2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3

上傳人:Sc****h 文檔編號(hào):100026669 上傳時(shí)間:2022-06-02 格式:DOC 頁數(shù):15 大?。?71.50KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3_第1頁
第1頁 / 共15頁
2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3_第2頁
第2頁 / 共15頁
2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3_第3頁
第3頁 / 共15頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

22 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律學(xué)案 教科版選修3-3(15頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1 能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 2 熱力學(xué)第一定律 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解能量守恒定律,知道能量守恒是自然界普遍遵循的基本規(guī)律.2.知道第一類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的.3.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式,理解這兩種方式對(duì)改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的.4.理解熱力學(xué)第一定律,能運(yùn)用它解釋自然界的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移問題. 一、能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 1.常見的能量形式 自然界中能量形式很多,常見的能量形式有:機(jī)械能、內(nèi)能、核能及太陽能等.各種形式的能在一定條件下,可以相互轉(zhuǎn)化,且轉(zhuǎn)化過程中遵循一定規(guī)律. 2.能量守恒定律的內(nèi)容 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)化為另一種形式,

2、或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變. 3.第一類永動(dòng)機(jī) (1)定義:不需要任何動(dòng)力和燃料,卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器. (2)不可能制成的原因:違背了能量守恒定律. 二、改變物體內(nèi)能的兩種方式 1.改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞. 2.做功——其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化. 外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能增加. 物體對(duì)外界做功,物體的內(nèi)能減少. 3.熱傳遞——不同物體之間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移. 物體吸收熱量,內(nèi)能增加. 物體放出熱量,內(nèi)能減少. 4.做功和熱傳遞對(duì)物體內(nèi)能的改變是等效的,但本質(zhì)不同. 三、熱力學(xué)第一定律 1.熱

3、力學(xué)第一定律:功、熱量跟內(nèi)能改變之間的定量關(guān)系. 2.熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式:ΔU=Q+W. [即學(xué)即用] 1.判斷下列說法的正誤. (1)石子從空中落下,最后停止在地面上,說明機(jī)械能消失了.(×) (2)能量既可以轉(zhuǎn)移又可以轉(zhuǎn)化,故能的總量是可以變化的.(×) (3)熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體.(×) (4)做功和熱傳遞都可改變物體的內(nèi)能,從效果上是等效的.(√) (5)系統(tǒng)從外界吸收熱量5J,內(nèi)能可能增加5J.(√) (6)系統(tǒng)內(nèi)能減少,一定是系統(tǒng)對(duì)外界做了功.(×) 2.各種方法使物體的內(nèi)能發(fā)生改變:a.電爐通電后發(fā)熱;b.一杯開水放在桌面上冷卻;c.陽

4、光照射下冰塊融化;d.鋸木頭時(shí),鋸片發(fā)燙;e.人坐在火爐旁取暖;f.用打氣筒給自行車打氣后,打氣筒變熱.其中屬于做功使物體內(nèi)能改變的是________;屬于熱傳遞使物體內(nèi)能改變的是________. 答案 adf bce 一、能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) [導(dǎo)學(xué)探究] 1.圖1為有一種所謂“全自動(dòng)”的機(jī)械手表,既不需要上發(fā)條,也不用任何電源,卻能不停地走下去.這是不是一種永動(dòng)機(jī)?如果不是,維持表針走動(dòng)的能量是從哪兒來的? 圖1 答案 這不是永動(dòng)機(jī).手表戴在手腕上,通過手臂的運(yùn)動(dòng),機(jī)械手表獲得能量,供手表指針走動(dòng).若將此手表長時(shí)間放置不動(dòng),它就會(huì)停下來. 2.觀察課本中的“幾種重要的

5、能量形式及相互之間的轉(zhuǎn)化”圖,試著說明汽車把汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程.在這些能量轉(zhuǎn)化過程中,遵守的規(guī)律是什么? 答案 汽車通過燃燒汽油,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再通過發(fā)動(dòng)機(jī)做功把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.能量守恒定律. [知識(shí)深化] 1.能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化 (1)各種運(yùn)動(dòng)形式都有對(duì)應(yīng)的能:機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能,分子的熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能,還有諸如電磁輻射能、化學(xué)能、核能等. (2)各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化 ①機(jī)械能中的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化(如:自由落體運(yùn)動(dòng)). ②機(jī)械能可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化(如:摩擦生熱,消耗了機(jī)械能,通過做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;熱機(jī)中的氣體推動(dòng)活塞做功,把氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

