3-3能量守恒定律(人教版2019选择性必修第三册)(解析版).docx

3.3能量守恒定律 分层作业

题组一　能量守恒定律
1．1．（2022·高三课时练习）下列说法中错误的是（　　）
A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变
【答案】A
【详解】各种形式的能都可以相互转化，并不是只适用于物体内能的变化，且有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律，A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
2．（2021秋·重庆江津·高一重庆市江津中学校校联考开学考试）在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（    ）
A．做功可以改变物体的内能
B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的相互转化
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化
D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变
【答案】B
【详解】A．做功和热传递都可以改变物体的内能，故A说法正确，不符合题意；
B．热传递是不同物体间的内能相互转移，故B说法错误，符合题意；
C．在一定条件下各种形式的能量都可以相互转化，故C说法正确，不符合题意；
D．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能，但是因为机械之间存在摩擦，摩擦生热，所以有一部分电能转化为内能，而这部分的能量转化是我们不需要的，所以可以称这部分能量损耗了．根据能量守恒定律，自然界中所有能量的总量保持不变，故D说法正确，不符合题意．故选B．
3．（2021·全国·高三专题练习）下列关于能量守恒定律的认识，不正确的是（　　）
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．对物体做功，物体的内能可能减小
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明石子的能量消失了
【答案】D
【详解】A．根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其他形式的能一定增加，故A正确；
B．某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其他物体的能量增加，故B正确；
C．对物体做功，但若物体同时向外界放热，物体的内能可能减小，故C正确；
D．石子在运动和碰撞中机械能转化为物体及周围物体的内能，能量并没有消失，故D错误。故选D。
4．（2022·高三课时练习）（多选）一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则（　　）
A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量
B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量
C．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量
D．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低
【答案】AC
【详解】热平衡条件是温度相等，热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体；不和外界交换热量，在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，故A、C正确，B、D错误。故选AC。
5．（2020春·广东·高一统考期末）（多选）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
【答案】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。
6．（2023·全国·高三专题练习）（多选）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
【答案】BC
【详解】ABD．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变，AD错误，B正确；
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，C正确。故选BC。
题组三　永动机不可制成
7．（2021春·陕西渭南·高一校考阶段练习）关于能量的转化，下列说法中正确的是（　　）
A．克服重力做功，重力势能增加
B．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的
C．我们要节约能源的根本原因是能量在数量上减少了。
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
【答案】A
【详解】A．克服重力做功，说明重力做负功，重力势能增加，故A正确；
B．能量是守恒的，但能量转换过程中有损耗，所以“永动机”是不存在的，故B错误；
C．我们要节约能源的根本原因是可利用能源在数量上不断减少，总量不变，故C错误；
D．虽然能量守恒，但能量转化具有方向性，可利用能能源逐渐减少，故D错误。故选A。
8．（2022·全国·高三专题练习）（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——永动机是可能制成的
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了
【答案】AB
【详解】AB．根据能量守恒定律可知，能量不会凭空消失，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，故某种形式的能量减少，必然有其他形式的能量增加，某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，AB正确；
C．第一类永动机违反了能量守恒定律，是不可能制成的，C错误；
D．石子从空中落下，最后静止在地面上，石子的机械能转化为了内能，能量并没有消失，D错误。故选AB。

9．（2021春·陕西渭南·高一统考期末）关于能量，下列说法中正确的是（　　）
A．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
B．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的
C．我们要节约能源的根本原因是能量在数量上减少了
D．由于能量转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
【答案】A
【详解】A．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，A正确；
B．因为能量守恒，所以不消耗能量而对外做功的“永动机”是不存在的，B错误；
C．我们要节约能源的根本原因是可利用能源的数量在不断减少，能量的总量是不变的，C错误；
D．虽然能量守恒，但是能量转化具有方向性，同时可利用能源在逐渐减少，D错误。故选A。
10．（2021·全国·高三专题练习）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，共同摆起一定高度，则下面有关能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势能
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
【答案】D
【详解】子弹在射入沙箱瞬间，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，然后共同摆起一定高度的过程中机械能守恒，不再有机械能转化为内能。
故选D。
11．（2021·全国·高三专题练习）重10N的物体从一个高3m、长5m的斜面上滑下，已知物体与斜面之间的动摩擦因数是0.25，在物体从斜面顶端滑至底端的过程中，内能的增量是（　　）
A．10J B．20J C．30J D．40J
【答案】A
【详解】根据功能关系，滑动摩擦力在相对位移上的功等于内能的转化，故物体从斜面顶端滑至底端的过程中，内能的增量是
ΔU=μmgcosθ·l=0.25×10×45×5J=10J
故选A。
12．（2023春·上海宝山·高二上海交大附中校考开学考试）一台冷暖两用型空调铭牌上标有“输入功率1kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.44×104kJ/h”的字样，从设计指标看，空调在制热时，下列判断中正确的是（　　）
A．此过程是违反能量守恒定律的，所以铭牌上标注的指标一定是错误的
B．空调制热时产生的热量全部由电能转化而来的
C．空调制热时放出的热量一部分是由电能转化而来，另一部分是从外界吸收而来的
D．空调制热时每小时消耗电能1.44×104kJ
【答案】C
【详解】ABC．空调制热时获得的热量，一部分是通过电流做功，消耗电能获得的，另一部分是从外界吸收的热量，并不违反能量守恒定律，AB错误，C正确；
D．空调制热时每小时消耗的电能是
W=Pt=1×3.6×103kJ=3.6×103kJ
D错误。故选C。
13．（2022·高二课时练习）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
【答案】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。