高中物理歐姆定律教案

高考物理基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)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(shí)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(shí)要點(diǎn)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(shí)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(dòng)機(jī)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(diǎn)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(hào)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(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)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(dòng)機(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的.
(2)物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)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(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行（熱量會(huì)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(jìn)行。
2、機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性:機(jī)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(jī)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(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。或第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。
(2)意義：自然界種進(jìn)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(dòng)機(jī)
（1）第一類永動(dòng)機(jī)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(jī)器被稱為第一類永動(dòng)機(jī)，這種永動(dòng)機(jī)是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律。
（2）第二類永動(dòng)機(jī)：沒有冷凝器，只有單一熱源，并從這個(gè)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(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī)。第二類永動(dòng)機(jī)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?yàn)闄C(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，機(jī)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(jī)械能，而不引起其他變化。熱機(jī)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(diǎn)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(shí)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(dòng)能是增加了還是減少了？
解：(1)因?yàn)闅怏w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?yàn)闅怏w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?yàn)闅怏w的內(nèi)能減少，同時(shí)氣體分子勢能增加，說明氣體分子的平均動(dòng)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(jì)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(dòng)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(gè)溫度不變，壓強(qiáng)減小，體積增大的過程。溫度不變，分子平均動(dòng)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(jì)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(shí)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(jìn)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(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的，溫度，體積。
答案：（1）做功，機(jī)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(shí)的體積。
（2）說明BC過程壓強(qiáng)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(shí)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(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。
(3)大于；因?yàn)門A=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(diǎn)：壓強(qiáng)的圍觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律
【考點(diǎn)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(jì)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(gè)上下水溫均勻并保持恒溫的水池中，有一個(gè)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(yùn)動(dòng)就越劇烈，每個(gè)分子動(dòng)能也越大
B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)
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(shí)的論述正確的是（BD）
A．兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，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(dòng)機(jī)違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來
D．溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志
7、列說法中正確的是(C)
A.第二類永動(dòng)機(jī)無法制成是因?yàn)樗`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(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)
C.地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)（視為理想氣體），它與外界的熱交換忽略不計(jì)。已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中氣團(tuán)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(shí)間，結(jié)果使活塞又緩慢上升了h，若這段時(shí)間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q，已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為g，不計(jì)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(qiáng)；
（2）這段時(shí)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：

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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(xiàng)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(xiàng)B、C錯(cuò)誤;由V=VANA=d3可知選項(xiàng)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，分子勢能為零，但rr2時(shí)，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(xiàng)D錯(cuò)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(qiáng)增加，溫度升高，內(nèi)能增加，選項(xiàng)A正確;灑水車內(nèi)水逐漸減小，輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)逐漸減小，體積增大，對外做功，氣體內(nèi)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;輪胎爆破的過程中，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小，選項(xiàng)C正確;火罐內(nèi)氣體溫度逐漸降低時(shí)，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D正確.
答案：ACD
4.根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)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(shí)，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)可能減小
C.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)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(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化是有條件的，A項(xiàng)錯(cuò).溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，而氣體壓強(qiáng)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(qiáng)可能減小，B項(xiàng)正確.布朗運(yùn)動(dòng)是布朗顆粒的運(yùn)動(dòng)而非液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，C項(xiàng)錯(cuò)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(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(xiàng)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(shí)說明鐵分子間存在引力
B.水很難被壓縮，這一事實(shí)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(shí)說明這時(shí)空氣分子間表現(xiàn)為斥力
D.磁鐵可以吸引鐵屑，這一事實(shí)說明分子間存在引力
解析：逐項(xiàng)分析如下
選項(xiàng)診斷結(jié)論
A原來分子間距r等于r0，拉長時(shí)rr0，表現(xiàn)為引力√
B壓縮時(shí)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(qiáng)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(jī)械的方式制造人工低溫的裝置，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，實(shí)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(jī)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(shí)部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故室內(nèi)溫度不可能降低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;制冷劑在內(nèi)管道膨脹吸熱，在外管道被壓縮放熱，選項(xiàng)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(xiàng)D錯(cuò)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(dòng)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(gè)數(shù)約為________個(gè).(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(gè).
答案：2×1025
8.將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)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(huì)變干
a.固體分子也在不停地運(yùn)動(dòng)
b.分子運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)事實(shí)產(chǎn)生原因前后對應(yīng)的符號(hào)).
答案：edcba
9.用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格.
上述實(shí)驗(yàn)步驟中有遺漏和錯(cuò)誤，遺漏的步驟是____________________;錯(cuò)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)只是一種估算，在數(shù)油膜所覆蓋的坐標(biāo)格數(shù)時(shí)，大于半個(gè)格的算一個(gè)格，少于半個(gè)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(cuò)誤的步驟是⑥，應(yīng)該是不足半個(gè)格的舍去，多于半個(gè)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?yàn)橐后w有表面張力
B.布朗運(yùn)動(dòng)表明了分子越小，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈
C.由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知道，能源是不會(huì)減少的
D.液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向異性
(2)如圖1-14所示，一個(gè)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(dòng)壓縮氣體B，則氣體B的內(nèi)能________.
解析：(1)布朗運(yùn)動(dòng)表明了固體顆粒越小，液體溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，B錯(cuò)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(huì)不斷減少的，能量與能源的意義不同，C錯(cuò)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(dòng)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(qiáng)不變，升高溫度，氣體對外界做了5.0×105J的功，同時(shí)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(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，
并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將
燒瓶放進(jìn)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(qiáng)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(shí)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(gè)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(shí)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(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)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(cuò)誤;氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁的撞擊容器壁產(chǎn)生的，C錯(cuò)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(cuò)誤.
(2)該密閉氣體的分子個(gè)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