6、). ③其他形式的能也可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(如:電流通過導(dǎo)體時(shí),把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;熾熱的燈絲發(fā)光,又把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能;燃料燃燒時(shí),把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能). 2.對(duì)能量守恒定律的理解 (1)某種形式的能量減少,一定有其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等. (2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等. 3.能量守恒定律的意義:能量守恒定律的發(fā)現(xiàn),使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,任何一部機(jī)器,只要對(duì)外做功,都要消耗能量,都只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體,而不能無中生有地創(chuàng)造能量. 4.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成:任何機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可能無

7、中生有地創(chuàng)造能量,即第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制造出來的. 例1 (多選)一物體獲得一定初速度后,沿著一粗糙斜面上滑,在上滑過程中,物體和斜面組成的系統(tǒng)(  ) A.機(jī)械能守恒 B.總能量守恒 C.機(jī)械能和內(nèi)能增加 D.機(jī)械能減少,內(nèi)能增加 答案 BD 解析 物體沿斜面上滑過程中,有摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,所以物體的機(jī)械能減少.由能量守恒定律知,內(nèi)能應(yīng)增加,能量總量不變. 利用能量守恒定律解決問題時(shí),首先應(yīng)明確題目中涉及哪幾種形式的能量,其次分析哪種能量增加了,哪種能量減少了,確定研究的系統(tǒng)后,用能量守恒觀點(diǎn)求解. 二、改變物體內(nèi)能的兩種方式 [導(dǎo)學(xué)探究] 1.(1)如圖2,小

8、孩沿滑梯下滑時(shí)屁股通常會(huì)感到發(fā)熱,這是為什么? 圖2 (2)用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒,鐵棒的溫度會(huì)升高,把鐵棒放在碳火上燒,鐵棒的溫度也會(huì)升高,這說明了什么問題? 答案 (1)小孩沿滑梯下滑時(shí)克服摩擦力做功,內(nèi)能增加. (2)說明做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能. 2.在焦耳的許多實(shí)驗(yàn)中,有兩個(gè)最具有代表性:一個(gè)實(shí)驗(yàn)是讓重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水,引起水溫上升;另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過電流的熱效應(yīng)給水加熱.焦耳的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題? 答案 做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的. [知識(shí)深化] 1.功和內(nèi)能 (1)做功與內(nèi)能變化的關(guān)系 ①做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如

9、機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程. ②在絕熱過程中,外界對(duì)物體做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物體的內(nèi)能就增加多少. (2)功與內(nèi)能的區(qū)別 ①功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量. ②在絕熱過程中,做功一定能引起內(nèi)能的變化. ③物體的內(nèi)能大,并不意味著做功多.在絕熱過程中,只有內(nèi)能變化越大時(shí),相應(yīng)地做功才越多. 2.熱和內(nèi)能 (1)在單純傳熱中,系統(tǒng)從外界吸收多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少;系統(tǒng)向外界放出多少熱量,系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少.即ΔU=U2-U1=Q. (2)傳熱改變物體內(nèi)能的過程是不同物體之間(或同一物體不同部分之間)內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程. 3.熱量、功是過程量,內(nèi)能是狀態(tài)量

10、 內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的,狀態(tài)確定,系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定.要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化,可以通過熱傳遞或做功兩種方式來完成.熱量是熱傳遞過程中的特征物理量,和功一樣,熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所遷移的能量,是用來衡量物體內(nèi)能變化的.有過程,才有變化,離開過程則毫無意義.就某一狀態(tài)而言,只有“內(nèi)能”,不能談到“熱量”或“功”. 例2 (多選)關(guān)于物體內(nèi)能的變化情況,下列說法中正確的是(  ) A.吸熱的物體,其內(nèi)能一定增加 B.體積膨脹的物體,其內(nèi)能一定減少 C.放熱的物體,其內(nèi)能也可能增加 D.絕熱壓縮的氣體,其內(nèi)能一定增加 答案 CD 解析 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能,不

11、能依據(jù)一種方式的變化就判斷內(nèi)能的變化. 例3 關(guān)于溫度、熱量、功和內(nèi)能,以下說法正確的是(  ) A.同一物體溫度高時(shí),含有的熱量多 B.物體的內(nèi)能越大,含有的熱量就越多,溫度也越高 C.外界對(duì)系統(tǒng)做功W,內(nèi)能必定增加 D.發(fā)生熱傳遞的條件是兩物體之間存在溫度差 答案 D 解析 熱量是物體間進(jìn)行熱傳遞時(shí)內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,不能說物體含有多少熱量,故A、B錯(cuò);由于做功和熱傳遞都可引起物體內(nèi)能的變化,只根據(jù)做功無法準(zhǔn)確判斷物體內(nèi)能的變化,故C錯(cuò);物體間發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差,故D對(duì). 溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別與聯(lián)系 1.內(nèi)能與熱量 內(nèi)能是狀態(tài)量,可以說系統(tǒng)具有多少內(nèi)能而不能說傳

12、遞多少內(nèi)能;熱量是過程量,不能說系統(tǒng)具有多少熱量,只能說傳遞了多少熱量. 2.熱量與溫度 熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度,而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度的標(biāo)志.雖然熱傳遞的前提是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差,但是傳遞的是熱量,不是溫度. 3.熱量與功 熱量和功,都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量,一定量的熱量與一定量的功相當(dāng),功是能量變化的量度,但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別. 三、熱力學(xué)第一定律 [導(dǎo)學(xué)探究] (1)如圖3所示,快速推動(dòng)活塞對(duì)汽缸內(nèi)氣體做功10J,氣體內(nèi)能改變了多少?若保持氣體體積不變,外界對(duì)汽缸傳遞10J的熱量,氣體內(nèi)能改變了多少? 圖3 (2)一根金屬

13、絲經(jīng)過某一物理過程,溫度升高了,除非事先知道,否則根本無法判定是通過做功的方法,還是使用了傳熱的方法使它的內(nèi)能增加.因?yàn)閱渭兊貙?duì)系統(tǒng)做功和單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能.既然它們?cè)诟淖兿到y(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的,那么當(dāng)外界對(duì)系統(tǒng)做功為W,又對(duì)系統(tǒng)傳熱為Q時(shí),系統(tǒng)內(nèi)能的增量ΔU應(yīng)該是多少? 答案 (1)都增加了10J. (2)系統(tǒng)內(nèi)能的增量ΔU=Q+W. [知識(shí)深化] 1.對(duì)公式ΔU=Q+W符號(hào)的規(guī)定 符號(hào) W Q ΔU + 體積減小,外界對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)做功 熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量 內(nèi)能增加 - 體積增大,熱力學(xué)系統(tǒng)對(duì)外界做功 熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量 內(nèi)能減少 2.幾種

14、特殊情況 (1)絕熱過程:Q=0,則ΔU=W,物體內(nèi)能的增加量等于外界對(duì)物體做的功. (2)等容過程:過程中不做功,即W=0,則ΔU=Q,物體內(nèi)能的增加量等于物體從外界吸收的熱量. (3)等溫過程:過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W=-Q(或Q=-W),外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量(或物體吸收的熱量等于物體對(duì)外界做的功). 3.判斷是否做功的方法 一般情況下看物體的體積是否變化. ①若物體體積增大,表明物體對(duì)外界做功,W<0. ②若物體體積減小,表明外界對(duì)物體做功,W>0. 特別提醒 熱力學(xué)第一定律是將單純的絕熱過程和單純的傳熱過程中內(nèi)能改變的定量表達(dá)推廣到一

15、般情況,既有做功又有傳熱的過程,其中ΔU表示內(nèi)能改變的數(shù)量,W表示做功的數(shù)量,Q表示外界與物體間傳遞的熱量. 例4 一定量的氣體在某一過程中,外界對(duì)氣體做了8×104J的功,氣體的內(nèi)能減少了1.2×105J,則下列各式中正確的是(  ) A.W=8×104J,ΔU=1.2×105J,Q=4×104J B.W=8×104J,ΔU=-1.2×105J,Q=-2×105J C.W=-8×104J,ΔU=1.2×105J,Q=2×104J D.W=-8×104J,ΔU=-1.2×105J,Q=-4×104J 答案 B 解析 因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功,W取正值,即W=8×104J;內(nèi)能減少,ΔU

