高中物理选修3-3章末.ppt

36 对内能等基本概念和热力学定律缺乏深入理解若某种实际气体分子的作用力表现为引力 则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是 如果保持其体积不变 温度升高 内能增大 如果保持其体积不变 温度升高 内能减少 如果保持其温度不变 体积增大 内能增大 如果保持其温度不变 体积增大 内能减少A B C D 错因分析 一些同学出现这样的错解 对于 如果保持其温度不变 则不吸热也不放热 当体积增大时 气体对外做功 根据热力学第一定律 W Q U U 0 内能减少 正确 错解原因是认为温度不变时不吸热也不放热 其实 温度变化与吸放热无确定关系 正确解析 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和 对于一定质量的实际气体 当体积不变 温度升高时 分子势能不变 分子总动能增大 故内能增大 当温度不变 体积增大时 分子总动能不变 因分子距离在引力范围内增大 分子力做负功 故分子势能增大 内能增大 选项B正确 答案 B 37 热力学定律和能的转化与守恒漏掉损失的能量如右图所示 柱形容器内封有一定质量的空气 光滑活塞C 质量为m 与容器用良好的隔热材料制成 另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上 并随活塞一起到达最低点B而静止 在这一过程中 空气内能的改变量 E 外界对容器内空气所做的功W及物体和活塞的重力势能的变化之间的关系是 A Mgh mg h E WB E W W Mgh mg hC E W W Mgh mg hD E W W Mgh mg h 错因分析 由热力学第一定律得 错选B 其原因是漏掉了碰撞过程 碰撞中有能量的损失 正确解析 由于系统隔热 所以气体与外界没有热交换 活塞对气体做正功 所以由热力学第一定律知气体的内能增加 且 E W 这部分损失的重力势能一部分使气体的内能增加 另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能上 所以W Mgh mg h 故选项C正确 答案 C 38 缺乏综合分析能力 不会全面分析气体状态变化问题 2010 全国卷 如右图所示 水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分 隔板可在气缸内无摩擦滑动 右侧气体内有一电热丝 气缸壁和隔板均绝热 初始时隔板静止 左右两边气体温度相等 现给电热丝提供一微弱电流 通电一段时间后切断电源 当缸内气体再次达到平衡时 与初始状态相比 A 右边气体温度升高 左边气体温度不变B 左右两边气体温度都升高C 左边气体压强增大D 右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 错因分析 片面地认为电热丝对右边气体加热 右边气体温度升高 由于活塞绝热 因此左边气体温度不变 右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 故错选A D而漏选B 正确解析 由于气缸壁和隔板都绝热 内部气体之间 内部气体与外界气体之间都没有热传递 当电热丝通电后 右边的气体温度升高 压强增大而左边气体压强不变 右边气体对隔板的压力大于左边 将隔板向左推 压缩左边的气体做功 根据热力学第一定律 左边气体的内能增加 气体的温度升高 左边的气体压强增大 A错 B C正确 由于右边气体通过隔板对左边气体做功要消耗内能 右边气体内能的增加量为电热丝放出的热量减去对左边气体所做的功 D错 答案 BC 2 分子甲固定 分子乙从无穷远处以动能Ek向分子甲运动 直到不能再靠近为止 其分子势能Ep随距离r变化如右图所示 则两分子在逐渐靠近至d的过程中 分子乙的动能 选填 先增大后减小 先减小后增大 或 保持不变 在d点时 两分子间的作用力为 填 引力 斥力 或 零 2 分子乙在向分子甲靠近过程中 分子力做功实现了分子势能和分子动能的转化 由分子势能和距离的关系图象 可以看出 分子势能先减小后增大 则分子动能是先增大后减小 分子势能最小的时候 正好分子引力和分子斥力相等 d点分子势能为零 此时分子力为斥力 答案 1 AB 2 先增大后减小斥力 关于永动机和热力学定律的讨论 下列叙述正确的是 A 第二类永动机违反能量守恒定律B 如果物体从外界吸收了热量 则物体的内能一定增加C 外界对物体做功 则物体的内能一定增加D 做功和热传递都可以改变物体的内能 但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的 解析 第二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量守恒定律 故A错 据热力学第一定律 U Q W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定 只知道做功情况或只知道传热情况 则无法确定内能的变化情况 故B C项错误 做功和热传递都可改变物体内能 但做功是不同形式能的转化 而热传递是同种形式能间的转移 这两种方式是有区别的 故D正确 答案 D 地面上放一开口向上的气缸 用一质量为m 0 8kg的活塞封闭一定质量的气体 不计一切摩擦 外界大气压为p0 1 0 105Pa 活塞截面积为S 4cm2 重力加速度g取10m s2 求 1 活塞静止时 气体的压强为多少 2 若用力向下推活塞而压缩气体 对气体做功为6 105J 同时气体通过气缸向外传热4 2 105J 则气体内能变化了多少 答案 1 1 2 105Pa 2 增加了1 8 105J 如图所示 一定质量的理想气体从状