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(huì)進(jìn)行簡單計(jì)算；
2.理解能量守恒定律，理解第一類永動(dòng)機(jī)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(jià)性，理解第二類永動(dòng)機(jī)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(shí)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(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)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(dòng)機(jī)（不消耗能源的機(jī)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(dòng)的空氣——風(fēng)能②水的流動(dòng)---水能③太陽能④沼氣⑤核能

【導(dǎo)研】
[例1]（1）如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(shí)，由于被壓縮的氣體驟然變熱，溫度升高達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實(shí)驗(yàn)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(huì)升高物體的溫度
D．做功一定會(huì)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(qiáng)不變，內(nèi)能增大

[例2]右圖為電冰箱的工作原理圖，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)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(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)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(jī)使飛機(jī)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(jì)，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(shí)彈簧的彈性勢能為Ep(彈簧處于自然長度時(shí)的彈性勢能為零)．現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(shí)氣體的體積為10L，那么變到狀態(tài)B時(shí)氣體的體積為______L，變到狀態(tài)C時(shí)氣體的壓強(qiáng)是0℃時(shí)氣體壓強(qiáng)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(lì)私人購買和使用汽車代替公交車
D．限制使用電動(dòng)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(qiáng)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(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，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(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，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(shí)氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能
B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)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(dòng)，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(gè)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(qiáng)不斷增大，乙過程中氣體的壓強(qiáng)不變
D．甲過程汽缸內(nèi)每個(gè)分子對缸壁的沖力增大，乙過程汽缸內(nèi)每個(gè)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(qiáng)為p0，重力加速度為g.開始時(shí)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(shí)間t，活塞緩慢向上移動(dòng)距離L0.求：
(1)氣體對外所做的功；
(2)氣體內(nèi)能的增量．

20xx高三物理考點(diǎn)解析：熱力學(xué)定律與能量守恒

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn)，幫助教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《20xx高三物理考點(diǎn)解析：熱力學(xué)定律與能量守恒》，僅供參考，歡迎大家閱讀。

20xx高三物理考點(diǎn)解析：熱力學(xué)定律與能量守恒

考點(diǎn)45熱力學(xué)定律與能量守恒

考點(diǎn)名片

考點(diǎn)細(xì)研究：熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律、熱力學(xué)第二定律等。其中考查到的如：20xx年全國卷第33題(1)、20xx年全國卷第33題(1)、20xx年北京高考第13題、20xx年全國卷第33題(2)、20xx年全國卷第33題(2)、20xx年重慶高考第10題(2)、20xx年江蘇高考第12題A(3)、20xx年全國卷第33題、20xx年重慶高考第10題、20xx年山東高考第37題、20xx年山東高考第36題、20xx年北京高考第13題等。

