1、同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 同步导练自 主学习要 点 导 析第2页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向第十章 热力学定律自 主学习要 点 导 析第3页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向第三节 热力学第一定律 能量守恒定律 自 主学习要 点 导 析第4页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向目 标 导 向自 主学习要 点 导 析第5页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向1掌握热力学第一定律及其表达式
2、，能够从能量转化的观点来理解这个定律2会用表达式 UWQ 分析和计算问题3掌握能量守恒定律，理解这个定律的重要意义，会用能量转化和守恒的观点分析物理现象4能综合运用学过的知识，用能量守恒定律进行有关计算，分析、解决有关问题5了解第一类永动机不可能制成的原因自 主学习要 点 导 析第6页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向自 主学习自 主学习要 点 导 析第7页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向1改变内能的两种方式：_和_，两者在改变系统_上_2一个热力学系统的_增量等于_与_的和，这个关系叫做热力学第一定
3、律，表达式为_当气体吸收热量，Q_0，气体放出热量，Q_0；当外界对气体做功，W_0，气体对外做功，W_0.3能量守恒定律可以表述为：能量既不会_，也不会_，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体_到另一个物体，在_或_的过程中其_不变自 主学习要 点 导 析第8页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向4恩格斯把能量转化和守恒定律、_、_21_一起列为 19 世纪的三大发现5违背了能量守恒定律的永动机称为_22_自 主学习要 点 导 析第9页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向答案做功 热传递 内能
4、等效 内能外界向它传递的热量 外界对它做的功 UQW 凭空产生 凭空消失 转化 转移转化 转移 总量 细胞学说21生物进化论 22第一类永动机自 主学习要 点 导 析第10页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向要 点 导 析自 主学习要 点 导 析第11页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向1热力学第一定律(1)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(2)表达式如果一个物体的内能改变是同时通过做功和热传递来实现的，那么外界对物体做功W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于物体
5、内能的增加 U，用数学公式表示为：UQW.自 主学习要 点 导 析第12页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向2能的转化与守恒定律(1)定律内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，这就是能的转化与守恒定律(2)对定律的理解能的转化与守恒定律是自然界的普遍规律，热力学第一定律是能的转化与守恒定律在改变物体内能这一特定过程中的具体体现一切违背能的转化与守恒定律的过程都是不可能实现的，能的转化与守恒定律证明永动机不可能制成自 主学习要 点 导 析第13页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典
6、品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向方 法 导 学自 主学习要 点 导 析第14页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向思维导悟导悟 1 对热力学第一定律的理解1对公式 UWQ 符号的规定符号WQU外界对物体做功物体吸收热量内能增加物体对外界做功物体放出热量内能减少自 主学习要 点 导 析第15页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向2.改变内能的两种方式的比较比较项目做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少物理实质其他
7、形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的自 主学习要 点 导 析第16页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向3.判断是否做功的方法一般情况下外界对物体做功与否，需看物体的体积是否变化(1)若物体体积增大，表明物体对外界做功，则 W0.4几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则 Q0，WU，外界对物体做的功等于物体内能的增加(2)若过程中不做功，即 W0，则 QU，物体吸收的热量等于物体内能的增加(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即 U0，则 WQ0 或 WQ，外
8、界对物体做的功等于物体放出的热量自 主学习要 点 导 析第17页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【例 1】有一桶水温度均匀，在桶底部有一个小气泡缓慢浮至水面，气泡上升过程中逐渐变大，若不计气泡中空气分子势能的变化，则()A气泡中的空气对外做正功，吸收热量B外界对气泡中的空气做正功，放出热量C气泡中的空气内能增加，吸收热量D气泡中的空气内能不变，放出热量自 主学习要 点 导 析第18页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解析】水温均匀，小气泡缓慢上浮，有充足的热传递时间，故气泡中空气的温度不变不计分子势
9、能的变化，所以气泡中空气的内能不变气泡膨胀，对外做正功，那么气泡一定吸收热量【答案】A【点悟】应用热力学第一定律时，一定要注意符号的正、负对气体或物体做正功，W 取正值，对外放热，Q 取负值 自 主学习要 点 导 析第19页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解析：由热力学第一定律，气体从外界吸收热量 2.5104 J，气体对外界做功 1.0104J，则该理想气体的内能增大，体积增大，温度升高，密度减小，选项 D 正确 答案：D针对训练 1 一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量 2.5104 J，气体对外界做功 1.0104 J，则该理想气体
