第3章 热力学定律 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦选择性必修第三册热力学内容，系统梳理热力学定律、内能及能量守恒等核心知识，通过实验（如乙醚棉花燃烧）导入，结合表格对比温度、内能、热量、功的概念，构建知识体系支架，帮助学生理清物理观念。 其亮点在于融合科学思维与科学态度，通过例题（如汽缸气体加热问题）强化推理，结合空气能热水器、电冰箱等实例培养社会责任。采用讲练结合模式，学生能深化理解，教师可高效开展复习，提升教学质量。

章末小结与质量评价 选择性必修第三册 一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维　 01 02 CONTENTS 目录 三、价值好题精练——培树科学态度和责任　 03 阶段质量检测 04 一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 [例1]　把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明 (　 ) A.做功可以升高物体的温度 B.做功可以改变物体的内能 C.做功一定可以增加物体的内能 D.做功可以增加物体的热量 考法一　温度、内能、热量、功的理解 √ [解析]　当快速下压活塞时，活塞对玻璃筒内的空气做功，改变了气体的内能，气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，故B正确；做功改变的是物体的内能，温度升高是内能增大的表现，热量是过程量，所以A、D错误；若外界对系统做功，同时系统对外放出热量，系统内能不一定增加，C错误。 　温度、内能、热量和功的比较 融会贯通 概念 温度 内能 热量 功 含义 表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志。它是大量分子热运动的整体表现，对个别分子无意义 物体内所有分子动能和分子势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能 是传热过程中内能的改变量，用来度量传热过程中内能转移的多少 做功过程是机械能或其他形式的能与内能之间的转化过程。功是该过程能量转化的量度 关系 温度和内能是状态量，热量和功则是过程量，传热的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移 说明：(1)温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量。当物体的内能改变时，温度不一定改变。只有当通过传热改变物体内能时才会有热量传递，能量的形式没有发生变化。 (2)热量是传热过程中的特征物理量，离开过程谈热量毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”，因此不能说一个系统中含有多少“热量”或多少“功”。 1.下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的是 (　 ) A.同一物体体积不变时，温度越高，内能越大 B.要使物体的内能增加，一定要吸收热量 C.要使物体的内能增加，一定要对物体做功 D.物体内能增加，它的温度就一定升高 对点训练 √ 解析：同一物体的内能与温度和体积有关，体积不变时，温度越高，内能越大，A正确；做功和传热在改变物体内能上是等效的，使物体内能增加既可以通过吸收热量也可以通过对物体做功来实现，B、C错误；物体内能是分子动能与分子势能的总和，内能增加可能只是分子势能的增加，分子平均动能可能不变，即温度可能不变，D错误。 [例2]　如图所示，开口向上、内壁光滑的绝热汽缸竖直放置，卡口离缸底的高度h=0.1 m。质量M=20 kg的绝热活塞停在卡口处，活塞的横截面积S=1×10-2 m2，缸内气体温度t1=27 ℃，压强p1=0.9×105 Pa。现通过电热丝缓慢加热缸内气体，已知外界大气压强p0=1×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，缸内气体可视为理想气体，0 ℃=273 K。 考法二　热力学第一定律的综合应用 (1)活塞刚要离开卡口时，求气体的热力学温度T2； [答案]　 400 K [解析]　气体加热至使活塞刚要离开卡口，气体经历等容变化，则有= 当活塞刚要离开卡口时，根据受力分析有p2S=p0S+Mg 代入数据，解得p2=1.2×105 Pa，T2=400 K。 (2)活塞离开卡口后继续上升了H=0.1 m，此过程中气体吸收了Q=320 J的热量，求此过程中气体内能的变化量ΔU。 [答案]　 200 J [解析]　活塞离开卡口上升过程中，缸内气体发生等压变化，故气体对外做功，则有W=-p2SH=-120 J 此过程吸收热量Q=320 J 故此过程中ΔU=W+Q=200 J。 1.热力学第一定律的意义 热力学第一定律不仅反映了做功和传热这两种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传热之间的定量关系。此定律是标量式，应用时各物理量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。 2.正确理解公式的意义及符号的含义 (1)外界对物体做功，W>0；物体对外界做功，W<0。 (2)物体吸收热量，Q>0；物体放出热量，Q<0。 (3)物体内能增加，ΔU>0；物体内能减少，ΔU<0。 融会贯通 3.应用热力学第一定律解题的思路 (1)首先应明确研究对象是哪个物体或哪个热力学系统。 (2)其次要明确物体(或系统)吸收或放出的热量，外界对物体(或系统)所做的功。 (3)最后根据热力学第一定律ΔU=Q+W列出方程进行求解。特别要注意的是物理量的单位及正负号。 2.(2025·黑吉辽蒙高考)某同学冬季乘火车旅行，在寒冷的站台上从气密性良好的糖果瓶中取出糖果后拧紧瓶盖，将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，与刚进入车厢时相比，瓶内气体 (　　) A.内能变小　　　　　 B.压强变大 C.分子的数密度变大 D.每个分子动能都变大 对点训练 √ 解析：将糖果瓶带入温暖的车厢内一段时间后，瓶内气体体积不变，外界对气体不做功，即W=0，瓶内气体温度升高，从外界吸收热量，即Q>0，由热力学第一定律可知ΔU=W+Q>0，即瓶内气体内能变大，故A错误；将糖果瓶带入温暖的车厢内，瓶内气体做等容变化，根据=C，可知温度升高，则压强变大，故B正确；瓶内气体分子数量不变、体积不变，则瓶内气体分子的数密度不变，故C错误；温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。 3.(2024·山东高考)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是 (　 ) A.a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于 对外做功 B.b→c过程，气体对外做功，内能增加 C.a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D.a→b过程气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 √ 解析：a→b过程是等压变化且体积增大，气体对外做功，Wab<0，由盖-吕萨克定律可知Tb>Ta，即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知，a→b过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc=0，又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律ΔU=Q+W可知气体内能减少，故B错误；c→a过程为等温过程，可知Tc=Ta，ΔUac=0，根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确； a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU=0，整个过程气体对外做功，根据热力学第一定律可得ΔU=Qab-Qca-W=0，故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量Qca，D错误。 [例3]　如图所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气。现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是 (　 ) 考法三　热力学第二定律的理解和应用 A.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，因此此过程违反了热力学第二定律 B.气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律 C.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 D.以上三种说法都不对 √ [解析]　此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化(有外力控制着活塞缓慢地移动，而非自动进行的)，所以此过程不违反热力学第二定律。 热力学第二定律的两种表述 1.按照传热的方向性表述：热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述。 2.按照机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，这是热力学第二定律的开尔文表述。 融会贯通 4.(多选)下列说法中正确的是 (　 ) A.随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到-280 ℃ B.热量可以从低温物体传到高温物体 C.无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现 D.无论科技怎样发展，都无法判断一物体温度升高是通过做功还是传热实现的 √ 对点训练 √ √ 解析：制冷机的制冷温度不可能降到-273.15 ℃以下，A错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，B正确；不可能从单一热库吸热使之完全变成功而不产生其他影响，即第二类永动机永远不可能实现，C正确；做功和传热在改变物体内能上是等效的，无论科技怎样发展，都无法判断一物体的温度升高是通过做功还是传热实现的，D正确。 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是 (　 ) A.甲装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B.甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙装置是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D.乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 √ 解析：甲装置中右侧两个5 Ω的电阻并联后再与左侧一个5 Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即I右=I左，两个5 Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧电阻通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，B正确； 在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管右侧液面高度差更大，故C、D错误。 2.如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱，下列说法中正确的是 (　 ) A.热量可以自发地从大气传递到储水箱内 B.空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律 C.空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律 D.空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能 √ 解析：该热水器将空气中的能量转移到热水中，符合能量守恒定律，但是热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现，因此也符合热力学第二定律。故A、B、C错误，D正确。 3.(多选)如图为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是 (　 ) A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B.电冰箱消耗电能，其制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，在室内打开冰箱门并不能起到制冷的效果 C.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 D.电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律 √ √ 解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助，电冰箱把热量从低温物体传到高温物体，需要压缩机的帮助并消耗了电能，电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律，B、D正确，A错误；热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化或内能转移的规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，所以电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律，C错误。 4.(2024·河北高考)(多选)如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后 (　 ) A.弹簧恢复至自然长度 B.活塞两侧气体质量相等 C.与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D.与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 √ √ √ 解析：初始活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出。左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确；由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误；密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确；初始时气体在左侧且体积为整个汽缸体积的一半，最终气体充满整个汽缸，则初始活塞左侧单位体积内气体分子数应该是最终状态的两倍，故D正确。 5.(2025·山东高考)如图所示，上端开口、下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为f0=p0S，等于最大 静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热， T1=330 K时，气柱高度为h1，活塞开始缓慢上 升；继续缓慢加热至T2=440 K时停止加热，活 塞不再上升；再缓慢降低气体温度， 活塞位置保持不变，直到降温至T3=400 K时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至T4=330 K时，保持温度不变，活塞不再下降。求： (1)T2=440 K时，气柱高度h2； 答案：h1　 解析：T1→T2为升温过程，气体等压膨胀， 由盖-吕萨克定律有=，解得h2=h1。 (2)从T1状态到T4状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。 