高中物理歐姆定律教案

20xx高考物理復(fù)習(xí)知識點：熱力學(xué)定律能量守恒。

一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢？以下是小編為大家精心整理的“20xx高考物理復(fù)習(xí)知識點：熱力學(xué)定律能量守恒”，僅供參考，希望能為您提供參考！

20xx高考物理復(fù)習(xí)知識點：熱力學(xué)定律能量守恒

高考物理復(fù)習(xí)知識點：熱力學(xué)定律能量守恒
一、選擇題(本題共6小題，共48分)
1.已知某氣體的摩爾體積為VA，摩爾質(zhì)量為MA，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是()
A.分子質(zhì)量B.分子體積
C.分子密度D.分子間平均距離
解析：根據(jù)m=MANA可知選項A正確;由于氣體分子間距很大，故無法求出分子的體積和密度，選項B、C錯誤;由V=VANA=d3可知選項D正確.
答案：AD
2.如圖1-13所示為兩分子間距離與分子勢能之間的關(guān)系圖象，則下列
說法中正確的是()
A.當(dāng)兩分子間距離r=r1時，分子勢能為零，分子間相互作用的引力
和斥力也均為零
B.當(dāng)兩分子間距離r=r2時，分子勢能最小，分子間相互作用的引力
和斥力也最小
C.當(dāng)兩分子間距離r
斥力也增大
D.當(dāng)兩分子間距離rr2時，隨著r的增大，分子勢能增大，分子間相互作用的引力和斥力也增大
解析：當(dāng)兩分子間距離r=r1時，分子勢能為零，但rr2時，由圖象可以看出分子勢能隨著r的增大而增大，而分子間相互作用的引力和斥力逐漸減小，選項D錯誤.
答案：C
3.下列說法中正確的是()
A.給輪胎打氣的過程中，輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能不斷增大
B.灑水車在不斷灑水的過程中，輪胎內(nèi)氣體的內(nèi)能不斷增大
C.太陽下暴曬的輪胎爆破，輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能減小
D.拔火罐過程中，火罐能吸附在身體上，說明火罐內(nèi)氣體內(nèi)能減小
解析：給輪胎打氣的過程中，輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量增加，體積幾乎不變，壓強增加，溫度升高，內(nèi)能增加，選項A正確;灑水車內(nèi)水逐漸減小，輪胎內(nèi)氣體壓強逐漸減小，體積增大，對外做功，氣體內(nèi)能減小，選項B錯誤;輪胎爆破的過程中，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小，選項C正確;火罐內(nèi)氣體溫度逐漸降低時，內(nèi)能減小，選項D正確.
答案：ACD
4.根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動理論，可知下列說法正確的是()
A.可以利用高科技手段，將流散到環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
B.理想氣體狀態(tài)變化時，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，氣體的壓強可能減小
C.布朗運動是液體分子的運動，溫度越高布朗運動越劇烈
D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，這在原理上是可行的
解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律知機械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能向機械能的轉(zhuǎn)化是有條件的，A項錯.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動能越大，而氣體壓強大小宏觀上取決于氣體的溫度與體積，溫度升高，若體積增大，氣體的壓強可能減小，B項正確.布朗運動是布朗顆粒的運動而非液體分子的運動，但它反映了液體分子運動的無規(guī)則性，溫度越高，布朗運動越顯著，C項錯誤.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差可以制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，理論上滿足熱力學(xué)第一、第二定律，這在原理上是可行的，D項正確.
答案：BD
5.下面關(guān)于分子力的說法中正確的有()
A.鐵絲很難被拉長，這一事實說明鐵分子間存在引力
B.水很難被壓縮，這一事實說明水分子間存在斥力
C.將打氣管的出口端封住，向下壓活賽，當(dāng)空氣被壓縮到一定程度后很難再壓縮，這一事實說明這時空氣分子間表現(xiàn)為斥力
D.磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實說明分子間存在引力
解析：逐項分析如下
選項診斷結(jié)論
A原來分子間距r等于r0，拉長時rr0，表現(xiàn)為引力√
B壓縮時r
C壓縮到一定程度后，空氣很難再壓縮，是氣體分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生的氣體壓強增大的結(jié)果×
D磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用，不是分子力的作用×
答案：AB
6.電冰箱的制冷設(shè)備是用機械的方式制造人工低溫的裝置，壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，實現(xiàn)制冷作用，那么下列說法中正確的是()
A.打開冰箱門讓壓縮機一直工作，可使室內(nèi)溫度逐漸降低
B.在電冰箱的內(nèi)管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量
C.在電冰箱的外管道中，制冷劑被劇烈壓縮放出熱量
D.電冰箱的工作原理違背了熱力學(xué)第二定律
解析：電冰箱工作過程中，消耗電能的同時部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故室內(nèi)溫度不可能降低，選項A錯誤;制冷劑在內(nèi)管道膨脹吸熱，在外管道被壓縮放熱，選項B、C正確;電冰箱的工作原理并不違背熱力學(xué)第二定律，選項D錯誤.
答案：BC
二、非選擇題(本題共6小題，共52分)
7.某同學(xué)學(xué)到分子動理論后，想估算一瓶純凈水所包含的水分子數(shù)目，已知一瓶純凈水的體積是600mL，則所含水分子的個數(shù)約為________個.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)取6.0×1023mol-1)
解析：根據(jù)m=ρV及n=mM×NA解得：n=2×1025個.
答案：2×1025
8.將下列實驗事實與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來
A.水與酒精混合體積變小
B.固體很難被壓縮
C.細(xì)繩不易拉斷
D.糖在熱水中溶解得快
E.冰凍食品也會變干
a.固體分子也在不停地運動
b.分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān)
c.分子間存在引力
d.分子間存在斥力
e.分子間存在著空隙
它們的對應(yīng)關(guān)系分別是：A-________;B-________;C-________;D-________;E-________(在橫線上填上與實驗事實產(chǎn)生原因前后對應(yīng)的符號).
答案：edcba
9.用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下：
①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2;
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時體積為V0;
③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水;
④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀;
⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上;
⑥計算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個格的兩個格算一格，多于半個格的算一格.
上述實驗步驟中有遺漏和錯誤，遺漏的步驟是____________________;錯誤的步驟是____________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達(dá)式d=________.
解析：本題考查的是用油膜法測分子直徑，意在考查學(xué)生對單分子油膜的理解和粗略估算能力.本實驗中為了使油膜不分裂成幾塊，需在水面上均勻撒上痱子粉;由于本實驗只是一種估算，在數(shù)油膜所覆蓋的坐標(biāo)格數(shù)時，大于半個格的算一個格，少于半個格的舍去;油酸溶液在水面上充分?jǐn)U散后形成一層單分子油膜，油膜厚度可看成分子直徑，由題意可知，油酸溶液的濃度為V1/V2，一滴油酸溶液的體積為V0/n，一滴油酸溶液中含純油酸體積為V1V0nV2，一滴油酸溶液形成的油膜面積為Na2，所以油膜厚度即分子直徑d=V1V0NV2a2n.
答案：將痱子粉均勻撒在水面上錯誤的步驟是⑥，應(yīng)該是不足半個格的舍去，多于半個格的算一格V1V0NV2a2n
10.(1)下列說法正確的是________.
A.空中下落的雨滴呈球形是因為液體有表面張力
B.布朗運動表明了分子越小，分子運動越劇烈
C.由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能源是不會減少的
D.液晶既有液體的流動性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向異性
(2)如圖1-14所示，一個絕熱活塞將絕熱容器分成A、B兩部分，用控制閥K固定活塞，保持A體積不變，給電熱絲通電，則此過程中氣體A的內(nèi)能________，溫度________;拔出控制閥K，活塞將向右移動壓縮氣體B，則氣體B的內(nèi)能________.
解析：(1)布朗運動表明了固體顆粒越小，液體溫度越高，液體分子運動越劇烈，B錯誤;由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是會不斷減少的，能量與能源的意義不同，C錯誤.
(2)給電熱絲通電，A容器溫度升高，氣體內(nèi)能增加;拔出控制閥K，活塞將向右移動壓縮氣體B，對B做正功，氣體B的內(nèi)能增加.
答案：(1)AD(2)增加升高增加
11.一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功1.7×105J，氣體內(nèi)能減少
1.3×105J，則此過程中氣體________(填吸收或放出)的熱量是________J.此后，保持氣體壓強不變，升高溫度，氣體對外界做了5.0×105J的功，同時吸收了
6.0×105J的熱量，則此過程中，氣體內(nèi)能增加了________J.
解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：W=1.7×105J，ΔU=-1.3×105J，代入ΔU=W+Q可得，Q=-3.0×105J，Q為負(fù)值，說明氣體要放出熱量，放出的熱量為3.0×105J;同理W=-5×105J，Q=6×105J，ΔU=W+Q=1.0×105J，即內(nèi)能增加了1.0×105J.
答案：放出3.0×1051.0×105
12.某學(xué)習(xí)小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，
并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將
燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖1-15所
示.
(1)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是________.
A.該密閉氣體分子間的作用力增大
B.該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加
C.該密閉氣體的壓強是由于氣體重力而產(chǎn)生的
D.該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
(2)若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個數(shù)為________.
(3)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了0.6J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了________J;若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度________(填升高、降低或不變).
解析：(1)一切自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減少，B正確;氣球膨脹分子間的距離增大，分子間的作用力減小，A錯誤;氣體的壓強是由于氣體分子頻繁的撞擊容器壁產(chǎn)生的，C錯誤;因氣體分子之間存在間隙，所以密閉氣體的體積大于所有氣體分子的體積之和，D錯誤.
(2)該密閉氣體的分子個數(shù)為n=ρVMNA.
(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q得：ΔU=-0.6J+0.9J=0.3J;氣球在膨脹過程中對外界做功，氣球內(nèi)氣體的溫度必降低.
答案：(1)B(2)ρVMNA(3)0.3降低

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高考物理基礎(chǔ)知識要點復(fù)習(xí)熱力學(xué)定律與能量守恒