備考正能量：本考點(diǎn)為高考的重點(diǎn)內(nèi)容。熱力學(xué)定律和能量守恒定律是物理學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容之一?？疾橹攸c(diǎn)是對熱力學(xué)定律、能量守恒定律的理解和計(jì)算以及對功、熱和內(nèi)能的認(rèn)識(shí)等。主要題型為選擇題、計(jì)算題，其中選擇題多為中等難度題。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典

1.如圖所示，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(qiáng)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()

A．氣體分子平均動(dòng)能增大

B．氣體分子平均動(dòng)能不變

C．氣體分子平均動(dòng)能減小

D．氣體內(nèi)能變化了Q＋p0(V2－V1)

答案A

解析氣體等壓膨脹，由＝C，體積V增大，故溫度T升高；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，故選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋W，而W＝－p0SΔL＝－p0ΔV＝－p0(V2－V1)，所以氣體內(nèi)能變化了ΔU＝Q－p0(V2－V1)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2．下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一項(xiàng)是()

A．根據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%

B．做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的

C．溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同

D．物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)律的

答案C

解析熱機(jī)不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其效率不可能達(dá)到100%，A錯(cuò)誤。做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變內(nèi)能，而熱傳遞是通過內(nèi)能轉(zhuǎn)移改變內(nèi)能，B錯(cuò)誤。單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，D錯(cuò)誤。C的說法是正確的。

3．關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說法正確的是()

A．一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大

B．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體

C．若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大

D．若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大

答案D

解析熱力學(xué)第一定律指出改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，A錯(cuò)誤。熱力學(xué)第二定律指出熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體，但借助外界可以實(shí)現(xiàn)熱量由低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱、空調(diào)等，B錯(cuò)誤。若分子間距小于r0，分子勢能隨分子間距的增大而減小，若分子間距大于r0，分子勢能隨分子間距的增大而增大，C錯(cuò)誤。分子間的引力和斥力都隨分子間距的減小而增大，D正確。

4．關(guān)于熱量、功和內(nèi)能三個(gè)物理量，下列說法中正確的是()

A．熱量、功和內(nèi)能三者的物理意義相同，只是說法不同

B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度

C．熱量、功和內(nèi)能的單位不同

D．功由過程決定，而熱量和內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定

答案B

解析熱量、功和內(nèi)能是三個(gè)不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯(cuò)誤；功與熱量都是能量轉(zhuǎn)化的量度，熱量和功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度，故B正確；熱量、功和內(nèi)能的單位相同，都是焦耳，故C錯(cuò)誤；功和熱量由過程決定，內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定，故D錯(cuò)誤。

5．在水池中，一個(gè)氣泡從池底浮起，此過程可認(rèn)為氣泡的溫度不變，氣泡內(nèi)氣體視為理想氣體。則()

A．外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡吸熱

B．外界對氣泡做功，同時(shí)氣泡放熱

C．氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡吸熱

D．氣泡對外界做功，同時(shí)氣泡放熱

答案C

解析隨著氣泡的上升，壓強(qiáng)減小，因?yàn)闇囟炔蛔?，根?jù)＝C，所以體積增大，氣泡對外做功；根據(jù)ΔU＝W＋Q溫度不變，所以ΔU＝0，W0，所以Q0，即氣泡吸熱，選項(xiàng)C正確。

6．如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣()

A．放熱

B．壓強(qiáng)減小

C．分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇

D．分子間的引力和斥力都減小

答案A

解析溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對氣體做功，W0，又因ΔU＝0，由ΔU＝W＋Q知，Q0，即氣體放出熱量，A正確，B錯(cuò)誤。因?yàn)闇囟炔蛔?，C錯(cuò)誤。因?yàn)闅怏w體積減小，所以分子間的引力和斥力都增大，D錯(cuò)誤。

7．(多選)下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()

A．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律

B．能量耗散過程中能量不守恒

C．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，違背了熱力學(xué)第二定律

D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性

E．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功

答案ADE

解析第一類永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量卻可以不斷對外做功的機(jī)器，違背了能量守恒定律，A正確；能量耗散過程中能量仍是守恒的，B錯(cuò)誤；電冰箱在電機(jī)做功情況下，不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，沒有違背熱力學(xué)第二定律，C錯(cuò)誤；能量耗散具有方向性，D正確；物體在引起其他變化時(shí)可以從單一熱源吸收熱量并全部用于做功，E正確。