答案： 解析：T1→T2为升温过程，气体等压膨胀，对活塞受力分析，由平衡条件有p0S+f0=p1S 解得理想气体压强p1=p0 外界对气体做功W1=-p1(h2-h1)S 解得W1=- T2→T3为降温过程，气体做等容变化，外界对气体做功W2=0 T3→T4为降温过程，气体等压压缩，由盖-吕萨克定律有=， 解得h4=h1 活塞受力平衡有p0S=f0+p3S 解得理想气体压强p3=p0 外界对气体做功W3=p3(h2-h4)S 解得W3= 全程中外界对气体做功W=W1+W2+W3=- 因为T1=T4，故理想气体内能变化量ΔU=0 根据热力学第一定律ΔU=W+Q 解得Q=。 阶段质量检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是(　 ) A.制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响 B.制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下 C.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 D.将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；可以有效利用太阳能进行发电和加热，选项D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2.关于能量和能源，下列说法正确的是 (　 ) A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 B.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：根据能量守恒定律，能量是不能够被创造的，选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能量的品质在降低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了，选项D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 3.对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是 (　 ) A.一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收80 J的热量，则它的内能增大20 J B.物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少 C.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 D.热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：根据热力学第一定律知ΔU=W+Q=-100 J+80 J=-20 J，它的内能减小20 J，故A错误；根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；通过做功的方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，故C错误；能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定律，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 4.一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV~20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是 (　 ) A.化学能转化为电能 　B.内能转化为电能 C.光能转化为电能 　D.机械能转化为电能 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以压电陶瓷片将机械能转化为电能，所以D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体 (　 ) A.压强变大 B.对外界做功 C.对外界放热 D.分子平均动能变大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小， 选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即ΔU=0，由热力学第一定律W+Q=ΔU知，W<0，则Q>0，因此气体吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图所示。当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体 (　 ) A.体积增大，温度升高 　 B.动能增大，温度升高 C.对外做功，温度降低 　 D.对外放热，温度降低 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，过程时间极短，可以认为是绝热过程，对外界没有吸放热，即Q=0，瓶内气体膨胀，对外做功，W<0，根据热力学第一定律，ΔU=Q+W，可知ΔU<0，气体内能减小，温度降低，故C选项正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7.图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程，图中ab的延长线过原点，则下列说法不正确的是 (　 ) A.气体从状态a到b的过程，气体体积不变 B.气体从状态b到c的过程，一定从外界吸收热量 C.气体从状态d到a的过程，气体的内能减小 D.气体从状态d到a的过程，气体对外界做功 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：因为p -T图像中ab的延长线过原点，所以从状态a到b，气体发生的是等容变化，气体的体积不变，故A正确，不符合题意；从状态b到c，温度升高，气体压强不变，根据理想气体状态方程=C可知体积增加，体积增加说明气体对外做功，温度升高说明气体内能增加，根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q可知气体吸收热量，故B正确，不符合题意；从状态d到a，图线上各点与原点连线的斜率变大，则气体体积变小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有(　 ) A.A→B的过程中，气体对外界做功 B.A→B的过程中，气体放出热量 C.B→C的过程中，气体压强不变 D.A→B→C的过程中，气体内能增加 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题图可知，从A到B的过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，A项错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确；从B到C过程中是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，C项正确，D项错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9.某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示，闭合阀门K，向下压压杆A可向壶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出，储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.充气过程中外界对储气室内气体做功，气体内能不变 B.只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴处喷出 C.喷液过程中，储气室内气体吸收热量，对外界做功 D.喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力减小 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：充气过程中储气室内气体温度不变，但气体质量增加，故气体内能增加，A错误；只有当储气室内气体压强大于外界大气压强与喷嘴到液面这段导管内液体产生的压强之和时，消毒液才能从喷嘴处喷出，B错误；喷液过程中，气体膨胀，对外做功，但气体内能不变，根据热力学第一定律，气体一定从外界吸收热量，C正确；喷液过程中，气体体积膨胀，由于温度不变，根据玻意耳定律，气体压强减小，即储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力减小，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10.如图所示，在较厚的有机玻璃筒内封闭有一定质量的理想气体，底部放置少量易燃物，如蓬松的硝化棉。迅速压下筒中的活塞，可看到硝化棉被点燃而发出火光。对该实验现象的下列说法中正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.这个实验说明功可以变成能 B.这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能 C.用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程 D.活塞向下迅速压缩过程，筒内空气的分子平均动能和分子势能都增大了 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：改变物体内能的方式有两种，一种是传热，另外一种是做功。这个实验说明做功可以改变筒内空气的内能，但并非说明功可以变成能，故A错误，B正确；这个实验的目的是说明做功可以改变筒内空气的内能，利用控制变量法，先保证气体和外界不进行热交换，所以用厚有机玻璃做筒和迅速压缩都是为了保证该过程为绝热过程，故C正确；活塞向下迅速压缩过程，筒内空气内能增大，分子平均动能也增大，但由于气体为理想气体，故分子势能一直为0，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 三、非选择题(本题共4小题，共54分) 11.(10分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用传热的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量?如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量? 答案：1 200 J　放出1 000 J的热量 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：做功和传热在改变物体内能上是等效的，对物体做1 200 J的功可使物体温度升高3 ℃，如用传热方式，也使物体温度升高3 ℃，也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃需要的功或热量应为E，由1 200 J=cm×(3 ℃)，E=cm×(5 ℃)，联立得E=2 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12.(12分)爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食。高压爆米花的原理为：玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，嘭的一声，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。设当地温度为t1=27 ℃，大气压为p0。已知密闭容器打开盖前的气体压强达到4p0。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)将封闭容器内的气体看成理想气体，求打开盖前容器内气体的温度；(6分) 答案：927 ℃　 解析：根据查理定律= p1=p0，T1=300 K，p2=4p0 整理得T2=1 200 K，t2=927 ℃。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)假定在一次打开的过程中，容器内的气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，则容器内原有气体的内能如何变化?变化了多少?(6分) 答案：内能减少，减少了35 kJ 解析：由热力学第一定律ΔU=Q+W， 得ΔU=-20 kJ-15 kJ=-35 kJ 故内能减少35 kJ。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 13.(16分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p -V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ℃。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)该气体在状态C时的温度为多少摄氏度?(4分) 答案：27 ℃ 解析：A→C由理想气体状态方程得= 代入数据得TC=300 K，即tC=27 ℃。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)该气体从状态B到C的过程中外界对气体做的功?(6分) 答案：1 200 J 解析：从B到C，气体的体积减小，外界对气体做正功 在体积变化任意极小体积ΔV过程中，外界对气体做的功为W=pΔV 由p-V图线与横轴所围成的面积可得W=1 200 J。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?(6分) 答案：放热，放出的热量为1 200 J 解析：由于TA=TC，该理想气体在状态A和状态C内能相等，即ΔU=0 由热力学第一定律ΔU=W+Q 可解得Q=-1 200 J 由于Q为负，所以气体向外界放出热量，传递的热量为1 200 J。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14.(16分)某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107 L，冷冻室容积118 L，假设室内空气为理想气体。 (1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3 m3/mol，阿伏伽德罗常量为6.0×1023 mol-1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?(5分) 答案：6.0×1024个 解析：分子个数N=NA=6.0×1024个。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)若室内温度为27 ℃，大气压为1×105 Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6 ℃，冷冻室温度降为-9 ℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大?(6分) 答案：5.0×103 Pa 解析：气体状态参量为 T1=(273+27)K=300 K，p1=1×105 Pa T2=(273+6)K=279 K T3=(273-9)K=264 K 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 气体体积不变，根据查理定律得== 代入数据解得 p2=9.3×104 Pa，p3=8.8×104 Pa 压强差：Δp=p2-p3=5.0×103 Pa。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律。(5分) 答案：见解析 解析：不违背热力学第二定律，因为热量不是自发地由低温的冰箱内部向高温的冰箱外部传递的，且冰箱工作过程中要消耗电能。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $