚倒入水时，冰和水的总高度为。设热平衡时冰层高度为，由质量守恒得 整理得 设原有冰的质量为，倒入水的质量为，新增冰的质量为，则， 忽略玻璃筒与外界的热交换，由能量守恒得 代入数据得 27． 【详解】（1）铅弹初动能的转化为铅弹增加的内能，由能量守恒定律有 解得 28．(1) (2) (3) 【详解】（1）滑块从点飞出后做平抛运动：在竖直方向上 在水平方向上 解得 （2）由于、是半圆形轨道的三等分点，连线、连线与竖直方向的夹角均为 分别对滑块在和受力分析，由牛顿第二定律得：在点 在点 又 解得 （3）在滑块由点运动到点的过程中，根据能量守恒定律 解得 这个过程中由于摩擦产生的热量 滑块进入半圆形轨道后，滑块位于过点的水平线以下任意一点时 设连线与竖直方向的夹角为， 此时滑块受到的摩擦力 在点附近取极短圆弧，克服摩擦力做功为 当滑块位于点关于过点的水平线的对称点点时， 滑块在受到的摩擦力 在点附近取极短圆弧，克服摩擦力做功为 可得 同理，对于滑块在半圆轨道上的整个运动过程， 克服摩擦力做的总功 根据功能关系，滑块在半圆形轨道上由于摩擦产生的热量 从滑块由静止释放到滑块运动到点过程中因摩擦而产生的热量 解得 题型六　生活与科技中的能量综合 29．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。 30． 做功 传热 等价的 功 负 负 【详解】略 第 页 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $