【导学教程】2017高考总复习·人教版物理(课件+限时检测)选修3-3热学 第三节

1、课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标第三节热力学定律与能量第三节热力学定律与能量课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标课前预习课前预习基础落实基础落实主干回顾做的功做的功传递的热量传递的热量WQ课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标

2、低温低温高温高温课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。变。( )(2)绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少。气体的内能可能减少。( )(3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量并自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量并没有消失。没有消失。( )自我检测课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3

3、 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (4)(4)热量不可以从低温物体传到高温物体。热量不可以从低温物体传到高温物体。( )(5)一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小。积增大，熵减小。( )(6)做功和热传递的实质不相同。做功和热传递的实质不相同。( )课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标2(2016大连模拟大连模拟)一定质量的理想气体被

4、活塞封一定质量的理想气体被活塞封闭在透热的汽缸中，如图闭在透热的汽缸中，如图31所示。不计活塞与汽所示。不计活塞与汽缸的摩擦，当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中，缸的摩擦，当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中，环境温度保持不变。下列判断正确的是环境温度保持不变。下列判断正确的是图图31课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标A拉力对气体做正功，气体内能增加，吸收热量拉力对气体做正功，气体内能增加，吸收热量B拉力对气体做正功，气体内能保持不变，放出拉力对气体做正功，气体内能保持不变，

5、放出热量热量C气体对外做功，内能减小，放出热量气体对外做功，内能减小，放出热量D气体对外做功，内能不变，吸收热量气体对外做功，内能不变，吸收热量答案答案D课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标3木箱静止于水平地面上，现用一个木箱静止于水平地面上，现用一个80 N的水的水平推力推动木箱前进平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能和转化为木箱的，则转化为木箱与地面系统的内能和转化为木箱的动能分别是动能分别是A200

6、 J、600 JB600 J、200 JC. 600 J、800 JD800 J、200 J答案答案B课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标4下列说法中正确的是下列说法中正确的是A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可以实现的以实现的C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行发进行D一切物理过程都不可能自发地进行一切物理过

7、程都不可能自发地进行答案答案A课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标课堂互动课堂互动考点突破考点突破考点一热力学第一定律考点一热力学第一定律1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单

8、位制中的焦耳。位制中的焦耳。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标2对公式对公式UQW符号的规定符号的规定符号符号WQU外界对物外界对物体做功体做功物体吸收热物体吸收热量量内能增加内能增加物体对外物体对外界做功界做功物体放出热物体放出热量量内能减少内能减少课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标3.三种特殊情况三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则若过程是绝

9、热的，则Q0，WU，外界对，外界对物体做的功等于物体内能的增加。物体做的功等于物体内能的增加。(2)若过程中不做功，即若过程中不做功，即W0，则，则QU，物体，物体吸收的热量等于物体内能的增加。吸收的热量等于物体内能的增加。(3)(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即若过程的始末状态物体的内能不变，即U0，则，则WQ0或或WQ，外界对物体做的功等于，外界对物体做的功等于物体放出的热量。物体放出的热量。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考向热力学第一定律的计算考向热力学

10、第一定律的计算例例1一定质量的气体，在从状态一定质量的气体，在从状态1变化到状态变化到状态2的过程中，吸收热量的过程中，吸收热量280 J，并对外做功，并对外做功120 J，试问：，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？是外界对气体做功？做功多少？课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互

11、互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标解析解析(1)由热力学第一定律可得由热力学第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，气体的内能增加了，气体的内能增加了160 J。(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态态2回到状态回到状态1的过程中内能的变化应等于从状态的过程中内能的变化应等于从状态1到到状态状态2的过程中内能的变化，则从状态的过程中内能的变化，则从状态2到状态到状态1的内的内能应减少能应减少160 J，即，即U160 J，又，又Q240 J，根据热力学第一定律得：根据热力学第一定律得：UWQ，所以，所以WUQ160

12、 J(240 J)80 J，即外界对气体，即外界对气体做功做功80 J。答案答案(1)增加了增加了160 J(2)外界对气体做功外界对气体做功80 J课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标规律总结规律总结判定物体内能变化的方法判定物体内能变化的方法(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。分析。(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，为负

13、；体积缩小，外界对气体做功，W为为正。正。(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时与外界绝热，则不发生热传递，此时Q0。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (4)(4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。了变化。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3

14、3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考点二热力学第二定律考点二热力学第二定律1在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“自发地自发地”、“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义的涵义(1)“自发地自发地”指明了热传递等热力学宏观现象指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义是发生的热力学的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学

15、方面的影响。如吸热、放热、做功等。力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标2热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。特别提醒特别提醒热量不可能自发地从低温物体传到热量不可能自发地从低

16、温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。等温膨胀过程。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标3热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单

17、课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标4两类永动机的比较两类永动机的比较第一类永动机第一类永动机第二类永动机第二类永动机不需要任何动力或燃料，不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的却能不断地对外做功的机器机器从单一热源吸收热量，使之完全变从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器成功，而不产生其他影响的机器违背热力学第一定律，违背热力学第一定律，不可能制成不可能制成不违背能量守恒定律，但违背热力不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能制成学第二定律，不可能制成课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理

18、（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考向热力学第二定律的理解考向热力学第二定律的理解例例2 (多选多选)(2013大纲全国大纲全国)根据热力学定律，下根据热力学定律，下列说法中正确的是列说法中正确的是A电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递向高温物体传递B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量向室外放出的热量C科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，对能源的