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé)，教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助教師掌握上課時的教學(xué)節(jié)奏。教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？小編經(jīng)過搜集和處理，為您提供高考物理基礎(chǔ)知識要點復(fù)習(xí)熱力學(xué)定律與能量守恒，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)全案：第3章熱力學(xué)定律與能量守恒（選修3-4）
【考綱知識梳理】
一、溫度、內(nèi)能、熱量、功的理解
二、改變內(nèi)能的兩種方式
1、改變物體的內(nèi)能通常有兩種方式：做功和熱傳遞。
（1）做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但有本質(zhì)的區(qū)別。
（2）做功涉及到的是內(nèi)能與其它能間的轉(zhuǎn)達(dá)化；而熱傳遞則只涉及到內(nèi)能在不同物體間的轉(zhuǎn)移。
三、對熱力學(xué)第一定律的理解
1、熱力學(xué)第一定律（第一類永動機不能制成）
做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。
（1）內(nèi)容:外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加ΔE，
（2）表達(dá)式:ΔE=Q+W這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律。
表達(dá)式中符號法則:W為正值，表達(dá)外界對物體做功；W為負(fù)值，表示物體對外界做功；
Q為正值，表示物體從外界吸熱；Q為負(fù)值，表示物體對外界放熱；
ΔE為正值，表示物體內(nèi)能增加；ΔE為負(fù)值，表示物體內(nèi)能減少.
2、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消滅或消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，但總能量保持不變。這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.
(1)能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，違背該定律的第一類永動機是無法實現(xiàn)的.
(2)物質(zhì)的不同運動形式對應(yīng)不同形式的能,各種形式的能在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,能的總量守恒.
四、對熱力學(xué)第二定律的理解
1、熱傳導(dǎo)的方向性:熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進行（熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體），但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進行。
2、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性:機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其它的變化.
3、熱力學(xué)第二定律
(1)表述：
①不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）。
②不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。或第二類永動機是不可能制成的。
(2)意義：自然界種進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性.
(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。它從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀現(xiàn)象具有方向性。
3、永動機
（1）第一類永動機不可能制成:不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器被稱為第一類永動機，這種永動機是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律。
（2）第二類永動機：沒有冷凝器，只有單一熱源，并從這個單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機。第二類永動機不可能制成，它雖然不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律。也是不可能制成的。因為機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，而不引起其他變化。熱機的效率不可能達(dá)到100%。
4、熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到｛宇宙溫度下限：－273.15攝氏度（熱力學(xué)零度）｝
【要點名師精解】
類型一熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用
【例1】一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了4.2×105J的熱量，同時氣體對外做了6×105J的功．問：
(1)氣體的內(nèi)能是增加了還是減少了？變化量是多少？
(2)氣體的分子勢能是增加了還是減少了？
(3)氣體分子的平均動能是增加了還是減少了？
解：(1)因為氣體從外界吸熱，所以Q＝＋4.2×105J；又因氣體對外做功，所以W＝－6×105J．
由熱力學(xué)第一定律有：
ΔU＝W＋Q＝－1.8×105J(4分)
ΔU為負(fù)，說明氣體的內(nèi)能減少了1.8×105J．(2分)
(2)因為氣體對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大了，分子力做負(fù)功，氣體分子勢能增加．
(3)因為氣體的內(nèi)能減少，同時氣體分子勢能增加，說明氣體分子的平均動能一定減少了．
【感悟高考真題】
1．（20xx重慶1５）給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子勢能，則胎內(nèi)氣體
A．從外界吸熱B.對外界做負(fù)功
B.分子平均動能減少D.內(nèi)能增加
【答案】A
【解析】胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個溫度不變，壓強減小，體積增大的過程。溫度不變，分子平均動能和內(nèi)能不變。體積增大氣體對外界做正功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體一定從外界吸熱。A正確
2.（09重慶14）密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣（不計分子勢能）（D）
A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，吸收熱量
C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功
3.（09四川16）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（B）
A.在一定條件下物體的溫度可以降到0K
B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加
D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
4.（09廣東物理13）（1）遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法?！般@木取火”是通過方式改變物體的內(nèi)能，把
轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。
（2）某同學(xué)做了一個小實驗：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的，溫度，體積。
答案：（1）做功，機械能；(2)熱量，升高，增大
解析：做功可以增加物體的內(nèi)能；當(dāng)用氣球封住燒瓶，在瓶內(nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)將瓶子放到熱水中，瓶內(nèi)氣體將吸收水的熱量，增加氣體的內(nèi)能，溫度升高，由理氣方程可知，氣體體積增大。
5.（09山東物理36）(8分)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。
（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。
（2）說明BC過程壓強變化的微觀原因
（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。
解析：設(shè)氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，,代入數(shù)據(jù)得。
(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導(dǎo)致氣體壓強減小。
(3)大于；因為TA=TB，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知大于
考點：壓強的圍觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律
【考點精題精練】
1、（20xx江蘇鹽城中學(xué)高三一模）若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程由1狀態(tài)變化到2狀態(tài)，其中表示等壓變化的是(填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體是(填“吸熱”、“放熱”或“既不吸熱也不放熱”)。