8.(多選)如圖所示，導(dǎo)熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸的內(nèi)壁光滑?，F(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，由狀態(tài)變化到狀態(tài)，在此過程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說法正確的是()

A．氣體分子平均動(dòng)能不變

B．氣體內(nèi)能減少

C．氣體吸收熱量

D．氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)

E．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律

答案ACE

解析汽缸是導(dǎo)熱的，封閉汽缸氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同，保持不變，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故A正確；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān)，內(nèi)能不變，B錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能不變，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知?dú)怏w吸收熱量，C正確；氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，同時(shí)伴隨著外力F的作用，即引起了其他的變化，所以此過程不違反熱力學(xué)第二定律，E正確，D錯(cuò)誤。

9.(多選)如圖所示，在活塞可自由移動(dòng)的豎直放置的汽缸中，將一個(gè)熱敏電阻(電阻率隨溫度升高而減小)R置于汽缸中，熱敏電阻與容器外的電源E和電流表組成閉合回路，電路中的電流很小，電阻R上產(chǎn)生的熱量可以不計(jì)。汽缸中封閉一定質(zhì)量的氣體(不計(jì)分子間的作用力，外界大氣壓恒定不變)，在某一段時(shí)間內(nèi)電流表的讀數(shù)逐漸增大，則在這段時(shí)間內(nèi)汽缸中氣體()

A．壓強(qiáng)增大B．分子平均動(dòng)能增大

C．向外界放熱D．對外界做功

答案BD

解析汽缸中氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋恒定不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)逐漸增大，說明熱敏電阻的阻值減小，汽缸中氣體的溫度增大，所以氣體分子平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確；汽缸中氣體的溫度增大，壓強(qiáng)不變，根據(jù)＝C(常數(shù))可知，氣體的體積增大，即氣體對外界做功，選項(xiàng)D正確；溫度增大，說明氣體的內(nèi)能增大，又氣體對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。本題答案為BD。

10.(多選)如圖，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。汽缸壁和隔板均絕熱。初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等?，F(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比()

A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變

B．左右兩邊氣體溫度都升高

C．左邊氣體壓強(qiáng)增大

D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲產(chǎn)生的熱量

答案BC

解析由于汽缸和活塞都絕熱，沒有熱傳遞。當(dāng)電熱絲通電后，右邊的氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，而左邊壓強(qiáng)不變，右邊氣體對隔板的壓力大于左邊，將隔板向左推，壓縮左邊的氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，左邊氣體內(nèi)能增加，氣體的溫度升高，根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律，左邊的氣體壓強(qiáng)增大，A錯(cuò)誤，B、C正確；由于右邊氣體通過活塞對左邊氣體做功要消耗內(nèi)能，右邊氣體內(nèi)能的增加值為電熱絲產(chǎn)生的熱量減去對左邊氣體所做的功，D錯(cuò)誤。

二、真題與模擬

11．20xx·全國卷](多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()

A．氣體吸熱后溫度一定升高

B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能

C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱

D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

E．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡

答案BDE

解析只知道氣體吸收熱量，不明確做功情況，無法判斷內(nèi)能變化，A錯(cuò)誤。做功可以改變物體的內(nèi)能，B正確。等壓膨脹過程，體積增大，溫度升高，在對外做功的情況下內(nèi)能增加，因此一定吸熱，C錯(cuò)誤。D是熱力學(xué)第二定律的一種表述，D正確。E是熱平衡定律，E正確。

12．20xx·全國卷](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線經(jīng)過原點(diǎn)O。下列判斷正確的是()

A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等

B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能

C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功

D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功

E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功

答案ABE

解析在pT圖象中過原點(diǎn)的傾斜直線都是等容線，a、c在同一等容線上，體積相等，A正確。一定質(zhì)量的理想氣體，分子數(shù)確定，不計(jì)分子勢能，因此內(nèi)能只與溫度有關(guān)，由圖象知TaTc，B正確。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，在c→d中T不變，即ΔU＝0，W＝－Q，即向外界放出的熱量等于外界對氣體做的功，C錯(cuò)誤。d→a中，溫度升高，ΔU0，由p不變，T升高，可知V增大，W0，Q＝ΔU＋|W|，可見氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功，D錯(cuò)誤。b→c為等壓變化，有＝，外界對氣體做功Wbc＝pc(Vb－Vc)＝(Tb－Tc)。d→a為等壓變化，有＝，氣體對外界做功Wda＝pa(Va－Vd)＝(Ta－Td)，由＝及Tb－Tc＝Ta－Td可知，Wbc＝Wda，E正確。

