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第2节　能量守恒定律及其应用
(分值：100分)
选择题1～9题，每小题9分，共81分。
对点题组练
题组一　对能量守恒定律的理解
1.(多选)下列关于能量转化现象的说法中，正确的是(　　)
用太阳灶烧水是太阳能转化为内能
电灯发光是电能转化为光能
核电站发电是电能转化为内能
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.下列说法中正确的是(　　)
自然界中能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的
电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置
电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的
电动机工作时将机械能转化为电能
3.在一间隔热非常好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将(　　)
升高 不变
降低 无法确定
4.(多选)下列说法中正确的是(　　)
能量守恒定律只适用于物体内能的变化
只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
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
题组二　第一类永动机不可能制成
5.(多选)下列说法正确的是(　　)
随着科技的发展，永动机是可以制成的
某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
“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
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
6.17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·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。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是(　　)
满足能量守恒定律，所以可能实现
如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
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
违背能量守恒定律，不可能实现
7.(多选)下列设想符合能量守恒定律的是 (　　)
利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器
做成一条船，利用河水的能量逆水航行
通过太阳照射飞机使飞机起飞
不用任何燃料使河水升温
综合提升练
8.目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，已成为时尚。甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机，踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图甲所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板，有光照时，产生电能，如图乙所示。这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是(　　)
都是把机械能转化为电能
都是把光能转化为电能
甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能
甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能
9.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(　　)
转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
转动的叶片不断搅动热水，水温升高
叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
10.(9分)风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高到h的高度，效率为80%，重力加速度为g，求单位时间内最多可提升的水的质量m。
培优加强练
11.(10分)在高h＝0.8 m的光滑水平桌面上放着一个质量M＝2 kg的木块，一颗质量m＝10 g的铅弹从水平方向射中木块，把木块打落在地面上，落地点与桌边的水平距离s＝0.4 m。铅弹射中木块后留在木块内，铅的比热容c＝1.3×102 J/(kg·℃)，重力加速度g＝10 m/s2。设增加的内能有η＝60%使铅弹温度升高，铅弹的温度升高多少摄氏度(结果保留2位有效数字)？
第2节　能量守恒定律及其应用
1.AB　[用太阳灶烧水是太阳能转化为内能，A正确；电灯发光是消耗电能，转化为光能，B正确；核电站发电是核能转化为电能，C错误；生石灰放入凉水中，水温升高是化学能转化为内能，D错误。]
2.C　[自然界中能量的总和是守恒的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会的发展有很大的意义，故A错误；电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误；电能通过电场力做功，把电能转化为其他形式的能量，故C正确；电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。]
3.A　[根据能量守恒定律可知，把正在工作的电冰箱门打开，电冰箱的压缩机将一直工作下去，消耗的电能全部转换成内能散失在房间内，因此室内空气温度将升高，A正确，B、C、D错误。]
4.BCD　[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，B、C、D正确。]
5.BC　[永动机违反能量守恒定律，即使科技发展，永动机也是不可能制成的，A错误；根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，B正确；“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，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误。]
6.D　[维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律，铁球上升过程中，磁场力对铁球做正功，使铁球增加了机械能，但铁球下落时同样也受到磁场力，且做负功，这个负功与上升过程中的正功相互抵消，故D正确。]
7.BCD　[利用磁场可能使磁铁所具有的磁场能转化为机器的动能，但机器不可能永远转动，故A错误；让船先静止在水中，设计一台水力发电机获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可使太阳能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，电能可转化为内能使水升温，另外，重力势能还可以通过水轮机叶片转化为水的内能使水升温，故D正确。]
8.C　[甲车靠小型发电机，踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，故是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板有光照时，产生电能，故是将光能转化为电能，故A、B、D错误，C正确。]
9.D　[形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转化为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确。]
10.