2.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）
A.在一定條件下物體的溫度可以降到0K
B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加
D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
答案：B
3.密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣（不計分子勢能）（）
A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，吸收熱量
C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功
答案：D
4、（20xx福建省莆田九中屆高三第四次月考）在一個上下水溫均勻并保持恒溫的水池中，有一個小氣泡緩緩地向上浮起，在氣泡上升過程中正確的結(jié)論是（汽泡內(nèi)是理想氣體）
A．氣泡內(nèi)能減少，放出熱量
B．汽泡內(nèi)能不變，對外做功，吸收熱量
C．氣泡內(nèi)能不變，不放熱也不吸熱
D．氣泡內(nèi)能增加，吸收熱量
答案：B
5、下列敘述中，正確的是(C)
A．物體的溫度越高，分子熱運動就越劇烈，每個分子動能也越大
B．布朗運動就是液體分子的熱運動
C．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能不變
D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可能從低溫物體傳到高溫物體
6、下列有關(guān)熱學(xué)知識的論述正確的是（BD）
A．兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量既能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，也可以自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體
B．在一定條件下，低溫物體可以向高溫物體傳遞能量
C．第一類永動機違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，第二類永動機不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，隨著科技的進步和發(fā)展，第二類永動機可以制造出來
D．溫度是物體分子熱運動平均動能的標(biāo)志
7、列說法中正確的是(C)
A.第二類永動機無法制成是因為它違背了熱力學(xué)第一定律
B.教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運動，這種運動是布朗運動
C.地面附近有一正在上升的空氣團（視為理想氣體），它與外界的熱交換忽略不計。已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該氣團在此上升過程中氣團體積增大，溫度降低
D.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞，不可能由低溫物體傳給高溫物體
8、如圖所示，一圓柱形容器豎直放置，通過活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h，現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時間，結(jié)果使活塞又緩慢上升了h，若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q，已知大氣壓強為，重力加速度為g，不計器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的摩擦，求
（1）氣體的壓強；
（2）這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少？
解析：
（1）
（2）氣體對外做功為
由熱力學(xué)第一定律得：