16、取負(fù)值,即ΔU=-1.2×105J;根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可知Q=ΔU-W=-1.2×105J-8×104J=-2×105J,B選項(xiàng)正確. 應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟 1.根據(jù)符號(hào)法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正負(fù); 2.根據(jù)方程ΔU=W+Q求出未知量; 3.再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來確定吸熱、放熱情況或做功情況. 針對(duì)訓(xùn)練 空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中,活塞對(duì)空氣做了2×105J的功,同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J,這一過程中空氣向外界傳遞的熱量是多少? 答案 5×104J 解析 選擇被壓縮的空氣為研究對(duì)象,根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q. 由題意

17、可知W=2×105J,ΔU=1.5×105J,代入上式得 Q=ΔU-W=1.5×105J-2×105J=-5×104J. 負(fù)號(hào)表示空氣向外釋放熱量,即空氣向外界傳遞的熱量為5×104J. 四、氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用 [導(dǎo)學(xué)探究] 如圖4所示,一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)變化到b狀態(tài),請(qǐng)?jiān)趫D像基礎(chǔ)上思考以下問題: 圖4 (1)在變化過程中是氣體對(duì)外做功,還是外界對(duì)氣體做功? (2)在變化過程中氣體吸熱,還是向外放熱?氣體內(nèi)能增加了,還是減少了? 答案 (1)由a狀態(tài)變化到b狀態(tài),氣體體積變大,因此氣體對(duì)外界做功,即W<0. (2)由p-V圖像知從a狀態(tài)變化到b

18、狀態(tài),溫度升高,故ΔU>0. 由ΔU=W+Q得Q>0,即氣體吸熱,內(nèi)能增加. [知識(shí)深化] 對(duì)于理想氣體,常把熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律結(jié)合起來分析其狀態(tài)變化規(guī)律,常見的分析思路如下: (1)利用體積的變化分析做功問題.氣體體積增大,氣體 對(duì)外做功;氣體體積減小,外界對(duì)氣體做功. (2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能增加;溫度降低,內(nèi)能減?。? (3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱. 由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,則Q=ΔU-W,若已知?dú)怏w的做功情況和內(nèi)能的變化情況,即可判斷氣體狀態(tài)變化是吸熱過程還是放熱過程.

19、 例5 (多選)如圖5所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是(  ) 圖5 A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B.在過程ca中外界對(duì)氣體做功 C.在過程ab中氣體對(duì)外界做功 D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量 答案 ABD 解析 在過程ab中,體積不變,氣體對(duì)外界不做功,壓強(qiáng)增大,溫度升高,內(nèi)能增加,故選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;在過程ca中,氣體的體積縮小,外界對(duì)氣體做功,壓強(qiáng)不變,溫度降低,內(nèi)能變小,氣體向外界放出熱量,故選項(xiàng)B正確,E錯(cuò)誤;在過程

20、bc中,溫度不變,內(nèi)能不變,體積增大,氣體對(duì)外界做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體要從外界吸收熱量,故選項(xiàng)D正確. 1.(能量守恒定律的理解和應(yīng)用)(多選)細(xì)繩一端固定在天花板上,另一端拴一質(zhì)量為m的小球,如圖6所示.使小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后,小球停止擺動(dòng).下列說法中正確的是(  ) 圖6 A.小球機(jī)械能不守恒 B.小球能量正在消失 C.小球擺動(dòng)過程中,只有動(dòng)能和重力勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化 D.總能量守恒,但小球的機(jī)械能減少 答案 AD 解析 小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后,小球停止擺動(dòng),說明機(jī)械能通過克服阻力做功不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即機(jī)械能不守恒,故A正確;小

