高中物理歐姆定律教案

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?，F(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．氣體分子平均動能增大

B．氣體分子平均動能不變

C．氣體分子平均動能減小

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)動平均動能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子平均動能增大，故選項(xiàng)A正確，B、C錯誤；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)動的物理量，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同

D．物體由大量分子組成，其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動也是無規(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錯誤。單個分子的運(yùn)動無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，D錯誤。C的說法是正確的。

3．關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論，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)能是三個不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯誤；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錯誤。

5．在水池中，一個氣泡從池底浮起，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，同時氣泡吸熱

B．外界對氣泡做功，同時氣泡放熱

C．氣泡對外界做功，同時氣泡吸熱

D．氣泡對外界做功，同時氣泡放熱

答案C

解析隨著氣泡的上升，壓強(qiáng)減小，因?yàn)闇囟炔蛔儯鶕?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，某種自動洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(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，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錯誤。因?yàn)闇囟炔蛔?，C錯誤。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錯誤；能量耗散具有方向性，D正確；物體在引起其他變化時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，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錯誤。

9.(多選)如圖所示，在活塞可自由移動的豎直放置的汽缸中，將一個熱敏電阻(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)，在某一段時間內(nèi)電流表的讀數(shù)逐漸增大，則在這段時間內(nèi)汽缸中氣體()

A．壓強(qiáng)增大B．分子平均動能增大

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，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲。汽缸壁和隔板均絕熱。初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等。現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源。當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時，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．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(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時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(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，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加

D．物體放出熱量，同時對外做功，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)錯誤；同理可分析出，B項(xiàng)和D項(xiàng)錯誤，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三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小

E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(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)錯誤。溫度是分子平均動能的標(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。加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(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，分子平均動能增大

D．對外做功，分子平均動能減小

答案B

解析儲氣罐中氣體體積不變，氣體不做功，當(dāng)溫度升高時，氣體壓強(qiáng)增大，氣體內(nèi)能增大，分子平均動能增大；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錯誤。由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，D錯誤。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()

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錯誤。溫度是分子平均動能的標(biāo)志，室內(nèi)空氣溫度高則分子平均動能大，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)的分子平均動能大，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)少，密度小，C錯誤。室內(nèi)氣體相當(dāng)于等壓膨脹，對外界做正功，D錯誤。

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性又具有晶體的各向異性，從某個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性又具有晶體的各向異性，從某個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。溫度是分子平均動能的標(biāo)志，內(nèi)能由平均動能、勢能和分子數(shù)共同決定，E錯誤。

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)到飽和時就不會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（Www.968oK.coM OK語錄網(wǎng)）

答案BCD

解析蒸汽達(dá)到飽和是一種動態(tài)平衡，同一時間內(nèi)進(jìn)出液體的分子數(shù)量相等，不是沒有分子飛出，A錯誤。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動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，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)，所以并不能說這個過程違反了熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)E錯誤。

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)動時可形成半徑為12m的圓面，如果這個風(fēng)車能將此圓內(nèi)10%的氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車帶動的發(fā)電機(jī)功率是多大？

答案3.4kW

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

轉(zhuǎn)變成的電能為E＝mv2×10%，

故風(fēng)車帶動的發(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，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成。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錯誤。鍋內(nèi)始終處于飽和汽狀態(tài)，C正確，D錯誤。

(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同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞。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，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

答案(1)330K(2)1.01×105Pa

解析(1)設(shè)初始時氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時，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，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時的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時，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，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時的溫度為27℃，求：

(1)該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度分別為多少？

(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。

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高考物理基礎(chǔ)知識要點(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(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(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(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的.
(2)物質(zhì)的不同運(yùn)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(jìn)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(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）?；虻诙愑绖訖C(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、永動機(jī)
（1）第一類永動機(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機(jī)，這種永動機(jī)是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律。
（2）第二類永動機(jī)：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(jī)叫做第二類永動機(jī)。第二類永動機(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?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(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(qiáng)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(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)做了一個小實(shí)驗(yàn)：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(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(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(yùn)動就越劇烈，每個分子動能也越大
B．布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)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(jī)違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，第二類永動機(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，第二類永動機(jī)可以制造出來
D．溫度是物體分子熱運(yùn)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(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，這種運(yùn)動是布朗運(yùn)動
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(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：

20xx高三物理考點(diǎn)解析：機(jī)械波

20xx高三物理考點(diǎn)解析：機(jī)械波

考點(diǎn)47機(jī)械波
考點(diǎn)名片
考點(diǎn)細(xì)研究：(1)機(jī)械波、橫波和縱波；(2)橫波的圖象；(3)波速、波長和頻率(周期)的關(guān)系；(4)波的干涉和衍射現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)等。其中考查到的如：20xx年全國卷第34題、20xx年全國卷第34題、20xx年四川高考第6題、20xx年天津高考第7題、20xx年北京高考第15題、20xx年海南高考第16題、20xx年四川高考第2題、20xx年天津高考第3題、20xx年福建高考第16題、20xx年全國卷第34題(2)、20xx年全國卷第34題(2)、20xx年大綱卷第18題、20xx年山東高考第38題(1)、20xx年浙江高考第14題、20xx年天津高考第5題、20xx年全國卷第34題、20xx年福建高考第17題、20xx年安徽高考第16題、20xx年北京高考第17題、20xx年四川高考第5題等。
備考正能量：波的傳播、波的圖象是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查頻率高。預(yù)計(jì)今后試題可能為選擇題，一道題可能考查多個概念和規(guī)律，具有一定的綜合性，難度中等。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1．介質(zhì)中有一列簡諧機(jī)械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點(diǎn)()
A．它的振動速度等于波的傳播速度
B．它的振動方向一定垂直于波的傳播方向
C．它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長
D．它的振動頻率等于波源的振動頻率
答案D
解析由機(jī)械振動和機(jī)械波的關(guān)系可知，質(zhì)點(diǎn)的振動速度是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度，而波的傳播速度是指“振動”這種形式的傳播速度，故A錯誤。波可分為橫波和縱波，在縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在一條直線上，故B錯誤。在一個周期內(nèi)波傳播的距離等于波長，而質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程等于振幅的4倍，故C錯誤。介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的振動都是由波源的振動引起的，它們的振動頻率與波源的振動頻率都相同，故D正確。
2.在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個周期內(nèi)的振動圖象如圖所示，則該波在第一個周期末的波形圖是()