解析　设在t时间内吹在风车上的空气的质量为m0，则
m0 ＝ πd2vtρ
风的动能Ek ＝ m0v2 ＝ πd2v3tρ
根据题意πd2v3tρ×50%×80%＝mgh
则＝。
11.93 ℃
解析　铅弹射中木块后与木块一起做平抛运动的初速度为
v＝＝1 m/s
根据动量守恒定律可得mv0＝(m＋M)v
可得铅弹射入木块时速度为
v0＝v＝2.01×102 m/s
系统损失的机械能为
ΔE＝mv－(m＋M)v2＝2.01×102 J
损失的机械能全部转化为系统增加的内能
则有ηΔE＝cmΔt，解得Δt＝＝93 ℃。第2节　能量守恒定律及其应用
学习目标　1.理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。2.知道什么是第一类永动机及其不可能制成的原因。
知识点一　能量守恒定律
观察下列图片，思考哪些属于能量转化，哪些属于能量转移？
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1.能量守恒定律
（1）内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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；在转化和转移过程中其　　　　。
（2）两种表述
①某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。
②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
2.热力学第一定律与能量守恒定律的比较
（1）能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程，总能量保持不变，它包括各个领域，范围广泛。
（2）热力学第一定律实际上就是内能与其他形式的能量发生　　　　时的能量守恒定律。
【思考】 判断下列说法的正误。
（1）能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的。（　　）
（2）违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。（　　）
（3）运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。（　　）
例1 如图所示为冲击摆实验装置，一质量为m的子弹以速度v0射入质量为M的沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度h，则整个过程中子弹和沙箱由于相互作用所产生的内能为多少（不计空气阻力，重力加速度为g）？
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利用能量守恒定律解题的方法
在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，总有增加量等于减少量。　　
训练1 如图所示，一个绝热气缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在活塞上方加一质量为15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体内能的增加量（g取10 m/s2，忽略大气压力及摩擦阻力的影响）。
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训练2 有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（　　）
A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能
C.化学能转化为光能 D.机械能转化为电能
知识点二　第一类永动机不可能制成
让“饮水小鸟”“喝”完一口水后，直立起来。直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又会直立起来。如此循环往复……这种“饮水小鸟”玩具是一架永动机吗？
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1.第一类永动机：不需要任何动力或燃料却能不断对外　　　　，这种机器被称为第一类永动机。
2.物体必须从外界吸收热量（Q>0），才能对外做功。所以，不消耗　　　　，却可以源源不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的。
3.能量守恒定律有力地揭示了物质运动的　　　　和　　　　。
【思考】 如图为一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？
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例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可源源不断地对外做功的机器
B.第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律
C.第一类永动机不能制成的原因是技术问题
D.第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律
听课笔记____________________________________________________________
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训练3 网络上有人做了一个与电磁感应相关的实验，如图所示，他把一个线圈放置在支架上，旁边放置一个磁铁，用手转动线圈后，线圈就会一直运动下去，演示得有板有眼。这是一种假象，我们应该用科学的物理观念认识此实验，显然它违背了（　　）
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.法拉第电磁感应定律
B.电阻定律
C.欧姆定律
D.能量守恒定律
随堂对点自测
1.（对能量守恒定律的理解）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.只适用于能量转化过程
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
2.（对能量守恒定律的理解）（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
3.（对能量守恒定律的理解）（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，说明能量消失了
4.（第一类永动机不可能制成）“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.它做功产生的热不符合热功当量
D.暂时找不到合理的设计方案和理想材料
第2节　能量守恒定律及其应用
知识点一
导学　提示　图1属于内能的转移，图2属于机械能的转移，图3中风能转化为电能。
知识梳理
1.(1)转化　转移　总量不变　2.(2)转化
[思考] (1)×　(2)√　(3)×
例1 mv－(M＋m)gh
解析　子弹和沙箱相互作用的过程中，损失动能，产生内能，由能量守恒定律得
ΔU＝mv－(M＋m)v2①
由于子弹和沙箱相互作用的时间极短，作用后它们一起从最低点以v 做圆周运动，由机械能守恒定律得
(M＋m)v2＝(M＋m)gh②
由①②解得ΔU＝mv－(M＋m)gh
训练1 20 J
解析　由能量守恒定律可知，气体内能的增加量等于活塞和物体重力势能的减少量，则ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2 J＝20 J。
训练2 D　[根据题意知用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，即压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能，故D正确。]
知识点二
导学　提示　不是。
知识梳理
1.做功　2.任何能量　3.不灭性　统一性
[思考] 提示　这不是永动机。手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动。若将此手表长时间放置不动，它就会停下来。
例2 AD　[第一类永动机是不消耗任何能量却源源不断地对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因。故A、D正确，B、C错误。]