21、球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,能量的種類變了,但能量不會(huì)消失,故B錯(cuò)誤;小球長時(shí)間擺動(dòng)過程中,重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的同時(shí),機(jī)械能不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故擺動(dòng)的幅度越來越小,但總能量守恒,故C錯(cuò)誤,D正確. 2.(改變物體內(nèi)能的兩種方式)關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法中正確的是(  ) A.物體的溫度升高時(shí),一定吸收熱量 B.物體沿斜面下滑時(shí),內(nèi)能將增大 C.物體沿斜面勻速下滑時(shí),內(nèi)能可能增大 D.內(nèi)能總是從高溫物體傳遞給低溫物體,當(dāng)內(nèi)能相等時(shí)熱傳遞停止 答案 C 解析 改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞.溫度升高,內(nèi)能增加,但不一定是吸收熱量,A錯(cuò)誤;物體沿斜面下滑時(shí),可能不受摩擦力,內(nèi)

22、能可能不變,B錯(cuò)誤;物體沿斜面勻速下滑時(shí),物體克服摩擦力做功,摩擦生熱,內(nèi)能可能增大,C正確;熱傳遞的條件是物體間存在溫度差,熱量從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體,溫度相同后熱傳遞停止,D錯(cuò)誤. 3.(熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用)一定質(zhì)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(duì)外界做功1.0×104J,則該理想氣體的(  ) 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 D 解析 由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q得:ΔU=-1.0×104J+2.5×104J=1.5×104J,因此氣體的內(nèi)能增大,故溫度升高

23、,又因氣體對(duì)外做功,體積增大,故密度減?。? 4.(氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖像如圖7所示.下列說法正確的有(  ) 圖7 A.A→B的過程中,氣體對(duì)外界做功 B.A→B的過程中,氣體放出熱量 C.B→C的過程中,氣體壓強(qiáng)不變 D.A→B→C的過程中,氣體內(nèi)能增加 答案 BC 解析 由V-T圖像知,從A到B的過程中,氣體被等溫壓縮,外界對(duì)氣體做正功,氣體的內(nèi)能不變.由熱力學(xué)第一定律知,氣體放出熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;從B到C的過程中氣體做等壓變化,溫度降低,氣體內(nèi)能減少,故C正確,D錯(cuò)誤.

24、 一、選擇題 考點(diǎn)一 能量守恒定律的理解和應(yīng)用 1.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊,并從中穿出.對(duì)于這一過程,下列說法中正確的是(  ) A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能 C.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和 D.子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和 答案 D 2.“第一類永動(dòng)機(jī)”不可能制成,是因?yàn)?  ) A.不符合機(jī)械能守恒定律 B.違背了能量守恒定律 C.做功產(chǎn)生的熱不符合熱功當(dāng)量 D.找不到合適的材料和合理的設(shè)計(jì)方案 答案 B 3.如圖1所示,一

25、演示用的“永動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng).離開熱水后,葉片形狀迅速恢復(fù),轉(zhuǎn)輪因此能較長時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng).下列說法正確的是(  ) 圖1 A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng),不需要消耗外界能量 B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來自形狀記憶合金自身 C.轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)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 答案 D 解析 輕推轉(zhuǎn)輪后,葉片開始轉(zhuǎn)動(dòng),由能量守恒定律可知,葉片在熱水中吸收的熱量一部分釋放到空氣中,另一部分使葉片在熱水中伸展做功,所以葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空

26、氣中釋放的熱量,D正確. 考點(diǎn)二 熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用 4.(多選)二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一,目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù).在某次實(shí)驗(yàn)中,將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一個(gè)可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中,將容器緩慢移到海水某深處,氣體體積減為原來的一半,不計(jì)溫度的變化,二氧化碳?xì)怏w可視為理想氣體,則此過程中(  ) A.封閉氣體對(duì)外界做正功 B.封閉氣體向外界傳遞熱量 C.封閉氣體分子的平均動(dòng)能不變 D.封閉氣體從外界吸收熱量 答案 BC 解析 因?yàn)椴挥?jì)氣體的溫度變化,氣體分子的平均動(dòng)能不變,即ΔU=0,選項(xiàng)C正確;因?yàn)闅怏w體積減半,故外界對(duì)氣體做功,