答案D
解析由振動圖象可知，在t＝T時，波源O的振動方向向下，再結(jié)合波形可知形成的波動圖象為D圖。故選項(xiàng)D正確。
3．一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時刻的波形如圖甲所示，A、P和Q是介質(zhì)中的三個質(zhì)點(diǎn)，A的振動圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是()

A．該波的傳播速度是2.5m/s
B．該波沿x軸正方向傳播
C．從t＝0到t＝0.4s，P通過的路程為4m
D．從t＝0的時刻開始，P將比Q先回到平衡位置
答案C
解析波速v＝＝m/s＝25m/s，A錯誤。由圖乙可知t＝0時刻A點(diǎn)向上振動，根據(jù)同側(cè)法，波上任一點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在波形的同一側(cè)，可推斷波向左傳播，B錯誤。0.4s剛好為半個周期，P點(diǎn)的路程為兩個振幅，即4m，C正確。由于波向左傳播，Q點(diǎn)比P點(diǎn)先到達(dá)平衡位置，D錯誤。
4．(多選)一振動周期為T，位于x＝0處的波源從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運(yùn)動，該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，關(guān)于在x＝處的質(zhì)點(diǎn)P，下列說法正確的是()
A．質(zhì)點(diǎn)P振動周期為T，速度的最大值為v
B．若某時刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時刻波源速度方向沿y軸正方向
C．質(zhì)點(diǎn)P開始振動的方向沿y軸正方向
D．當(dāng)P開始振動后，若某時刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷
E．若某時刻波源在波谷，則質(zhì)點(diǎn)P也一定在波谷
答案BCD
解析質(zhì)點(diǎn)P振動周期與波源振動周期相同，也為T，但其振動速度與波速不同，故A錯誤；x＝＝λ，P與波源是反相點(diǎn)，若某時刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時刻波源速度方向沿y軸正方向，故B正確；根據(jù)波的特點(diǎn)：簡諧波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同，故質(zhì)點(diǎn)P開始振動的方向沿y軸正方向，故C正確；P與波源是反相點(diǎn)，故若某時刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷，故D正確，E錯誤。
5．(多選)如圖所示，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m。一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動，t＝3s時a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是()

A．在t＝6s時刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處
B．在t＝5s時刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)
C．質(zhì)點(diǎn)b開始振動后，其振動周期為4s
D．在4s

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(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(jī)是無法實(shí)現(xiàn)的.
(2)物質(zhì)的不同運(yùn)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(jìn)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(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、永動機(jī)
（1）第一類永動機(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機(jī)，這種永動機(jī)是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律。
（2）第二類永動機(jī)：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(jī)叫做第二類永動機(jī)。第二類永動機(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(qiáng)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(jī)工作時，強(qiáng)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?yàn)槠湎牧穗娔?br> 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(jī)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)為1.2p0的理想氣體，p0和T0分別為大氣的壓強(qiáng)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(qiáng)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(xiàng)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(jī)”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(jìn)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(qiáng)為P0?，F(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(jìn)行“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)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(jī)葉片進(jìn)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(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(qiáng)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(diǎn)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(jī)，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(xiàng)中描述的現(xiàn)象要實(shí)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(xiàng)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(xiàng)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(qiáng)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(jī)將二氧化碳送入深海底，永久貯存起來．海底深處，壓強(qiáng)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(jī)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(jī)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(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中，如圖所示，電流計(jì)指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)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?yàn)闊崴械膬?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?yàn)橥簧疃忍幩膲簭?qiáng)較小，所以A球膨脹過程中對外做的功較多
B．因?yàn)橥粷舛忍幩y的壓強(qiáng)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(xiàng)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(qiáng)較小，故A球膨脹過程中對外做功較少，選項(xiàng)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(xiàng)D正確．
7．某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實(shí)際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．關(guān)于實(shí)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(qiáng)，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(qiáng)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(qiáng)可能減小，C、D均錯誤．
9．(1)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實(shí)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)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(qiáng)小于等溫線Ⅱ的壓強(qiáng)，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(qiáng)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(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)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(qiáng)；
(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(qiáng)p2＝p1V1V2＝1×105×2×10－31×10－3Pa＝2.0×105Pa.
(2)因?yàn)闅怏w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.

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(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(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，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(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)知識進(jìn)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(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，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(jī)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(jī)

永動機(jī)的原理違背了能量守恒定律，所以是不可能的．

舉例說明幾種永動機(jī)模型

四、作業(yè)

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