19、过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成形成“能源危机能源危机”课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标解析解析热力学第二定律有两种表述：第一是热量热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项体是电冰箱工作的结果，选项A正确；第二是不可能正确；第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变

20、为功，而不产生从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项其他影响，即第二类永动机不存在，选项B正确，选正确，选项项C错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项是存在的形式不同，选项D错误。错误。答案答案AB课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考点三热力学定律与气体实验定律的综合问考点三热力学定律与气体实验定律的综合问题题课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3

21、-3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考向考向1气体状态变化的计算与热力学定律的组气体状态变化的计算与热力学定律的组合合例例3一定质量的理想气体由状态一定质量的理想气体由状态A经状态经状态B变变成状态成状态C，其中，其中AB过程为等压变化，过程为等压变化，BC过程为过程为等容变化。已知等容变化。已知VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K。(1)求气体在状态求气体在状态B时的体积。时的体积。 (2)(2)说明说明BC过程压强变化的微观原因。过程压强变化的微观原因。(3)设设AB过程气体吸收热量为过程气体吸收热量为

22、Q1，BC过程气过程气体放出热量为体放出热量为Q2，比较，比较Q1、Q2的大小并说明原因。的大小并说明原因。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (3)(3)Q Q1 1大于大于Q2；因为；因为TATC，故，故AB增加的内增加的内能与能与BC减少的内能相同，而减少的内能相同，而AB过程气体对外界过程气体对外界做正功

23、，做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律过程气体不做功，由热力学第一定律可知可知Q1大于大于Q2。答案答案(1)0.4 m3(2)见解析见解析(3)Q1Q2，原因，原因见解析见解析课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标考向考向2气态变化图象与热力学定律的组合气态变化图象与热力学定律的组合 例例 4 一 定 质 量 的 理 想 气 体 ， 状 态 从一 定 质 量 的 理 想 气 体 ， 状 态 从ABCDA的变化过程可用如图的变化过程可用如图32所示的所示的pV图描述

24、，图中图描述，图中p1、p2、V1、V2和和V3为已知量。为已知量。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标图图32 (1)气体状态从气体状态从A到到B是是_过过程程(填填“等容等容”、“等压等压”或或“等温等温”)。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (2)(2)状态从状态从B到到C的变化过程中，气体的温度的变化过程中，气体的温度_(填填“升高升高”

25、、“不变不变”或或“降低降低”)。(3)状态从状态从C到到D的变化过程中，气体的变化过程中，气体_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)。(4)状态从状态从ABCD的变化过程中，气体对外的变化过程中，气体对外界所做的总功为界所做的总功为_。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (4)(4)从从AB，气体体积增大，气体

26、对外界做功，气体体积增大，气体对外界做功W1p2(V3V1)；从；从BC，气体体积不变，气体体积不变，W20；从从CD，气体体积减小，外界对气体做功或气体对，气体体积减小，外界对气体做功或气体对外 界 做 负 功 ， 即外 界 做 负 功 ， 即 W3 p1( V3 V2) ； 故 从； 故 从ABCD的变化过程中，气体对外界做总功的变化过程中，气体对外界做总功WW1W2W3p2(V3V1)p1(V3V2)。答案答案(1)等压等压(2)降低降低(3)放热放热 (4)p2(V3V1)p1(V3V2)课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课

27、课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标规律总结规律总结气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法方法(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体。体。( (2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决。气体状态参量，利用相关规律解决。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互

28、互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标 (3)(3)对理想气体，不计分子势能，因此对一定对理想气体，不计分子势能，因此对一定质量的理想气体，其内能只取决于温度，而与体积质量的理想气体，其内能只取决于温度，而与体积无关。温度升高无关。温度升高(或降低或降低)，内能增大，内能增大(或减小或减小)。(4)由气体体积变化情况分析做功情况：气体体由气体体积变化情况分析做功情况：气体体积增大，气体对外做功；气体体积减小，外界对气积增大，气体对外做功；气体体积减小，外界对气体做功。体做功。(5)分析出气体状态变化过程中的内能改变及做分析出气体状态变化过程中的内能改变及做功情况后，由热力学第一

29、定律功情况后，由热力学第一定律UWQ便可确定吸便可确定吸、放热情况。、放热情况。课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标1 (2015北京理综北京理综)下列说法正确的是下列说法正确的是A物体放出热量，其内能一定减小物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变能不变随堂巩固

30、课后训练课后训练能力达标能力达标课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标解析解析根据热力学第一定律根据热力学第一定律UQW判断，只判断，只有有C项正确。项正确。答案答案C课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标2 (2015福建理综福建理综)如图如图33所示，一定质量的所示，一定质量的理想气体，由状态理想气体，由状态a经过经过ab过程到达状态过程到达状态b或

31、者经过或者经过ac过程到达状态过程到达状态c。设气体在状态。设气体在状态b和状态和状态c的温度分别的温度分别为为Tb和和Tc，在过程，在过程ab和和ac中吸收的热量分别为中吸收的热量分别为Qab和和Qac。则。则课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标图图35ATbTc，QabQacBTbTc，QabQac DTbTc，QabQac课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标答案答案C课课前前预预习习基基础础落落实实选修选修3 3-3 -3 热热 学学高考总复习物理（）菜菜 单单课课堂堂互互动动考考点点突突破破课课后后训训练练能能力力达达标标3 (2014重庆理综重庆理综)重庆出租车常以天然气作为重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体内气体(可视为理想气体可视为理想气体)A压强增大，内能减小压强增大，内能减小B吸收热量，