高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí):熱力學(xué)定律與能量守恒

第3章熱力學(xué)定律與能量守恒
【考綱知識梳理】
一、溫度、內(nèi)能、熱量、功的理解
二、改變內(nèi)能的兩種方式
1、改變物體的內(nèi)能通常有兩種方式：做功和熱傳遞。
（1）做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但有本質(zhì)的區(qū)別。
（2）做功涉及到的是內(nèi)能與其它能間的轉(zhuǎn)達(dá)化；而熱傳遞則只涉及到內(nèi)能在不同物體間的轉(zhuǎn)移。
三、對熱力學(xué)第一定律的理解
1、熱力學(xué)第一定律（第一類永動機不能制成）
做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能。也就是說，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。但從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點看又是有區(qū)別的：做功是其他能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。
（1）內(nèi)容:外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加ΔE，
（2）表達(dá)式:ΔE=Q+W這在物理學(xué)中叫做熱力學(xué)第一定律。
表達(dá)式中符號法則:W為正值，表達(dá)外界對物體做功；W為負(fù)值，表示物體對外界做功；
Q為正值，表示物體從外界吸熱；Q為負(fù)值，表示物體對外界放熱；
ΔE為正值，表示物體內(nèi)能增加；ΔE為負(fù)值，表示物體內(nèi)能減少.
2、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消滅或消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，但總能量保持不變。這就是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.
(1)能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一，違背該定律的第一類永動機是無法實現(xiàn)的.
(2)物質(zhì)的不同運動形式對應(yīng)不同形式的能,各種形式的能在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中,能的總量守恒.
四、對熱力學(xué)第二定律的理解
1、熱傳導(dǎo)的方向性:熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進行（熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體），但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進行。
2、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性:機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其它的變化.
3、熱力學(xué)第二定律
(1)表述：
①不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）。
②不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。或第二類永動機是不可能制成的。
(2)意義：自然界種進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性.
(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。它從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀現(xiàn)象具有方向性。
3、永動機
（1）第一類永動機不可能制成:不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器被稱為第一類永動機，這種永動機是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律。
（2）第二類永動機：沒有冷凝器，只有單一熱源，并從這個單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機。第二類永動機不可能制成，它雖然不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律。也是不可能制成的。因為機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，而不引起其他變化。熱機的效率不可能達(dá)到100%。
4、熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到｛宇宙溫度下限：－273.15攝氏度（熱力學(xué)零度）｝
【要點名師透析】
類型一熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用
【例1】(20xx江蘇高考)(1)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體.下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關(guān)系的是_____.
(2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24kJ的功.現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kJ的熱量.在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小__________kJ，空氣_______(選填“吸收”或“放出”)的總熱量為_____kJ.
(3)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為
1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2L的空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù).(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).
【詳解】(1)由玻意耳定律知pV=C,p與成正比，選B.
(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，第一階段W1=24kJ，ΔU1=0,所以Q1=-24kJ，故放熱；第二階段W2=0，Q2=-5kJ，由熱力學(xué)第一定律知，ΔU2=-5kJ，故在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減少ΔU=ΔU1+ΔU2=-5kJ；兩過程共放出熱量Q=Q1+Q2=
-29kJ，故空氣放出的總熱量為29kJ.
(3)設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有代入數(shù)據(jù)得Δn=3×1022.
類型二熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用
【例2】如圖為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外.
(1)下列說法正確的是_______
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律
(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)系？
【詳解】(1)選B、C.熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過程，故C正確，D錯誤；
由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助.電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能，故B正確，A錯誤.
(2)由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多.
類型三氣體實驗定律與熱力學(xué)定律綜合
【例3】(20xx海南高考)如圖，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強和溫度.已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=αT,α為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的.求：
(1)汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時的體積V1;
(2)在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.
【詳解】(1)在氣體由p=1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由T=2.4T0變?yōu)門1，由查理定律得在氣體溫度由T1變?yōu)門0的過程中，體積由V減小到V1，氣體壓強不變，由蓋—呂薩克定律得解得
(2)在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為W=p0(V-V1)在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少為ΔU=α(T1-T0)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為Q=W+ΔU,解得Q=p0V+αT0
【感悟高考真題】
1.（20xx福建理綜T28（2））一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則該理想氣體的_______。（填選項前的字母）
A.溫度降低，密度增大B.溫度降低，密度減小
C.溫度升高，密度增大D.溫度升高，密度減小
【答案】選D.
【詳解】由熱力學(xué)第一定律，Q=2.5×104J，W=-1.0×104J可知大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，C錯D對.
2.（20xx大綱版全國T14）關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是
A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功
B.氣體體積增大時，其內(nèi)能一定減少
C．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加
D．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少
【答案】選AD
【詳解】如果氣體等溫膨脹，則氣體的內(nèi)能不變，吸收熱量全部用來對外做功，Ａ正確；當(dāng)氣體體積增大時，對外做功，若同時吸收熱量，且吸收的熱量大于或等于對外做功的數(shù)值時，內(nèi)能不會增加，所以Ｂ錯誤；若氣體吸收熱量同時對外做功，其內(nèi)能也不一定增加，C錯誤；若外界對氣體做功同時氣體向外放出熱量，且放出的熱量多于外界對氣體所做的功，則氣體內(nèi)能減少，所以D正確．
3.（20xx江蘇物理T12.A）如題12A-1圖所示，一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是
A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量
B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身
C．轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高
D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量
(2)如題12A-2圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強為P0。現(xiàn)對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2。則在此過程中，氣體分子平均動能_________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了_____________。
(3)某同學(xué)在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kgmol-1，密度ρ=0.895×103kgm-3.若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的體積V與直徑D的關(guān)系為，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
【答案】(1)D(2)增大，（3）
【詳解】（1）該永動機葉片進入水中，吸收熱量而伸展劃水，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，離開水面后向空氣中放熱，葉片形狀迅速恢復(fù)，所以轉(zhuǎn)動的能量來自熱水，由于不斷向空氣釋放熱量，所以水溫逐漸降低，ABC錯，D對。
（2）氣體做等壓變化，體積變大，溫度升高，平均動能增大，內(nèi)能的變化為
（3）一個油酸分子的體積
分子直徑為D=
最大面積帶入數(shù)據(jù)得：S=
4．（20xx重慶1５）給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子勢能，則胎內(nèi)氣體
A．從外界吸熱B.對外界做負(fù)功
B.分子平均動能減少D.內(nèi)能增加
【答案】A
【解析】胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個溫度不變，壓強減小，體積增大的過程。溫度不變，分子平均動能和內(nèi)能不變。體積增大氣體對外界做正功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體一定從外界吸熱。A正確
【考點模擬演練】
1．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()
A．在一定條件下物體的溫度可以降到0K
B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加
D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
【答案】B
【詳解】根據(jù)熱力學(xué)第三定律的絕對零度不可能達(dá)到可知A錯誤；物體從外界吸收熱量、對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減小和不變，C錯誤；壓縮氣體，外界對氣體做正功，可能向外界放熱，內(nèi)能可能減少、溫度降低，D錯誤；物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而引起其他變化是可能的，B正確．
2．下面說法正確的是
()
A．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加
B．我們可以制造一種熱機，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
C．假設(shè)兩個液體分子從緊靠在一起開始相互遠(yuǎn)離，直到無窮遠(yuǎn)處，在這一過程中分子力先做正功后做負(fù)功
D．空調(diào)制冷，雖然是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，但這不違背熱力學(xué)第二定律
【答案】CD
【詳解】根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體吸收熱量但同時對外做功時，物體內(nèi)能有可能減少，A錯；
B選項中描述的現(xiàn)象要實現(xiàn)必須引起其他變化．否則就違背了熱力學(xué)第二定律，B錯；
開始分子力表現(xiàn)為斥力，越過r0位置后分子力表現(xiàn)為引力，所以分子力先做正功后做負(fù)功，C選項正確；
雖然熱量由低溫處向高溫處傳遞，但這引起了其他變化，就是消耗了電能，所以D選項正確．
3.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()
A.在一定條件下物體的溫度可以降到0K
B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加
D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高
【答案】選B.
【詳解】由熱力學(xué)第三定律知，絕對零度不可能達(dá)到，A錯；由熱力學(xué)第二定律知，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，但是將產(chǎn)生其他影響，B對；物體吸收了熱量，若全部用于對外做功，其內(nèi)能不變，C錯；壓縮氣體，若氣體對外放熱，氣體的溫度不一定升高，D錯.
4．溫室效應(yīng)嚴(yán)重威脅著人類生態(tài)環(huán)境的安全，為了減少溫室效應(yīng)造成的負(fù)面影響，有的科學(xué)家受到了啤酒在較高壓強下能夠溶解大量的二氧化碳的啟發(fā)，設(shè)想了一個辦法：可以用壓縮機將二氧化碳送入深海底，永久貯存起來．海底深處，壓強很大，溫度很低，海底深水肯定能夠溶解大量的二氧化碳，這樣就為溫室氣體二氧化碳找到了一個永遠(yuǎn)的“家”，從而避免溫室效應(yīng)．在將二氧化碳送入深海底的過程中，以下說法正確的是
()
A．壓縮機對二氧化碳做功，能夠使其內(nèi)能增大
B．二氧化碳與海水間的熱傳遞能夠使其內(nèi)能減少
C．二氧化碳分子平均動能會減少
D．每一個二氧化碳分子的動能都會減少
【答案】ABC
【詳解】考查熱力學(xué)第一定律．壓縮機壓縮氣體對氣體做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，A對；二氧化碳壓入海底時比海水溫度高，因此將熱量傳遞給海水而內(nèi)能減小，B是對的．二氧化碳溫度降低，分子平均動能減小，但不是每個分子的動能都減小，C正確，D錯．
5．用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實驗是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況．

