剖析守恒定律试题及答案

剖析守恒定律试题及答案

一、单选题

1.下列哪个物理量在孤立系统中保持不变？（）（2分）A.动能B.机械能C.质量D.动量【答案】C【解析】根据物理学中的守恒定律，孤立系统的质量保持不变

2.在一个封闭容器中，水从液态完全转变为气态，以下说法正确的是（）（2分）A.内能增加B.内能减少C.温度升高D.温度不变【答案】A【解析】水从液态转变为气态需要吸收热量，因此内能增加

3.在一个孤立系统中，如果没有外力做功，那么系统的（）保持不变（1分）A.动能B.势能C.机械能D.总能量【答案】D【解析】根据能量守恒定律，孤立系统的总能量保持不变

4.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的（）保持不变（1分）A.温度B.压力C.内能D.焓【答案】C【解析】根据热力学第一定律，封闭系统的内能变化等于热量和功的总和，但内能本身不保持不变

5.在一个孤立系统中，如果只有重力做功，那么系统的（）保持不变（2分）A.动能B.势能C.机械能D.总能量【答案】C【解析】根据机械能守恒定律，只有重力做功时，系统的机械能保持不变

6.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的（）保持不变（2分）A.温度B.压力C.内能D.焓【答案】C【解析】根据热力学第一定律，封闭系统的内能变化等于热量和功的总和，但内能本身不保持不变

7.在一个孤立系统中，如果只有重力做功，那么系统的（）保持不变（1分）A.动能B.势能C.机械能D.总能量【答案】C【解析】根据机械能守恒定律，只有重力做功时，系统的机械能保持不变

8.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的（）保持不变（1分）A.温度B.压力C.内能D.焓【答案】C【解析】根据热力学第一定律，封闭系统的内能变化等于热量和功的总和，但内能本身不保持不变

9.在一个孤立系统中，如果只有重力做功，那么系统的（）保持不变（2分）A.动能B.势能C.机械能D.总能量【答案】C【解析】根据机械能守恒定律，只有重力做功时，系统的机械能保持不变

10.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的（）保持不变（2分）A.温度B.压力C.内能D.焓【答案】C【解析】根据热力学第一定律，封闭系统的内能变化等于热量和功的总和，但内能本身不保持不变

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些物理量在孤立系统中保持不变？（）A.动能B.动量C.质量D.内能【答案】B、C【解析】在孤立系统中，动量和质量保持不变，而动能和内能可能变化

2.以下哪些情况下，系统的机械能保持不变？（）A.只有重力做功B.只有弹力做功C.只有内能变化D.只有外力做功【答案】A、B【解析】只有重力或弹力做功时，系统的机械能保持不变

3.以下哪些情况下，系统的内能保持不变？（）A.只有温度变化B.只有压力变化C.只有热量交换D.只有功交换【答案】A、B【解析】只有温度和压力变化时，系统的内能可能保持不变，但热量和功的交换会导致内能变化

4.以下哪些情况下，系统的总能量保持不变？（）A.孤立系统B.封闭系统C.有外力做功D.有热量交换【答案】A、B【解析】孤立系统和封闭系统的总能量保持不变，而有外力做功和热量交换会导致能量变化

5.以下哪些情况下，系统的焓保持不变？（）A.恒定压力下体积变化B.恒定温度下体积变化C.只有内能变化D.只有热量交换【答案】A、B【解析】恒定压力下体积变化和恒定温度下体积变化时，系统的焓可能保持不变，但只有内能变化和热量交换会导致焓变化