13．20xx·北京高考]下列說法正確的是()

A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小

B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減小

C．物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加

D．物體放出熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能不變

答案C

解析由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，若物體放出熱量，如果外界對物體做正功，則ΔU不一定為負(fù)值，即內(nèi)能不一定減少，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可分析出，B項(xiàng)和D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。

14.20xx·全國卷](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示。下列判斷正確的是()

A．過程ab中氣體一定吸熱

B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱

C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱

D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小

E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同

答案ADE

解析對封閉氣體，由題圖可知a→b過程，氣體體積V不變，沒有做功，而溫度T升高，則為吸熱過程，A項(xiàng)正確。b→c過程為等溫變化，壓強(qiáng)減小，體積增大，對外做功，則為吸熱過程，B項(xiàng)錯(cuò)誤。c→a過程為等壓變化，溫度T降低，內(nèi)能減少，體積V減小，外界對氣體做功，依據(jù)W＋Q＝ΔU，外界對氣體所做的功小于氣體所放的熱，C項(xiàng)錯(cuò)誤。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，Tapc，顯然E項(xiàng)正確。

15．20xx·重慶高考]重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()

A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小

B．吸收熱量，內(nèi)能增大

C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大

D．對外做功，分子平均動(dòng)能減小

答案B

解析儲(chǔ)氣罐中氣體體積不變，氣體不做功，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體壓強(qiáng)增大，氣體內(nèi)能增大，分子平均動(dòng)能增大；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸熱，故選項(xiàng)B正確。

16．20xx·河北邯鄲模擬](多選)關(guān)于一定量的氣體，下列說法正確的是()

A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和

B．只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低

C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零

D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加

E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高

答案ABE

解析氣體分子間有間隙，氣體體積為氣體分子所能到達(dá)的空間的體積，A正確。氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度為氣體溫度的微觀解釋，B正確。氣體壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁碰撞容器壁引起的，與重力無關(guān)，C錯(cuò)誤。由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，D錯(cuò)誤。由蓋—呂薩克定律，等壓過程中＝C，由于V增大，則T增大，E正確。

17．20xx·浙江質(zhì)檢]某未密閉房間內(nèi)的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內(nèi)空氣緩慢加熱，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)()

A．室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小

B．室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能比室外的大

C．室內(nèi)空氣的密度比室外的大

D．室內(nèi)空氣對室外空氣做了負(fù)功

答案B

解析室內(nèi)和室外是相通的，故氣體壓強(qiáng)相同，A錯(cuò)誤。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，室內(nèi)空氣溫度高則分子平均動(dòng)能大，B正確。根據(jù)壓強(qiáng)的微觀解釋知，室內(nèi)、外氣體壓強(qiáng)一樣，室內(nèi)的分子平均動(dòng)能大，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)少，密度小，C錯(cuò)誤。室內(nèi)氣體相當(dāng)于等壓膨脹，對外界做正功，D錯(cuò)誤。

18．20xx·河北石家莊一模](多選)以下說法正確的是()

A．影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距

B．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程

C．用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上，待測油酸面擴(kuò)散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮

D．液晶具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的各向異性，從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的

E．溫度高的物體分子平均動(dòng)能和內(nèi)能一定大

答案ACD

解析影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距，差距越大蒸發(fā)越快，人們感覺干燥，差距越小蒸發(fā)越慢，人們感覺空氣潮濕，A正確。功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆的，B錯(cuò)誤。由實(shí)驗(yàn)過程知，C正確。液晶的特點(diǎn)就是液晶既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的各向異性，從某個(gè)方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的，D正確。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能由平均動(dòng)能、勢能和分子數(shù)共同決定，E錯(cuò)誤。

19．20xx·廣西調(diào)研](多選)如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的體積V和攝氏溫度t變化關(guān)系的Vt圖象，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的是()