【答案】不違反熱水溫度降低，冷水溫度升高．轉(zhuǎn)化效率低于100%
【詳解】溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律．
6．(20xx淮州月考)如圖所示，將完全相同的A、B兩球，分別浸沒在初始溫度相同的水和水銀的同一深度處，已知A、B兩球用同一種特殊的材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時，球的體積會明顯地變大．現(xiàn)讓兩種液體的溫度同時緩慢地升高到同一值，發(fā)現(xiàn)兩球膨脹后，體積相等。若忽略繩子、水和水銀由于溫度的變化而引起的體積膨脹，則以下判斷正確的是()
A．因為同一深度處水的壓強較小，所以A球膨脹過程中對外做的功較多
B．因為同一濃度處水銀的壓強較大，所以B球膨脹過程中內(nèi)能增加較多
C．膨脹過程中，A球吸引的熱量較多
D．膨脹過程中，B球吸收的熱量較多
【答案】D
【詳解】本題考查的是熱力學(xué)第一定律的主要內(nèi)容．A、B兩球所處的環(huán)境初末狀態(tài)一致，故兩球的體積增量和溫度增量均相同，所以內(nèi)能增量相同，選項B錯誤．但A球位于水中，B球位于水銀中，由于同一深度處水的壓強較小，故A球膨脹過程中對外做功較少，選項A錯誤，由ΔV＝W＋Q的關(guān)系可知，B球膨脹過程中對外做功較多，故B球膨脹過程中吸收熱量較多，選項D正確．
7．某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．關(guān)于實際氣體的下列說法中正確的是()
A．在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁的頂部沒有作用力
B．若氣體膨脹對外界做功，則分子勢能一定增大
C．若氣體被壓縮，外界對氣體做功，則氣體內(nèi)能一定增加
D．若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，則氣體分子的動能一定不變
【答案】B
【詳解】在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體仍然有壓強，氣體對器壁的頂部有作用力，所以A錯誤；體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢能增加，B正確；外界對氣體做功，但氣體有可能向外界放熱，所以內(nèi)能的變化情況不能確定，C錯誤；氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，所以內(nèi)能不變，但分子勢能增大了，所以分子動能一定減小，即D錯誤．
8．(20xx通州檢測)把一定的熱量傳給一定量的氣體，則()
A．該氣體的內(nèi)能一定增加
B．該氣體的內(nèi)能有可能減小
C．該氣體的壓強一定不會減小
D．該氣體的體積一定不會減小
【答案】B
【詳解】氣體吸收一定的熱量，可能同時對外做功．若氣體吸收的熱量小于氣體對外做的功，則內(nèi)能將減少，所以A錯誤，B正確．氣體吸收熱量，可能同時對外做功，則氣體體積將增大，氣體分子密集程度變小，所以氣體壓強可能減小，C、D均錯誤．
9．(1)蒸汽機、內(nèi)燃機等熱機以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，我們把這些氣體稱為工質(zhì)．某熱機經(jīng)過一個循環(huán)后，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰酫1，對外做功W，又對低溫?zé)嵩捶艧酫2，工質(zhì)完全恢復(fù)初始狀態(tài)，內(nèi)能沒有變化．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個循環(huán)中，Q1、Q2、W三者之間滿足的關(guān)系是________．熱機的效率η＝WQ1不可能達(dá)到100%，從能量轉(zhuǎn)換的角度，說明________能不能完全轉(zhuǎn)化為________能．
(2)如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線．圖中等溫線Ⅰ對應(yīng)的溫度比等溫線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度要________(填“高”或“低”)．在同一等溫線下，如果該氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼腳_______倍．
【答案】(1)Q1－Q2＝W內(nèi)機械(2)低1/2
【詳解】(1)本題考查熱力學(xué)第一定律．由熱力學(xué)第一定律可得，ΔU＝W＋Q，Q1－W－Q2＝0，Q1－Q2＝W.
(2)本題考查氣體定律．在兩等溫線上取體積相等的兩個狀態(tài)，可見等溫線Ⅰ的壓強小于等溫線Ⅱ的壓強，由pVT＝C可得，等溫線Ⅰ的溫度低于等溫線Ⅱ的溫度；在等溫條件下，可得如果氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?/2倍．
10．內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強為1.0×105Pa，體積為2.0×10－3m3的理想氣體，現(xiàn)在活塞上緩慢倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄?br> (1)求汽缸內(nèi)氣體的壓強；
(2)若封閉氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，在上述過程中外界對氣體做功145J，封閉氣體吸收還是放出熱量？熱量是多少？
【答案】(1)2.0×105Pa(2)放出熱量145J
【詳解】(1)封閉氣體做等溫變化，由玻意耳定律p1V1＝p2V2，
得氣體的壓強p2＝p1V1V2＝1×105×2×10－31×10－3Pa＝2.0×105Pa.
(2)因為氣體做等溫變化，所以內(nèi)能不變，即ΔU＝0
根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，
得熱量Q＝－W＝－145J
說明封閉氣體放出熱量，熱量為145J.