训练3 D　[永动机不存在，线圈不可能一直转动，违背了能量守恒定律。故D正确。]
随堂对点自测
1.D　[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，A、B、C错误。]
2.AD　[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空气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。]
3.ABC　[不同形式能量间存在相互转化，转化过程中能量是守恒的，故A正确；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，故B正确；第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，故C正确；从高空中落下的石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能减少，但能量并没有消失，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。]
4.B　[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，A、C、D错误。](共40张PPT)
第2节　能量守恒定律及其应用
第三章 热力学定律
1.理解匀变速直线运动的基本公式，并能熟练灵活应用。
2.掌握匀变速直线运动的推论，并能应用解题。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　第一类永动机不可能制成
知识点一　能量守恒定律
知识点一　能量守恒定律
　　　观察下列图片，思考哪些属于能量转化，哪些属于能量转移？
提示　图1属于内能的转移，图2属于机械能的转移，图3中风能转化为电能。
1.能量守恒定律
(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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；在转化和转移过程中其__________。
(2)两种表述
①某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。
②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
转化
转移
总量不变
2.热力学第一定律与能量守恒定律的比较
(1)能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程，总能量保持不变，它包括各个领域，范围广泛。
(2)热力学第一定律实际上就是内能与其他形式的能量发生______时的能量守恒定律。
转化
【思考】 判断下列说法的正误。
(1)能量既可以转移又可以转化，故能的总量是可以变化的。( )
(2)违背能量守恒定律的过程是不可能发生的。( )
(3)运动的物体在阻力作用下会停下来，说明机械能凭空消失了。( )
×
√
×
例1 如图所示为冲击摆实验装置，一质量为m的子弹以速度v0射入质量为M的沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度h，则整个过程中子弹和沙箱由于相互作用所产生的内能为多少(不计空气阻力，重力加速度为g)
解析　子弹和沙箱相互作用的过程中，损失动能，产生内能，由能量守恒定律得
由于子弹和沙箱相互作用的时间极短，作用后它们一起从最低点以v 做圆周运动，由机械能守恒定律得
利用能量守恒定律解题的方法
在应用能量守恒定律处理问题时，首先要弄清系统有多少种能量相互转化，分析哪种形式的能量增加了，哪种形式的能量减少了；或者弄清哪个物体的能量增加，哪个物体的能量减少，总有增加量等于减少量。　　
训练1 如图所示，一个绝热气缸竖直放置，绝热活塞的质量
为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm，现在
活塞上方加一质量为15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体
的高度变为40 cm。求在这一过程中气体内能的增加量(g取
10 m/s2，忽略大气压力及摩擦阻力的影响)。
答案　20 J
解析　由能量守恒定律可知，气体内能的增加量等于活塞和物体重力势能的减少量，则ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2 J＝20 J。
D
训练2 有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(　　)
A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能
C.化学能转化为光能 D.机械能转化为电能
解析　根据题意知用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，即压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能，故D正确。
知识点二　第一类永动机不可能制成
　　　让“饮水小鸟”“喝”完一口水后，直立起来。直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，然后又会直立起来。如此循环往复……这种“饮水小鸟”玩具是一架永动机吗？
提示　不是。
1.第一类永动机：不需要任何动力或燃料却能不断对外______，这种机器被称为第一类永动机。
2.物体必须从外界吸收热量(Q>0)，才能对外做功。所以，不消耗__________，却可以源源不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的。
3.能量守恒定律有力地揭示了物质运动的________和________。
做功
任何能量
不灭性
统一性
【思考】 如图为一种所谓“全自动”的机械手表，既不需要上发条，也不用任何电源，却能不停地走下去。这是不是一种永动机？如果不是，维持表针走动的能量是从哪儿来的？
提示　这不是永动机。手表戴在手腕上，通过手臂的运动，机械手表获得能量，供手表指针走动。若将此手表长时间放置不动，它就会停下来。
例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可源源不断地对外做功的机器
B.第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律
C.第一类永动机不能制成的原因是技术问题
D.第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律
解析　第一类永动机是不消耗任何能量却源源不断地对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律，这也是它不能制成的原因。故A、D正确，B、C错误。
AD
D
训练3 网络上有人做了一个与电磁感应相关的实验，如图所示，他把一个线圈放置在支架上，旁边放置一个磁铁，用手转动线圈后，线圈就会一直运动下去，演示得有板有眼。这是一种假象，我们应该用科学的物理观念认识此实验，显然它违背了(　　)
A.法拉第电磁感应定律 B.电阻定律
C.欧姆定律 D.能量守恒定律
解析　永动机不存在，线圈不可能一直转动，违背了能量守恒定律。故D正确。
随堂对点自测
2
D
1.(对能量守恒定律的理解)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.只适用于能量转化过程
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
解析　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，A、B、C错误。
AD
2.(对能量守恒定律的理解)(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
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空气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。
ABC
3.(对能量守恒定律的理解)(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，说明能量消失了
