江苏省南通市2023届高考物理一轮复习热力学定律与能量守恒学案（无答案）

江苏省南通市2023届高考物理一轮复习热力学定律与能量守恒学案（无答案）PAGEPAGE2热力学定律与能量守恒自主学习考纲解读1.认识热力学第一定律.2.理解能量守恒定律;知道第一类永动机不可能制成.二．双基回扣1.以下关于做功和热传递的说法中正确的选项是：〔〕A.做功和热传递的实质是相同的B.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的C.做功和热传递是对同一过程中的两种说法D.做功和热传递是不可能同时发生的。空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做了，同时气体放出热量为。在此过程中，该气体的内能__________(填“增加〞或“减少〞〕了___________J。要点导学要点一：理解热量与内能、热量与温度的区别例1.关于热量、功、内能三个物理量,以下说法中正确的选项是()A.热量、功、内能的物理意义等同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的小结：1.物体的内能是物体的所有分子动能和分子势能的总和,而要改变物体的内能,可以通过做功和热传递两种方式。2.内能是状态量,一个物体在一定的状态下具有一定的内能.热量是过程量,它是在热传递过程中用来量度物体内能改变多少的物理量.离开热传递的物理过程,谈热量的多少是毫无意义的,我们只能说:“在某一热传递的过程中甲物体吸收了多少热量,乙物体放出了多少热量〞,不能说“某物体在某一状态下具有多少热量〞.同理,功也是一个过程量,不能说物体含有多少功.3.温度反映的是分子热运动处于某种状态,是状态量.在热传递过程中传递的是热量,改变的是温度.要点二：改变物体内能两种方式的区别和联系例2.如下图为焦耳实验装置图,重物下落时带动叶片转动,搅拌容器中的水,由于摩擦,水温升高.关于这个实验,以下说法中正确的选项是()A.物体内能的改变,做功是唯一的方式B.物体内能的增加,一定伴随其他形式能量的减少C.证明了热量和功之间存在确定的数量关系D.说明热量就是功,两者可以相互转化练习1.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略,那么在此过程中()A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少练习2.被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿,就会重新鼓起来.这一过程乒乓球内的气体()A.吸热,对外做功,内能不变B.吸热,对外做功,内能增加C.温度升高,体积增大,压强不变D.压强增大,单位体积内分子数增多小结：1.做功和热传递对物体内能的改变是等效的.2.做功和热传递在改变物体内能上的区别.做功是其他形式的能和内能之间的相互转化;热传递是物体间内能的转移,即内能从物体的一局部传到另一局部,或者从一个物体传递给另一物体,物体间发生热传递的必要条件是存在温度差.要点三：热力学第一定律的理解及应用例3.如下图是某种喷雾器示意图,在贮液筒装入一些药液后将密封盖盖好.屡次拉压活塞后,把空气打入贮液筒内,贮液筒与外界热交换忽略不计,翻开喷嘴开关,活塞位置不变,药液就可以持续地喷出.药液喷出过程中,贮液筒内的空气()A.分子间的引力和斥力都在增大B.体积增大,压强增大C.气体分子的平均动能不变D.气体的内能减小小结：1.热力学第一定律公式为ΔU=W+Q,公式中的各量的“+〞或“-〞都有特定的含义:2.做功情况看:3.内能变化看：练习3.如下图,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b.在这一过程中,以下说法中正确的选项是()A.气体体积变小B.气体温度降低C.气体从外界吸收热量D.气体的内能不变例4.一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态.其p-T图象如下图.以下说法中正确的选项是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同小结：1.在气体状态变化过程中,三个状态参量(p、V、T)遵循理想气体状态方程=(或=C),分析气体的内能只需分析气体的温度:温度升高,内能增大;温度降低,内能减小.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,外界对气体做功.然后由热力学第一定律ΔU=Q+W确定热量Q的正、负,判断出吸热或放热.练习4.一定质量的理想气体从状态A经过等温膨胀到状态B,然后经过绝热压缩过程到状态C,最后经过等压降温过程回到状态A.那么状态A的体积(填“大于〞、“等于〞或“小于〞)状态C的体积;A到B过程中气体吸收的热量(填“大于〞、“等于〞或“小于〞)C到A过程中放出的热量.小结：练习5：一定质量的理想气体,从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A,其体积V与温度T的关系如下图.图中TA、VA和TD为量.(1)从状态A到B,气体经历的是(填“等温〞、“等容〞或“等压〞)过程.(2)从B到C的过程中,气体的内能(填“增大〞、“减小〞或“不变〞).从C到D的过程中,气体对外(填“做正功〞、“做负功〞或“不做功〞),同时(填“吸热〞或“放热〞).(4)气体在状态D时的体积VD=.要点四：对能量守恒定律的理解1.能量守恒定律是自然界的普遍规律,一切违背能量守恒定律的过程都不可能实现.2.不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的.3.某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.4.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等.5.能量守恒定律的应用(1)在利用能量守恒定律解题时,要注意先搞清楚过程中有几种形式的能在转化或转移.(2)分析初、末状态,确定ΔE增、ΔE减各为多少,再由ΔE增=ΔE减列式计算.例5.如下图,一演示用的“永动机〞转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水〞,推动转轮转动.离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动.以下说法中正确的选项是()A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量练习6.如下图,用不计重力的轻质活塞在汽缸内封闭一定质量理想气体,活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计,开始时活塞距汽缸底高度h1=0.50m.给汽缸加热,活塞缓慢上升到距离汽缸底h2=0.80m处,同时缸内气体吸收Q=450J的热量.活塞横截面积S=5.0×10-3m2,大气压强p0=1.0×105Pa.求:(1)缸内气体对活塞所做的功W.(2)此过程中缸内气体增加的内能ΔU.稳固与提升：1.如下图,用一根与绝热活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动,汽缸开口向上,汽缸内封闭一定质量的气体,缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气.现将细线剪断,让汽缸自由下落,以下说法中正确的选项是()A.气体压强减小,气体对外界做功B.气体压强增大,外界对气体做功C.气体体积减小,气体内能增大D.气体体积增大,气体内能减小2.如下图,固定容器及可动活塞P都是绝热的,中间有一导热的固定隔板B,B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离,气体的温度随其内能的增加而升高.那么在移动P的过程中()A.外力对乙做功,甲的内能增加B.外力对乙做功,乙的内能不变C.乙传递热量给甲,乙的内能增加D.乙的内能增加,甲的内能不变3.如下图,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b.关于这一过程,以下说法中正确的选项是()A.气体从外界吸收热量B.气体分子的平均动能减少C.外界对气体做正功D.气体分子撞击器壁的作用力增大4.如下图,一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c,吸收了340J的热量,并对外做功120J.假设该气体由状态a沿adc变化到状态c时,对外做功40J,那么这一过程中气体(填“吸收〞或“放出〞)J热量.5.一定质量的理想气体状态变化如下图,其中AB段与t轴平行.在状态A时气体的体积为1.0L,那么变到状态