第3章 热力学定律 章末复习方案-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

物理 选择性必修第三册 课堂学案 3.(能源与能量损耗)关干能量和能源,下列说法 C.能量在转化和转移过程中总量保持不变,故 中正确的 ) 节约能源没有必要 A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能 D.能量的转化和转移具有方向性,目现有可利 增加 用的能源有限,故必须节约能源 B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断 减少 反信是示完成P.课时作业(十五) 童末复习方案 .....*.. .。.......... 章末·知识网络 功和内能:在绝热情况下,功是内能变化的量度 内能热量和内能:只发生热传递时,热量是内能变化的量度 做功和热传递在改变内能上是等价的 (内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和 词封 热力学第一定律 表达式:AU-W+Q [能量守恒定律 能量守恒定律 第一类永动机不能制成的原因:违背能量守恒定律 克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体 开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响 热力学第二定律 第二类永动机不能制成的原因:违背了热力学第二定律 能源是有限的 章末·真题演练 命题视角一 对热力学定律的考查 D.剧烈颠簸时,气体的温度不变 1.(天津)(多选)列车运行的平稳性与车厢的振 气体实验定律与热力学定 命题视角二 律综合问题 动密切相关,车厢底部安装的空气弹箭可以有 效减振,空气弹策主要由活塞、气缸及内封的 1.(湖南改编)(多选)如图,两端开口、下端连通 一定质量的气体构成,上下乘客及剧烈颠簸均 的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞(截面积分 能引起车厢振动,上下乘客时气缸内气体的体 别为S和S。)封闭一定质量的理想气体,活塞 积变化缓慢,气体与外界有充分的热交换:剧 与汽缸壁间无摩擦,在左端活塞上缓慢加细 烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快,气体与 沙,活塞从A下降高度到B位置时,活塞上 外界来不及热交换,若气缸内气体视为理想气 细沙的总质量为n.在此过程中,用外力F作 体,在气体压缩的过程中 ( 用在右端活塞上,使活塞位置始终不变,整个 A. 上下乘客时,气体的内能不变 过程环境温度和大气压强。保持不变,系统 B. 上下乘客时,气体从外界吸热 始终处于平衡状态,重力加速度为g.下列说法 . 正确的是 C.剧烈颠簸时,外界对气体做功 ) .70. 第三章 热力学定律 #{ 的力-V图像,气泡内气体先从压强为)、体 积为V。、温度为T。的状态A等温膨胀到体积 为5V。、压强为P:的状态B,然后从状态B绝 热收缩到体积为V。、压强为1.9、温度为T。 A.整个过程,外力F做功大于0,小于ng 的状态C,B到C过程中外界对气体做功为 B.整个过程,理想气体的分子平均动能保持 W.已知、V。、T。和W.求 不变 C.整个过程,理想气体向外界释放的热量小于 纯熟 (pS:h十ngh) D.左端活塞到达B位置时,外力F等于mgS。 5V 2.(全国乙改编)(多选)一定量的理想气体从状 (1)b的表达式; 态a经状态6变化到状态c,其过程如T-V图 (2)T。的表达式; 上的两条线段所示,则气体在 C ) (3)B到C过程,气泡内气体的内能变化了 7 多少? A.由a变化到的过程中,气体对外做功 B.由变化到c的过程中,气体的压强不变 C.由a变化到的过程中,气体从外界吸热 D. 由a变化到的过程中,从外界吸收的热量 等于其增加的内能 3.(山东)(多选)一定质量的理想气体,初始温度 为300K,压强为1×10Pa.经等容过程,该气 体吸收400J的热量后温度上升100K;若经等 压过程,需要吸收6001的热量才能使气体温 度上升100K.下列说法正确的是 ( ) A.初始状态下,气体的体积为6L B.等压过程中,气体对外做功400] C.等压过程中,气体体积增加了原体积的 D.两个过程中,气体的内能增加量都为4001 4.(广东)在驻波声场作用下,水中小气泡周围液 体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性 膨胀和收缩,气泡内气体可视为质量不变的理 I反信提示 完成P.第三章综合测评 想气体,其膨胀和收缩过程可简化为如图所示 .71.知识点二 3.D解析能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，选项A、 1.高品质 B错误：能量在转化和转移过程中总量保持不变，但能量的 3.能源 转化和转移具有方向性，耗散的能量难以收集再利用，且现 【自主检测】 有可利用的能源有限，所以我们要注意节约能源，选项C错 1.(1)×(2)/(3)×(4)/ 误，D正确. 2.