27、即W>0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q,可知Q<0,即氣體向外界傳遞熱量,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤. 5.如圖2所示是密閉的汽缸,外力推動(dòng)活塞P壓縮一定質(zhì)量的理想氣體,對(duì)缸內(nèi)氣體做功800J,同時(shí)氣體向外界放熱200J,缸內(nèi)氣體的(  ) 圖2 A.溫度升高,內(nèi)能增加600J B.溫度升高,內(nèi)能減少200J C.溫度降低,內(nèi)能增加600J D.溫度降低,內(nèi)能減少200J 答案 A 解析 對(duì)一定質(zhì)量的氣體,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,ΔU=800J+(-200J)=600J.內(nèi)能增加,氣體分子的平均動(dòng)能增加,溫度升高,選項(xiàng)A正確. 6.(多選)下列過程可能發(fā)

28、生的是(  ) A.物體吸收熱量,對(duì)外做功,同時(shí)內(nèi)能增加 B.物體吸收熱量,對(duì)外做功,同時(shí)內(nèi)能減少 C.外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體吸熱,內(nèi)能減少 D.外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體放熱,內(nèi)能增加 答案 ABD 解析 當(dāng)物體吸收的熱量多于物體對(duì)外做的功時(shí),物體的內(nèi)能就增加,A正確;當(dāng)物體吸收的熱量少于物體對(duì)外做的功時(shí),物體的內(nèi)能就減少,B正確;外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體吸熱,則物體的內(nèi)能必增加,C錯(cuò)誤;當(dāng)物體放出的熱量少于外界對(duì)物體做的功時(shí),物體的內(nèi)能增加,D正確. 7.一定質(zhì)量的氣體在保持壓強(qiáng)恒等于1.0×105Pa的狀況下,體積從20L膨脹到30L,這一過程中氣體從外界吸熱4×103J,

29、則氣體內(nèi)能的變化為(  ) A.增加了5×103J      B.減少了5×103J C.增加了3×103J D.減少了3×103J 答案 C 解析 氣體等壓膨脹過程對(duì)外做功W=pΔV=1.0×105Pa×(30-20)×10-3m3=1.0×103J.這一過程氣體從外界吸熱Q=4×103J.由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,由于氣體對(duì)外做功,W應(yīng)取負(fù)值,則可得ΔU=-1.0×103J+4×103J=3×103J,即氣體內(nèi)能增加了3×103J.故選項(xiàng)C正確. 8.圖3為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng),設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換

30、,在M向下滑動(dòng)的過程中(  ) 圖3 A.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 B.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能減小 C.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能增大 D.氣體對(duì)外界做功,氣體內(nèi)能減小 答案 A 解析 在M向下滑動(dòng)的過程中,氣體體積縮小,外界對(duì)氣體做功,再根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,氣體不與外界發(fā)生熱交換,氣體內(nèi)能增大,故正確答案為A. 考點(diǎn)三 氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用 9.(多選)如圖4所示為簡易測溫裝置,玻璃管中一小段水銀封閉了燒瓶內(nèi)一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度升高時(shí)(  ) 圖4 A.瓶內(nèi)氣體的密度增大 B.瓶內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能增加 C.外界對(duì)瓶內(nèi)氣體做正功

31、 D.熱傳遞使瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 答案 BD 解析 由題圖可知,當(dāng)溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體的變化為等壓膨脹,故瓶內(nèi)氣體的密度減小,氣體分子的平均動(dòng)能增加,瓶內(nèi)氣體對(duì)外做正功,選項(xiàng)B正確,A、C錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加是由于氣體從外界吸收了熱量,故選項(xiàng)D正確. 10.如圖5所示,A、B兩點(diǎn)表示一定質(zhì)量的某種理想氣體的兩個(gè)狀態(tài),當(dāng)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B時(shí)(  ) 圖5 A.氣體內(nèi)能一定增加 B.氣體壓強(qiáng)變大 C.氣體對(duì)外界做功 D.氣體對(duì)外界放熱 答案 C 解析 由題圖可知,理想氣體的變化為等溫膨脹,故氣體壓強(qiáng)減小,內(nèi)能不變,氣體對(duì)外做功;由