高考物理第一輪導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí)：熱力學(xué)定律能量守恒定律

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
十二、熱學(xué)（3）

【課題】熱力學(xué)定律能量守恒定律
【目標(biāo)】
1.理解熱力學(xué)第一定律，會進行簡單計算；
2.理解能量守恒定律，理解第一類永動機不可制成的原理；
3.理解熱力學(xué)第二定律兩種不同表述的等價性，理解第二類永動機不可制成的原理。
【導(dǎo)入】
一、改變內(nèi)能的兩種方式
1、做功：是其它形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程．內(nèi)能的改變可以用做功的數(shù)值來量度．
2、熱傳遞：是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程，或者是同一物體內(nèi)部中內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．內(nèi)能的改變是用傳遞的熱量來量度．熱傳遞是發(fā)生在溫度不同的兩物體之間，熱量從高溫物體向低溫物體傳遞。
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射．
3、做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但有本質(zhì)區(qū)別。

二、熱力學(xué)第一定律
1、內(nèi)容：如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞，那么物體內(nèi)能的增加⊿U等于外界對物體所做的功加上物體從外界吸收的熱量Q，公式為⊿U＝W＋Q。
注意：⊿U、W、Q均可取正、負(fù)，具體是：
內(nèi)能增加⊿U取正值，減少取負(fù)值；
外界對物體做功，W取正值，物體對外界做功取負(fù)值；
物體吸熱Q取正值，放熱取負(fù)值．
2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律，不同形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。
3、第一類永動機（不消耗能源的機械）不可能造成
三．能源、環(huán)境
1、常規(guī)能源：人們把煤、石油、天然氣叫做常規(guī)能源。但是，○1常規(guī)能源有限，○2常規(guī)能源帶來的環(huán)境問題：溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧、污染等．
2、新能源的開發(fā)①流動的空氣——風(fēng)能②水的流動---水能③太陽能④沼氣⑤核能

【導(dǎo)研】
[例1]（1）如圖所示的實驗裝置，把沾有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒內(nèi)底部，當(dāng)很快向下壓活塞時，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高達(dá)到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實驗的目的是要說明對物體（）
A．做功可以增加物體的熱量
B．做功可以改變物體的內(nèi)能
C．做功一定會升高物體的溫度
D．做功一定會增加物體的內(nèi)能

（2）在輪胎爆炸這一短暫過程中，關(guān)于輪胎內(nèi)的氣體，下列敘述正確的是（）
A．氣體膨脹，溫度不變B．氣體膨脹，溫度升高
C．氣體膨脹，溫度下降D．壓強不變，內(nèi)能增大

[例2]右圖為電冰箱的工作原理圖，壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，那么，下列說法中正確的是（）
A．在冰箱內(nèi)的管道中，致冷劑迅速膨脹并吸收熱量
B．在冰箱外的管道中，致冷劑迅速膨脹并放出熱量
C．在冰箱內(nèi)的管道中，致冷劑被劇烈壓縮并吸收熱量
D．在冰箱內(nèi)的管道中，致冷劑被劇烈壓縮并放出熱量

[例3]下面設(shè)想符合能量守恒定律的是（）
A．利用永久磁鐵間的作用力造一臺永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動的機器
B．做成一條船利用河水的能量逆水航行
C．通過太陽照射飛機使飛機起飛
D．不用任何燃料使河水升溫

[例5]如下圖所示，密閉絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部．另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處于自然長度時的彈性勢能為零)．現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經(jīng)過多次往復(fù)運動后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡態(tài)，經(jīng)過此過程()
A．Ep全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能
B．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能
C．Ep全部轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能和氣體的內(nèi)能
D．Ep一部分轉(zhuǎn)換為活塞的重力勢能，一部分轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能
[例6]（2009學(xué)年第一學(xué)期徐匯區(qū)高三年級物理期末卷）一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖所示，其中AB段與t軸平行，已知在狀態(tài)A時氣體的體積為10L，那么變到狀態(tài)B時氣體的體積為______L，變到狀態(tài)C時氣體的壓強是0℃時氣體壓強的______倍。

【導(dǎo)練】
1．下述做法能改善空氣質(zhì)量的是()
A．以煤等燃料作為主要生活燃料
B．利用太陽能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源
C．鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車
D．限制使用電動車