10、的()A温度降低，密度增大 B温度降低，密度减小C温度升高，密度增大D温度升高，密度减小自 主学习要 点 导 析第20页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【例 2】一个带活塞气缸内盛有一定量的气体若此气体的温度随其内能的增大而升高，则()A将热量传给气体，其温度必升高 B压缩气体，其温度必升高 C压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变 D压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高自 主学习要 点 导 析第21页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解析】由热力学第一定律 WQU 知：A 中只知 Q0，
11、W 不知，故 U 无法确定，T 也就无法确定，A 错；B 中 W0，Q 不知，故 U 不定，T 也就无法确定，B错；C 中 W0，Q0，故 U 无法确定，T 无法确定，C 错；D 中 W0，Q0，故 U0，温度升高，D 选项正确【答案】D【点悟】气体体积被压缩为外界对气体做功，气体体积膨胀为气体对外界做功(气体自由膨胀除外，此时 W0)自 主学习要 点 导 析第22页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向针对训练 2 下列说法正确的是()A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C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热
12、量，同时对外做功，其内能可能不变自 主学习要 点 导 析第23页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解析：本题只涉及到热力学第一定律一个知识点物体内能的变化有两种途径：一是做功，二是热传递 当物体放出热量时，若外界对物体不做功，或所做的功小于其放出的热量，则其内能一定减小否则，若外界对物体做功，且所做的功大于其放出的热量，则物体的内能就要增加，所以选项 A 错误 同理，当物体对外做功时，若物体不从外界吸收热量，或吸收的热量小于其对外所做的功，则其内能一定减小否则，若物体从外界吸收热量，且吸收的热量大于其对外界做的功，则物体的内能一定增加，所以选项 B
13、 错误 自 主学习要 点 导 析第24页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向若物体吸收的热量大于物体对外界所做的功，则物体的内能将会增加，所以选项 C正确 若物体放出热量，同时还对外界做功，这两个方面的结果都将使物体的内能减小，所以内能不变是不可能的。因此选项 D 错误 答案：C自 主学习要 点 导 析第25页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向导悟 2 图象与热力学第一定律的综合应用【例 3】如图 1031，一定质量的理想气体，由状态 a 经过 ab 过程到达状态 b或者经过 ac 过程到达状态 c.设气
14、体在状态 b 和状态 c 的温度分别为 Tb 和 Tc，在过程 ab和 ac 中吸收的热量分别为 Qab 和 Qac.则()图 1031自 主学习要 点 导 析第26页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解析】一定质量的理想气体 a 到 c 是等容变化，有pT常数，a 到 b 是等压变化，有VT常数，从图线信息知道，c 和 b 温度都是 a 的两倍有 TaQac.【答案】CATbTc，QabQacBTbTc，QabQacDTbTc，QabQac自 主学习要 点 导 析第27页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标
15、导 向【点悟】在图象中解决气体问题时，要根据图象抓住体积变化与做功的关系(V 变大，对外做功，反之对内做功)，对于理想气体要抓住温度变化与内能变化的关系(T 升高，内能变大，反之，内能减小)，然后由热力学第一定律确定吸放热，或根据气态方程确定压强变化 自 主学习要 点 导 析第28页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向针对训练 3(多选)一定质量的理想气体状态变化过程如图 1032 所示，第 1 种变化是从 A 到 B，第 2 种变化是从 A 到 C.比较两种变化过程，则()图 1032自 主学习要 点 导 析第29页同步导练/RJ选修3-3 物理
16、经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向AA 到 C 过程气体吸收热量较多BA 到 B 过程气体吸收热量较多C两个过程气体吸收热量一样多D两个过程气体内能增加相同自 主学习要 点 导 析第30页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解析：由图象知，两个过程初末状态温度相等，则两个过程中气体内能需加量相同，故 D 正确由图象知，A 到 C 过程，气体压强与热力学温度成正比，由理想气体状态方程可知，该过程是等容过程，气体体积不变；两过程的初态参量相同，B 与 C 状态的温度相同，而 B 的压强大，由理想气体状态方程可知，B 的体积小于 C 的体积，
17、因 A、C体积相等，则 B 的体积小于 A 的体积，从 A 到 B 气体体积减小，外界要对气体做功，A到 C 过程，气体体积不变，外界对气体做功为 0，因两个过程内能变化量相等，由热力学第一定律可知，A 到 C 过程吸收的热量多，故 A 正确，B、C 错误 答案：AD自 主学习要 点 导 析第31页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向导悟 3 能量转化和守恒定律(1)能的转化一定要通过做功过程来实现，而能的转移则要通过某种形式的传递来完成(2)各种形式的能在转化和转移中总量守恒是无条件的而某种或几种形式的能的守恒是有条件的，如在只有重力和弹力做功时，
18、机械能才守恒，对此应予以注意自 主学习要 点 导 析第32页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向(3)能量守恒定律的重要意义找到了各种自然现象的公共量度能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法能量守恒定律与细胞学说、达尔文的进化论并称 19 世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想自 主学习要 点 导 析第33页同步导练
19、/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向(4)第一类永动机失败的原因分析能量守恒定律的发现，使人们进一步认识到，任何一部机器，只要对外做功，都要消耗能量，都只能使能量从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，而不能无中生有地创造能量不消耗能量，却可以源源不断地对外做功的机器(第一类永动机)是不可能制成的(5)能量守恒定律是研究和解决力学、热学等问题的重要方法和手段自 主学习要 点 导 析第34页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解】水滴匀速下落，空气对水滴的摩擦阻力 f 与水滴的重力 mg 是一对平衡
20、力，它们的大小相等：fmg.摩擦力所做的功 Wffhmgh.摩擦力做的功全部转化为水滴的内能则有 mghcm t 水滴落地时升高的温度 tmghcm ghc 101004.2103 0.24 【例 4】一水滴自 100 m 高处匀速下落，由于空气摩擦产生的热量全部被水滴吸收而使水滴温度升高，求水滴落地时升高的温度(水的比热容 c4.2103 Jkg11)自 主学习要 点 导 析第35页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【点悟】(1)上述运算过程中，各已知量均采用国际单位制单位，所以运算简便，这正是采用国际单位制的优越性之一(2)若题给条件中水的比热