A．氣體的內(nèi)能增大

B．氣體的內(nèi)能不變

C．氣體的壓強(qiáng)減小

D．氣體的壓強(qiáng)不變

E．氣體對外做功，同時(shí)從外界吸收能量

答案ACE

解析由題圖可知，理想氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，溫度升高，內(nèi)能增大，故A正確，B錯(cuò)誤；在Vt圖象中等壓線是延長線過－273.15的直線，斜率越大，壓強(qiáng)越小，如圖所示，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，壓強(qiáng)減小，故C正確，D錯(cuò)誤；從狀態(tài)A到狀態(tài)B，體積增大，氣體對外做功，W0，溫度升高，內(nèi)能增大，ΔU0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q0，即氣體從外界吸收熱量，故E正確。

20．20xx·石家莊質(zhì)檢](多選)下列說法正確的是()

A．液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出

B．質(zhì)量相等的80℃的液態(tài)萘和80℃的固態(tài)萘相比，具有不同的分子勢能

C．單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性

D．液體表面層分子的勢能比液體內(nèi)部分子的勢能大

E．理想氣體等溫膨脹時(shí)從單一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功，這一過程違反了熱力學(xué)第二定律

答案BCD

解析蒸汽達(dá)到飽和是一種動(dòng)態(tài)平衡，同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)出液體的分子數(shù)量相等，不是沒有分子飛出，A錯(cuò)誤。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢能的總和，質(zhì)量相等的同種物質(zhì)，則分子數(shù)相同；溫度相同，即總動(dòng)能相等；由于物態(tài)不同，內(nèi)能不同，一定是分子勢能不同，選項(xiàng)B正確。多晶體由于各個(gè)小晶粒的取向雜亂無章，整體不表現(xiàn)出方向性，顯示各向同性，選項(xiàng)C正確。液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部的分子間距略大一些，分子間的勢能較大，選項(xiàng)D正確。熱力學(xué)第二定律表示熱機(jī)不能從單一熱源吸收熱量全部用來對外做功而不造成其他影響，而理想氣體等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量雖然全部用于對外做功了，但造成了其他的影響(與外界有熱交換，向外界傳遞了一部分熱量)，所以并不能說這個(gè)過程違反了熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典

21.如圖所示pV圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B，氣體對外做功280J，吸收熱量410J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A，這一過程中外界對氣體做功200J。

(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

(2)BDA過程中氣體吸收還是放出多少熱量？

答案(1)內(nèi)能增加130J(2)放出熱量330J

解析(1)ACB過程中W1＝－280J，Q1＝＋410J，

由熱力學(xué)第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝130J，

氣體內(nèi)能的增加量為130J。

(2)因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，BDA過程中氣體內(nèi)能變化量UA－UB＝－130J，

由題知W2＝200J，由熱力學(xué)第一定律得UA－UB＝W2＋Q2，解得Q2＝－330J，即放出熱量330J，氣體一定放出熱量。

22．某地的平均風(fēng)速為5m/s，空氣密度是1.2kg/m3。有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12m的圓面，如果這個(gè)風(fēng)車能將此圓內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？

答案3.4kW

解析在時(shí)間t內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量為m＝ρV＝ρπr2vt，這些氣流的動(dòng)能為mv2，

轉(zhuǎn)變成的電能為E＝mv2×10%，

故風(fēng)車帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率為P＝＝πr2ρv3×10%，

代入數(shù)據(jù)得P＝3.4kW。

二、真題與模擬

23．20xx·江蘇高考](1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽。停止加熱，高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻。在冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為________。

A．壓強(qiáng)變小B．壓強(qiáng)不變

C．一直是飽和汽D．變?yōu)槲达柡推?/p>

(2)如圖甲所示，在斯特林循環(huán)的pV圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成。B→C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目________(選填“增大”“減小”或“不變”)。狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖象如圖乙所示，則狀態(tài)A對應(yīng)的是________(選填“”或“”)。

(3)如圖甲所示，在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4J和20J。在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20J和12J。求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功。

答案(1)AC(2)不變(3)8J

解析(1)高壓鍋在密封的狀態(tài)下緩慢冷卻，在冷卻過程中氣體發(fā)生等容變化，溫度降低，壓強(qiáng)變小，A正確，B錯(cuò)誤。鍋內(nèi)始終處于飽和汽狀態(tài)，C正確，D錯(cuò)誤。