2．對一定量的氣體，下列說法正確的是()
A、在體積緩慢地不斷增大的過程中，氣體一定對外界做功
B、在壓強不斷增大的過程中，外界對氣體一定做功
C、在體積不斷被壓縮的過程中，內(nèi)能一定增加
D、在與外界沒有發(fā)生熱量交換的過程中，內(nèi)能一定不變

3．如圖所示，絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣（視為理想氣體）。初始時，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強大于氧氣的壓強，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法中正確的是()
A．初始時氫分子的平均動能大于氧分子的平均動能
B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時，氫氣的內(nèi)能比初始時的小
C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣
D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小
4．(09上海市崇明縣）如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止。設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導(dǎo)熱性良好使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結(jié)論中正確的是（）
A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些；
B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大；
C．若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小；
D．若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大。

5．如下圖所示的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，將突然迅速向下壓活塞的過程設(shè)為甲過程，將緩慢地向下壓活塞的過程設(shè)為乙過程．已知甲、乙兩個過程中氣體初態(tài)和末態(tài)的體積相同，不考慮活塞與汽缸的摩擦及大氣壓的變化．則下列說法正確的是()
A．兩過程大氣壓力對活塞做的功一樣多
B．甲過程汽缸內(nèi)氣體末態(tài)內(nèi)能比乙過程氣體末態(tài)內(nèi)能大
C．甲過程中氣體的壓強不斷增大，乙過程中氣體的壓強不變
D．甲過程汽缸內(nèi)每個分子對缸壁的沖力增大，乙過程汽缸內(nèi)每個分子對缸壁的沖力減小

6．如下圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用不導(dǎo)熱的活塞封閉的內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸內(nèi)，氣缸豎直放置，缸內(nèi)安裝一電熱絲，活塞質(zhì)量為m，橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，重力加速度為g.開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將電熱絲通電給氣體緩慢加熱，測得電熱絲兩端電壓為U，通過的電流為I.經(jīng)過時間t，活塞緩慢向上移動距離L0.求：
(1)氣體對外所做的功；
(2)氣體內(nèi)能的增量．

熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律

教學(xué)目標(biāo)
（1）知道熱力學(xué)第一定律，理解能量守恒定律
（2）對熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式有簡單認(rèn)識
（3）知道永動機是不可能的

教學(xué)建議

教材分析

分析一：本節(jié)由改變物體內(nèi)能的兩種方式引出熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上結(jié)合以往的知識總結(jié)出能量守恒定律，最后通過能量守恒定律闡述永動機是不可能的．
分析二：根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，物體內(nèi)能的改變量，運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內(nèi)能增加時，為正，物體內(nèi)能減少時，為負(fù)；外界對物體做功時，為正，物體對外界做功時，為負(fù)；物體吸收熱量時，為正，物體放出熱量．
分析三：各種形式的能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中保持總量不變，無任何附加條件，而某種或幾種能的守恒是要有條件的（例如機械能守恒需要對于系統(tǒng)只有重力或彈力做功）．

教法建議

建議一：在講完熱力學(xué)第一定律后，給出其表達(dá)式，為增進學(xué)生對其理解，最好能舉出實際例子，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計算或解釋．
建議二：在講能量守恒定律后，最好能用它對以往所學(xué)知識進行一個簡單的總結(jié)．要使學(xué)生認(rèn)識到能量守恒定律是一個普遍的規(guī)律，熱力學(xué)第一定律是其一個具體表達(dá)形式．另外，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，闡述能量守恒定律的重要意義，可以簡單介紹一下19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)．

教學(xué)設(shè)計示例

教學(xué)重點：熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律

教學(xué)難點：永動機

一、熱力學(xué)第一定律

改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞．

運用此公式時，需要注意各物理量的符號：物體內(nèi)能增加時，為正，物體內(nèi)能減少時，為負(fù)；外界對物體做功時，為正，物體對外界做功時，為負(fù)；物體吸收熱量時，為正，物體放出熱量時，為負(fù)．

例1：下列說法中正確的是：

A、物體吸收熱量，其內(nèi)能必增加

B、外界對物體做功，物體內(nèi)能必增加

C、物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能減少

D、物體溫度不變，其內(nèi)能也一定不變

答案：C

評析：在分析問題時，要求考慮比較周全，既要考慮到內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，又要考慮到改變內(nèi)能也有兩種方式：做功和熱傳遞．

例題2：空氣壓縮機在一次壓縮中，空氣向外界傳遞的熱量2.0×105J，同時空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J.這時空氣對外做了多少功？

解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律知

1.5×105J-2.0×105J=-0.5×105J

所以此過程中空氣對外做了0.5×105J的功．

二、能量守恒定律

1、復(fù)習(xí)各種能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變．（學(xué)生看書學(xué)習(xí)能量守恒定律內(nèi)容）．

3、能量守恒定律的歷史意義．

三、永動機

永動機的原理違背了能量守恒定律，所以是不可能的．

舉例說明幾種永動機模型

四、作業(yè)

探究活動
題目：永動機
組織：分組
方案：收集有關(guān)永動機的材料，并運用所學(xué)知識說明永動機是不可能的
評價：材料的豐富性