三、填空题

1.在孤立系统中，______、______和______保持不变【答案】质量、动量、总能量（4分）

2.在一个封闭系统中，如果只有重力做功，那么系统的______保持不变【答案】机械能（4分）

3.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的______保持不变【答案】内能（4分）

4.在一个孤立系统中，______和______保持不变【答案】总能量、动量（4分）

5.在一个封闭系统中，______和______保持不变【答案】质量、内能（4分）

四、判断题

1.两个正数相加，和一定比其中一个数大（）（2分）【答案】（√）【解析】两个正数相加，和一定比其中一个数大

2.两个负数相加，和一定比其中一个数大（）（2分）【答案】（×）【解析】两个负数相加，和比两个数都小

3.在一个孤立系统中，如果没有外力做功，那么系统的总能量保持不变（）（2分）【答案】（√）【解析】根据能量守恒定律，孤立系统的总能量保持不变

4.在一个封闭系统中，如果只有内能变化，那么系统的温度保持不变（）（2分）【答案】（×）【解析】内能变化会导致温度变化

5.在一个封闭系统中，如果只有重力做功，那么系统的机械能保持不变（）（2分）【答案】（√）【解析】根据机械能守恒定律，只有重力做功时，系统的机械能保持不变

五、简答题

1.简述孤立系统中守恒定律的应用【答案】在孤立系统中，质量、动量和总能量保持不变这些守恒定律在物理学中有广泛的应用，如力学中的动量守恒、能量守恒，热力学中的质量守恒和能量守恒等【解析】孤立系统是指与外界没有能量和物质交换的系统，因此其内部的各种物理量保持不变

2.简述封闭系统中守恒定律的应用【答案】在封闭系统中，质量和内能保持不变这些守恒定律在热力学中有广泛的应用，如热力学第一定律、热力学第二定律等【解析】封闭系统是指与外界有能量交换但没有物质交换的系统，因此其内部的质量和内能保持不变

3.简述机械能守恒定律的应用【答案】机械能守恒定律应用于只有重力或弹力做功的系统，如自由落体运动、抛体运动等【解析】机械能守恒定律表明，在只有重力或弹力做功时，系统的机械能保持不变

六、分析题

1.分析一个物体从高处自由落下过程中，动能、势能和机械能的变化情况【答案】在物体自由落下的过程中，重力做功，势能转化为动能，但机械能保持不变具体来说，物体的高度降低，势能减少，而动能增加，总机械能保持不变【解析】自由落体运动是一个典型的机械能守恒过程，重力做功导致势能转化为动能，但系统的总机械能保持不变

2.分析一个系统在恒定压力下体积变化过程中，焓的变化情况【答案】在恒定压力下体积变化的过程中，系统的焓可能发生变化具体来说，如果系统吸收热量，焓增加；如果系统释放热量，焓减少【解析】焓是一个热力学状态函数，表示系统的热量含量在恒定压力下体积变化时，系统的焓会随着热量交换而变化

七、综合应用题

1.一个质量为2kg的物体从10m高处自由落下，求物体落地时的速度和机械能的变化情况【答案】物体落地时的速度为14m/s，机械能保持不变【解析】根据机械能守恒定律，物体落地时的动能等于其初始势能，即\\frac{1}{2}mv^2=mgh\，解得\v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times

9.8\times10}\approx14\m/s机械能守恒，因此机械能不变

2.一个系统在恒定压力下体积变化，系统吸收了500J的热量，温度升高了10℃，求系统的焓变化【答案】系统的焓变化为500J【解析】根据焓的定义，焓变化等于系统吸收的热量，即\\DeltaH=Q=500\J因此，系统的焓变化为500J---标准答案

一、单选题

1.C

2.A

3.D

4.C

5.C

6.C

7.C

8.C

9.C

10.C

二、多选题

1.B、C

2.A、B

3.A、B

4.A、B

5.A、B

三、填空题

1.质量、动量、总能量

2.机械能

3.内能

4.总能量、动量

5.质量、内能

四、判断题

1.（√）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（√）

五、简答题

1.在孤立系统中，质量、动量和总能量保持不变这些守恒定律在物理学中有广泛的应用，如力学中的动量守恒、能量守恒，热力学中的质量守恒和能量守恒等

2.在封闭系统中，质量和内能保持不变这些守恒定律在热力学中有广泛的应用，如热力学第一定律、热力学第二定律等

3.机械能守恒定律应用于只有重力或弹力做功的系统，如自由落体运动、抛体运动等

六、分析题

1.在物体自由落下的过程中，重力做功，势能转化为动能，但机械能保持不变具体来说，物体的高度降低，势能减少，而动能增加，总机械能保持不变

2.在恒定压力下体积变化时，系统的焓会随着热量交换而变化如果系统吸收热量，焓增加；如果系统释放热量，焓减少

七、综合应用题

1.物体落地时的速度为14m/s，机械能保持不变

2.系统的焓变化为500J。