方向性不违反 课堂·深度探究 章末复习方案 [例题1门BC解析根据热传导的规律可知，热量可以自发地 章末·真题演练 从高温物体传到低温物体，却不能自发地（不需要外界帮 命题视角一 助)从低温物体传到高温物体，但是如果借助外界的帮助， 1.AC解析上下乘客时气缸内气体与外界有充分的热交换， 热量可以从低温物体传到高温物体，选项A错误，B正确： 即发生等温变化，温度不变，故气体的内能不变，体积变化缓 机械能可以全部转化为内能（如一个运动物体克服摩擦力 慢，没有做功，故没有发生热交换，选项A正确，B错误：剧烈 做功且最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，内能无 颠簸时气缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热 法全部转化为机械能而不引起其他变化，选项C正确，D 交换，气体经历绝热过程，外界对气体做功，温度升高，选项 错误 C正确，D错误 [变式1门A解析由热力学第二定律的开尔文表述可知，选项 命题视角二 A正确：热机效率总低于100%，选项B错误：满足能量守 L,BCD解析根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上 恒定律的物理过程未必能自发进行，任何过程一定都满足 有位移，由于活塞S没有移动，可知整个过程，外力F做功 热力学第二定律，选项C错误：由热力学第一定律U= 等于0，选项A错误：根据气缸导热且环境温度没有变，可知 W十Q可知，W>0,△不一定大于0，即内能不一定增加， 气缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平 选项D错误 均动能保持不变，内能不变，选项B正确：由内能不变可知理 [例题2]B解析热力学第一定律是能量守恒在热现象中的 想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功Q 体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转 W<poSh十gh,选项C正确：左端活塞到达B位置时，根 化的方向性，两者并不矛盾，选项B正确。 据压强平街可得A十罗=A十气脚F=,选项D [变式2]D解析第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类 正确」 永动机违背热力学第二定律，选项A、B错误：由热力学第 一定律可知W≠0，Q≠0，但△U=W+Q可以等于0，选项 2.AC 服团根据理想气体状态方程可知T余·V,脚T-V C错误：由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的， 但会产生其他影响，选项D正确. 国像的斜率为最，故有九一A>A,选项B错误：理超气体 【情境导学】 由：变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，选项 答案内能 A正确：理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能 [例题3]C解析根据能量守恒定律，能量是不能被创造的， 增大，由热力学第一定律有△U=Q十W,而△U>0,W<0, 选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并 则有△U=Q-W|,可得Q>0,Q>U,即气体从外界吸热， 未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，选 且从外界吸收的热量大于其增加的内能，选项C正确，D 项B错误：根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热 错误。 现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确：能量耗散现象 3.AD解析令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别 说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但 为力=po,V=V,T1=300K,等容过程为状态二p=?, 能量品质降低了，选项D错误. V=V1=Vo,T2=400K,等压过程为状态三p=p,V=?, [变式3]ACD解析能源是有限的，必须合理利用能源，选项 T万=0K,尚理想气体软态方程可得兴=学-学， T T A正确：尽管能量守恒，但是使用过程中会有能量耗散，常 规能源并不是取之不尽、用之不竭的，选项B错误：能源的 解得A=寻AV=号V,体积增加了原来的行选项C错 利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加 误：等容过程中气体微功为零，由热力学第一定律△U=W十 强环境保护，选项C正确：开发新能源可以缓解常规能源的 Q=400J,两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此 不足，选项D正确 内能增加都为400J,选项D正确：等压过程内能增加了400J, 课末·随堂演练 吸收热量为600J,由热力学第一定律可知气体对外微功为 1.CD解扬热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观 过程的方向性，A不属于热现象，选项A错误：由热力学第 200小，即微功的大小为W=0(号V。-V)=200J,解得 二定律选项B、C,D正确 V。=6L,选项A正确，B错误 2.A解析根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的实 4.解析(1)由题可知，根据玻意耳定律可得pV=pVa, 际宏观过程都是不可递的，功转变为热的实际宏观过程是不 解得Dm=吉P 可逆过程，进项A正确：做功和热传递是改变物体内能的两 种方法，由热力学第一定律知，对物体做功，内能不一定增 (2)根据理想气体状态方程可知V=cV Ta Te 加，选项B错误：根据热力学第二定律可知，若产生其他影 解得Tc=1.9T. 响，可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，选项C错 (3)根据热力学第一定律可知△U=W十Q, 误：根据热力学第二定律，不可能使热量自发地从低温物体 其中Q=0,故气体内能增加△U=W. 传向高温物体，但在外界的作用下，能使热量从低温物体传 向高温物体，选项D错误. 答累1)5P(2)1.9T(3)W ·183·