32、熱力學(xué)第一定律可知,氣體一定從外界吸收熱量.綜上可知,C對(duì),A、B、D錯(cuò). 二、非選擇題 11.(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)如圖6所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A先后經(jīng)過等壓、等容和等溫過程完成一個(gè)循環(huán),A、B、C狀態(tài)參量如圖所示,氣體在狀態(tài)A的溫度為27℃,求: 圖6 (1)氣體在狀態(tài)B的溫度TB; (2)氣體從A→B→C狀態(tài)變化過程中與外界交換的總熱量Q. 答案 (1)600K (2)2p0V0 解析 (1)A到B過程是等壓變化,由蓋—呂薩克定律得= 代入數(shù)據(jù)得TB=600K (2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=Q+W 其中ΔU=0,W=-2p0V0

33、 解得Q=2p0V0(吸熱). 12.(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)如圖7所示,導(dǎo)熱材料制成的截面積相等、長度均為45cm的汽缸A、B通過帶有閥門的管道連接.初始時(shí)閥門關(guān)閉,厚度不計(jì)的光滑活塞C位于B內(nèi)左側(cè),在A內(nèi)充滿壓強(qiáng)pA=2.8×105Pa的理想氣體,B內(nèi)充滿壓強(qiáng)pB=1.4×105Pa的理想氣體,忽略連接汽缸的管道體積,室溫不變,現(xiàn)打開閥門,求: 圖7 (1)平衡后活塞向右移動(dòng)的距離和B中氣體的壓強(qiáng); (2)自打開閥門到平衡,B內(nèi)氣體是吸熱還是放熱(簡要說明理由). 答案 (1)15cm 2.1×105Pa (2)放熱,理由見解析 解析 (1)設(shè)平衡后活塞向

34、右移動(dòng)的距離為x,活塞向右移動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后,對(duì)A氣體,有pALS=p(L+x)S 對(duì)B氣體,有pBLS=p(L-x)S 得x=15cm p=2.1×105Pa (2)活塞C向右移動(dòng),對(duì)B中氣體做功,而氣體做等溫變化,內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律可知B內(nèi)氣體放熱. 13.(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)(1)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是________. A.若氣體的內(nèi)能不變,其狀態(tài)也一定不變 B.若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高,其壓強(qiáng)也一定不斷增大 C.氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān) D.當(dāng)氣體溫度升高時(shí),內(nèi)能一定增大 (2)如圖8所示的汽

35、缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞和汽缸導(dǎo)熱性能良好,活塞與汽缸間無摩擦,汽缸開口始終向上.在室溫為27℃時(shí),活塞距汽缸底部距離h1=10cm,之后將汽缸放置在冰水混合物中,此時(shí)外界大氣壓強(qiáng)為1atm,則: 圖8 ①在冰水混合物中,活塞距汽缸底部的距離h2為多少? ②此過程中氣體的內(nèi)能如何變化,氣體是吸收熱量還是放出熱量? 答案 (1)CD (2)①9.1 ②減小 放熱 解析 (1)當(dāng)氣體的內(nèi)能不變時(shí),氣體可能在發(fā)生等溫變化,故狀態(tài)可能變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由理想氣體狀態(tài)方程 =C可知,當(dāng)氣體的溫度不斷升高時(shí),壓強(qiáng)可能升高,也可能降低,還可能保持不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氣體溫度每升高1K,內(nèi)能的增量相同,但氣體做功情況不同時(shí)氣體所吸收的熱量也不同,選項(xiàng)C正確;當(dāng)氣體溫度升高時(shí),氣體的內(nèi)能一定增大,選項(xiàng)D正確. (2)①由題意可知,汽缸內(nèi)氣體的變化為等壓變化,由蓋呂薩克定律可得=,解得h2=9.1cm. ②放入冰水混合物后缸內(nèi)氣體溫度降低,故內(nèi)能減??;由于溫度降低,氣體體積減小,故外界對(duì)氣體做正功;由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能減小是由于氣體向外放出熱量引起的. 15

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號(hào):ICP2024067431號(hào)-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號(hào)


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!

五月丁香婷婷狠狠色,亚洲日韩欧美精品久久久不卡,欧美日韩国产黄片三级,手机在线观看成人国产亚洲