解析　不同形式能量间存在相互转化，转化过程中能量是守恒的，故A正确；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，故B正确；第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，故C正确；从高空中落下的石子的机械能在变化，比如受空气阻力作用，机械能减少，但能量并没有消失，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。
B
4.(第一类永动机不可能制成)“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.它做功产生的热不符合热功当量
D.暂时找不到合理的设计方案和理想材料
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，A、C、D错误。
课后巩固训练
3
AB
题组一　对能量守恒定律的理解
1.(多选)下列关于能量转化现象的说法中，正确的是(　　)
A.用太阳灶烧水是太阳能转化为内能
B.电灯发光是电能转化为光能
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
解析　用太阳灶烧水是太阳能转化为内能，A正确；电灯发光是消耗电能，转化为光能，B正确；核电站发电是核能转化为电能，C错误；生石灰放入凉水中，水温升高是化学能转化为内能，D错误。
对点题组练
C
2.下列说法中正确的是(　　)
A.自然界中能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的
B.电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置
C.电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的
D.电动机工作时将机械能转化为电能
解析　自然界中能量的总和是守恒的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会的发展有很大的意义，故A错误；电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误；电能通过电场力做功，把电能转化为其他形式的能量，故C正确；电动机工作时将电能转化为机械能，故D错误。
A
3.在一间隔热非常好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，室内空气温度将(　　)
A.升高 B.不变
C.降低 D.无法确定
解析　根据能量守恒定律可知，把正在工作的电冰箱门打开，电冰箱的压缩机将一直工作下去，消耗的电能全部转换成内能散失在房间内，因此室内空气温度将升高，A正确，B、C、D错误。
BCD
4.(多选)下列说法中正确的是(　 　)
A.能量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.能量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
解析　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，B、C、D正确。
BC
题组二　第一类永动机不可能制成
5.(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.某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加
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，说明能量可以凭空产生
解析　永动机违反能量守恒定律，即使科技发展，永动机也是不可能制成的，A错误；根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，B正确；“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，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误。
D
6.17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·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。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是(　　)
A.满足能量守恒定律，所以可能实现
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，不可能实现
解析　维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律，铁球上升过程中，磁场力对铁球做正功，使铁球增加了机械能，但铁球下落时同样也受到磁场力，且做负功，这个负功与上升过程中的正功相互抵消，故D正确。
BCD
7.(多选)下列设想符合能量守恒定律的是 (　　 )
A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器
B.做成一条船，利用河水的能量逆水航行
C.通过太阳照射飞机使飞机起飞
D.不用任何燃料使河水升温
解析　利用磁场可能使磁铁所具有的磁场能转化为机器的动能，但机器不可能永远转动，故A错误；让船先静止在水中，设计一台水力发电机获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可使太阳能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，电能可转化为内能使水升温，另外，重力势能还可以通过水轮机叶片转化为水的内能使水升温，故D正确。
C
8.目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，已成为时尚。甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联网模块等，这些模块工作时需要电能。这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机，踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图甲所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板，有光照时，产生电能，如图乙所示。这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能。关于它们的能量转化，下列说法中正确的是(　　)
A.都是把机械能转化为电能
B.都是把光能转化为电能
C.甲车把机械能转化为电能，
乙车把光能转化为电能
D.甲车把光能转化为电能，
乙车把机械能转化为电能
综合提升练
解析　甲车靠小型发电机，踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，故是将机械能转化为电能；乙车靠车筐底部的太阳能电池板有光照时，产生电能，故是将光能转化为电能，故A、B、D错误，C正确。
D
9.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(　　)
A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析　形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转化为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，根据能量守恒定律可知只有D项正确。
10.风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高到h的高度，效率为80%，重力加速度为g，求单位时间内最多可提升的水的质量m。
11.在高h＝0.8 m的光滑水平桌面上放着一个质量M＝2 kg的木块，一颗质量m＝10 g的铅弹从水平方向射中木块，把木块打落在地面上，落地点与桌边的水平距离s＝0.4 m。铅弹射中木块后留在木块内，铅的比热容c＝1.3×102 J/(kg·℃)，重力加速度g＝10 m/s2。设增加的内能有η＝60%使铅弹温度升高，铅弹的温度升高多少摄氏度(结果保留2位有效数字)
答案　93 ℃
培优加强练
可得铅弹射入木块时速度为
损失的机械能全部转化为系统增加的内能

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