(2)氣體在從B→C的過程中，氣體的體積不變，因此單位體積中氣體分子數(shù)目不變。從狀態(tài)D到狀態(tài)A，氣體的體積不變，壓強(qiáng)減小，溫度降低，因此A狀態(tài)對應(yīng)的是圖。

(3)氣體循環(huán)一次內(nèi)能不變，ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20)J＝8J。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得W＝－8J，氣體對外做功8J。

24.20xx·全國卷]如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105Pa，溫度為T＝303K。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K?，F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2。求：

(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

答案(1)330K(2)1.01×105Pa

解析(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2。由題給條件得：

V1＝S2＋S1

V2＝S2l

在活塞緩慢下移的過程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得：

S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p)

故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。由蓋—呂薩克定律有：

＝

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得：T2＝330K

(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1。在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變。設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p′，由查理定律，有＝

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得：p′＝1.01×105Pa。

25．20xx·全國卷]如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為l＝10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0cm?，F(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg。

(1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度；

(2)此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度。

答案(1)12.0cm(2)13.2cm

解析(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長度l＝10.0cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時(shí)，設(shè)空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律得：pl＝p1l1

由力學(xué)平衡條件得：p＝p0＋h

打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加逐漸減小，直到B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有：p1＝p0－h(huán)1

聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得：l1＝12.0cm

(2)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2，壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得：pl＝p2l2

由力學(xué)平衡條件有：p2＝p0

聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得：l2＝10.4cm

設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為Δh，依題意得：Δh＝2(l1－l2)＋h1

聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得：Δh＝13.2cm。

26．20xx·石家莊質(zhì)檢]一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其pV圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃，求：

(1)該氣體在狀態(tài)B和C時(shí)的溫度分別為多少？

(2)該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

答案(1)TB＝600KTC＝300K(2)放熱，傳遞的熱量為1000J

解析(1)對一定質(zhì)量的理想氣體，由圖象可知A→B為等容變化，由查理定律得＝，

代入數(shù)據(jù)得TB＝600K。

A→C由理想氣體狀態(tài)方程得＝

代入數(shù)據(jù)得TC＝300K。

(2)從A經(jīng)B到C氣體體積減小，外界對氣體做正功，由pV圖線與橫軸所圍成的面積可得

W＝＝1000J。

由于TA＝TC，該氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C內(nèi)能相等，ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，

可得Q＝－1000J，即氣體向外界放出熱量，傳遞的熱量為1000J。

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(shí)
（3）知道永動(dòng)機(jī)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(shí)總結(jié)出能量守恒定律，最后通過能量守恒定律闡述永動(dòng)機(jī)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(yùn)用此公式時(shí)，需要注意各物理量的符號(hào)：物體內(nèi)能增加時(shí)，為正，物體內(nèi)能減少時(shí)，為負(fù)；外界對物體做功時(shí)，為正，物體對外界做功時(shí)，為負(fù)；物體吸收熱量時(shí)，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(jī)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(jìn)學(xué)生對其理解，最好能舉出實(shí)際例子，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)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(shí)進(jìn)行一個(gè)簡單的總結(jié)．要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量守恒定律是一個(gè)普遍的規(guī)律，熱力學(xué)第一定律是其一個(gè)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(jì)示例

教學(xué)重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律

教學(xué)難點(diǎn)：永動(dòng)機(jī)

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(yùn)用此公式時(shí)，需要注意各物理量的符號(hào)：物體內(nèi)能增加時(shí)，為正，物體內(nèi)能減少時(shí)，為負(fù)；外界對物體做功時(shí)，為正，物體對外界做功時(shí)，為負(fù)；物體吸收熱量時(shí)，為正，物體放出熱量時(shí)，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(shí)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(shí)，要求考慮比較周全，既要考慮到內(nèi)能包括分子動(dòng)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(jī)在一次壓縮中，空氣向外界傳遞的熱量2.0×105J，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J.這時(shí)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(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)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(dòng)機(jī)

永動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)模型

四、作業(yè)

探究活動(dòng)
題目：永動(dòng)機(jī)
組織：分組
方案：收集有關(guān)永動(dòng)機(jī)的材料，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)說明永動(dòng)機(jī)是不可能的
評價(jià)：材料的豐富性