21、容是 c1 calg11卡/(克)，而运算时又没有统一单位，就会出现 tghc 101001103 的错误 自 主学习要 点 导 析第36页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向针对训练 4 如图 1033 所示，A、B 是两个完全相同的铁球，初温相同A 放在绝热板上，B 用绝热绳悬挂现只让它们吸热，当它们升高相同的温度时，吸热分别为QA、QB，则()图 1033AQAQBBQAQBD无法确定自 主学习要 点 导 析第37页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解析：A、B 升高相同的温度，根据 Qcmt 可知
22、，升温需要的能量是相同的，由于受热膨胀，A 的重心升高，重力势能增加，吸热 QA 一部分用于升温，一部分用于增加重力势能 Ep，即 QAQEp；B 的重心降低，重力势能减小，吸热 QB 和减少的重力势能 Ep 共同用于升温，即 QQBEp，显然 QAQB.答案：C自 主学习要 点 导 析第38页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向探究导引探究 1 用能量观点分析问题【例 1】一铁球从高 H 处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？(设铁的比热容为 c，各物理量取国际制单位)自 主学习要
23、 点 导 析第39页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解】由题意可知，需根据能量守恒定律来分析，铁球损失的动能全部转化为铁球的内能 设落到地面时的速率为 v，由 v22gH 得落地时 v 2gH.则铁球在与地面撞击时损失的动能 E12mv212m22 v 34mgH.由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能，则UE34mgH，由 Qcmt 得 t Qmc34mgHmc 3gH4c.自 主学习要 点 导 析第40页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向针对训练 5 如图 1034 所示，一个质量为
24、20 kg 的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为 5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为 50 cm.现在在活塞上方加一 15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为 40 cm.求在这一过程中气体的内能增加多少？(g 取 10 m/s2，不考虑活塞的大气压力及摩擦阻力)图 1034自 主学习要 点 导 析第41页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解：由能的转化与守恒定律可知，内能的增加等于活塞和物体重力势能的减少，UE(Mm)gh(155)10(5040)102 J20 J.自 主学习要 点 导 析第42页同步导练/RJ选修3-3 物理
25、经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向探究 2 热点考题分析【例 2】(2017 年高考课标全国卷)(多选)如图 1035，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是()图 1035自 主学习要 点 导 析第43页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解析】抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，A 项正确，C 项错误；气体在被压缩的
26、过程中，外界对气体做正功，D 项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B 项正确，E 项错误【答案】ABDA气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变自 主学习要 点 导 析第44页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【例 3】如图 1036 所示，内壁光滑的气缸水平图 1036放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压
27、强为 p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量 Q 后，体积由 V1 增大为 V2.则在此过程中，气体分子平均动能_(选填“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了_自 主学习要 点 导 析第45页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向解析：根据热力学第一定律 WQU，其中 Wp0(V2V1)，但因为气体对外做功，所以用负号，所以气体内能变化了 UQp0(V2V1)答案：增大 Qp0(V2V1)自 主学习要 点 导 析第46页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【例 4】某压力锅的结构如图 1037 所示盖好密
28、封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起假定在压力阀被顶起时，停止加热图 1037自 主学习要 点 导 析第47页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向(1)若此时锅内气体的体积为 V，摩尔体积为 V0，阿伏加德罗常数为 NA，写出锅内气体分子数的估算表达式(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功 1 J，并向外界释放了 2 J的热量，锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？(3)已知大气压强 p 随海拔高度 H 的变化满足 pp0(1aH)其中常数 a0.结合气体定律定性分析在不同的海拔
29、高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同自 主学习要 点 导 析第48页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向【解】(1)设锅内气体分子数为 n，n VV0NA.(2)根据热力学第一定律，VWQ3 J，锅内气体内能减少，减少了 3 J.(3)由 pp0(1aH)(其中 a0)知，随着海拔高度增加，大气压强减小；由 p1pmgS知，随着海拔高度的增加，压力阀门被顶起时锅内气体压强减小；根据查理定律p1T1p2T2，可知压力阀被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低 自 主学习要 点 导 析第49页同步导练/RJ选修3-3 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学目 标 导 向温示提馨课时作业16（点击进入）word板块
