河北省邢台市第三中学高二物理选修3-3导学案：第十章

第十章热力学定律第一、二节功热和内能【学习目标】1、知道内能多少是由什么决定的2、能说出做功与内能的关系3、能记住热传递与物体内能的关系．【使用说明与学法指导】1．依据学习目标，15分钟认真研读课本，15分钟完成探究案。

2．，将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.【预习案】（一）功和内能1.焦耳的实验:(1)绝热过程:系统只由于外界对它做功而与外界交换_____,它不从外界_____,也不向外界_____。

(2)代表性实验:①重物下落带动叶片搅拌容器中的水,引起水温_____。

②通过电流的_______给水加热。

(3)实验结论:要使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的_____无关。

2.功和内能:(1)内能:任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统_________的物理量,这个物理量在两个状态间的差别与外界在_____过程中对系统所做的功相联系。

鉴于功是能量_____的量度,所以这个物理量必定是系统的一种能量,我们把它称为系统的内能。

(2)功和内能:在绝热过程中,外界对系统做的功等于系统内能的增加量,即______。

（二）热和内能1.热传递:(1)条件:物体的_____不同。

(2)定义:两个_____不同的物体相互接触时,温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,___ __从高温物体传到了低温物体。

2.热和内能:(1)热量:它是在单纯的传热过程中系统_____变化的量度。

(2)表达式:________。

(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同:①做功和热传递都能引起系统_____的改变。

②做功时是内能与其他形式能的_____;热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间___________。

我的疑惑【探究案】探究一、探究做功和物体内能的变化1、如何判断物体内能的变化?如何计算物体内能的增量?2、焦耳的两个实验说明了什么?探究二、探究热传递和内能1.热传递的条件是什么?热传递的实质是什么?2.在单纯的热传递过程中,怎样计算内能的增量?3.根据Q=ΔU,能否说热量就是内能?【训练案】1、拥有私家车的人们越来越多,说明人们生活水平不断提高。

高二物理选修3-3 固体、液体【知识要点】1．晶体和非晶体：晶体在外观上有规则的几何形状，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性；非晶体在外观上没有规则的几何形状，没有确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。

例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体．几乎所有的材料都能成为非晶体，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。

２．单晶体和多晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗粒等．这样的晶体就叫做单晶体．单晶体是科学技术上的重要原材料，例如，制造各种晶体管就要用纯度很高的单晶硅或单晶锗；如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫做多晶体．由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体．我们平常见到的各种金属材料，也是多晶体．多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，但是同单晶体一样，仍有确定的熔点．３．表面张力：如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力。

液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

４．浸润和不浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润。

浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。

由于液体浸润管壁，液面边缘部分的表面张力斜向上方，这个力使管中液体向上运动，当管中液体上升到一定高度，液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡，液面稳定在一定高度。

对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越小，液体所能达到的高度越高。

５．液晶：液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性。

有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定的浓度范围具有液晶态。

第十章热力学定律第四节热力学第二定律【学习目标】1、举例说明热量不能自发的从低温传到高温物理．2、知道热力学第二定律另一种描述．3、了解第二类永动机．【使用说明与学法指导】1．依据学习目标，15分钟认真研读课本，15分钟完成探究案。

2．，将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.【探究案】（一）热力学第二定律1.热传导的方向性:(1)温度不同的两个物体接触时,_____会自发地从_____物体传给_____物体,但不会自发地从_____物体传给_____物体,这说明:热传导的过程具有_____性。

(2)一切与热现象有关的宏观自然过程都是_______的。

(3)热力学第二定律是反映宏观自然过程的_______的定律。

2.热力学第二定律的两种表述:(1)克劳修斯表述:热量不能_____地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述:不可能从_________吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。

3.热力学第二定律的意义:热力学第二定律的两种表述是_____(选填“等价”或“不等价”)的,可以从其中一种表述推导出另一种表述;热力学第二定律的开尔文表述说明了_______与内能转化的_____性:机械能可以_____转化为内能,而内能_____全部用来做功以转化为机械能。

4.热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由膨胀是________(选填“可逆”或“不可逆”)的。

（二）第二类永动机1.热机:(1)热机工作的两个阶段:第一个阶段是燃烧燃料,把燃料中的_______变成工作物质的_____;第二个阶段是工作物质对外做功,把自己的_____变成_______。

(2)热机的效率:热机输出的_______与燃料产生的_____的比值,用公式表示为η=2.第二类永动机:(1)定义:只从______吸收热量,使之完全变为功而不引起其他变化的热机。

(2)第二类永动机不可能制成:虽然第二类永动机不违反_____________,但大量的事实证明,在任何情况下,热机都不可能只有一个热库,热机要不断地把吸取的热量变为有用功,就不可避免地将一部分热量传给低温热库。

高二物理选修3-3 导学案第七章 分子动理论7.1 物体是由大量分子组成的[学习目标]1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小，能够用油膜法估测油酸分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数，会用它进行相关的计算或估算．知识探究一、用油膜法估测分子的大小[导学探究] 如图1是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状．图1(1)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？ (2)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)? (3)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积？1、实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上，油酸在水面上形成油酸薄膜，将其认为是单分子层，且把分子看成球形．油膜的厚度就是油酸分子的直径d ，测出油膜面积S ，则油酸分子直径 d ＝VS .2、实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸． 3、实验步骤①用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，使溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ，算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′＝V 1n .再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η，算出一滴油酸酒精溶液中的油酸体积V ＝V ′η.②在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上．③待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油酸膜的形状画在玻璃板上．④将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S (以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)． ⑤油膜的厚度d 可看做油酸分子的直径，即d ＝VS.[即学即用] 根据实验“用油膜法估测分子的大小”，判断下列说法的正误．(1)用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1毫升，记下滴数n ，则1滴溶液含纯油酸的体积V ＝1nmL.( )(2)为了更精确地测出油膜的面积，应用牙签把水面上的油膜拨弄成矩形．( ) (3)若撒入水中的痱子粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小．( ) (4)若滴在水面的油酸酒精溶液体积为V ，铺开的油膜面积为S ，则可估算出油酸分子直径为VS.( ) (5)在玻璃板上描出的油膜轮廓如图2所示．已知坐标纸的小方格为边长为1 cm 的正方形，则油膜的面积约为72 cm 2.( )图2二、阿伏加德罗常数[导学探究] (1)1 mol 的物质内含有多少个分子？用什么表示？高二物理选修3-3 导学案(2)若某种物质的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，则一个分子的质量为多大？假设分子紧密排列，一个分子的体积为多大？(已知阿伏加德罗常数为N A )[知识梳理] 阿伏加德罗常数(1)定义：1_mol 的任何物质所含有的粒子数．(2)大小：在通常情况下取N A ＝6.02×1023 mol －1，在粗略计算中可以取N A ＝6.0×1023 mol －1. (3)应用①N A 的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁．它把摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、物体的体积V 、物体的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0等微观量联系起来，如图3所示．图3其中密度ρ＝m V ＝M mol V mol ，但要切记对单个分子ρ＝m 0V 0是没有物理意义的．②常用的重要关系式 a ．分子的质量：m 0＝M molN A.b ．分子的体积(或分子所占的空间)对固体和液体，因为分子间距很小，可认为分子紧密排列，摩尔体积V mol ＝N A V 0，则单个分子的体积V 0＝V mol N A ＝M molρN A.对气体，因分子间距比较大，故V 0＝V molN A 只表示每个分子所占有的空间．③质量为m 的物体中所含有的分子数：n ＝mN AM mol .④体积为V 的物体中所含有的分子数：n ＝VN AV mol.[即学即用] 已知阿伏加德罗常数为N A ，某气体的摩尔质量为M ，密度为ρ，请判断下列说法的正误．(1)1 m 3该气体中所含的分子数为ρN AM .( )(2)1 kg 该气体中所含的分子数是ρN AM .( )(3)一个气体分子的体积是MρN A .( )(4)一个气体分子的质量是MN A.( )题型探究一、用油膜法估测分子的大小例1 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，104 mL 油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液中有50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图4所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.图4(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径．高二物理选修3-3导学案二、阿伏加德罗常数的应用例2水的分子量是18 g·mol－1，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，则：(1)水的摩尔质量M＝________g·mol－1或M＝______kg·mol－1，水的摩尔体积V mol＝______m3·mol －1.(2)水分子的质量m0＝________kg，水分子的体积V′＝________m3.(结果保留一位有效数字)(3)将水分子看做球体，其直径d＝________m(结果保留一位有效数字)，一般分子直径的数量级是________m.(4)36 g水中所含水分子个数n＝________个．(5)1 cm3的水中所含水分子个数n′＝________个．7.2分子的热运动[学习目标]1.了解扩散现象及产生原因.2.知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因.3.知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系．知识探究一、扩散现象[导学探究](1)生活中常会见到下列几种现象：①在墙角打开一瓶香水，很快整个房间都会弥漫着香气．②滴一滴红色墨水在一盆清水中，过一段时间整盆水会变成浓度相同的红色．③炒菜时，在锅里放一撮盐，整锅菜都会具有咸味．以上现象说明什么问题？它们属于什么现象？(2)在上述②中，整盆水变为均匀的红色时，扩散现象停止了吗？[知识梳理]扩散现象(1)定义：不同物质分子能够彼此对方的现象．(2)产生原因：扩散现象是分子运动的直接结果，是分子运动的宏观反映．(3)影响因素①物态：态物质的扩散现象最容易发生，态物质次之，态物质的扩散现象在常温下短时间内不明显．②温度：温度越，扩散现象越显著．③浓度差：扩散现象发生的快慢程度还受到“已进入对方”的分子浓度的限制，当浓度差(填“大”或“小”)时，扩散现象较为显著．(4)特点①；②无规则．(5)意义：证明了物质分子永不停息地做运动．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)汽车开过后，公路上尘土飞扬属于扩散现象．()(2)扩散现象是不同物质间的一种化学反应．()高二物理选修3-3导学案(3)只有在气体和液体中才能发生扩散现象．()(4)温度越高，扩散进行得越快．()二、布朗运动[导学探究]用显微镜观察放在水中的花粉，追踪几粒花粉，每隔30 s记下它们的位置，用折线分别依次连接这些点，如图1所示．(1)从图中可看出花粉微粒运动的特点是什么？(2)花粉微粒为什么会做这样的运动？(3)这种运动反映了什么？图1[知识梳理]布朗运动(1)定义：的无规则运动．(2)产生原因：受到液体分子撞击的(3)影响因素：①悬浮的微粒越，布朗运动越明显．②温度越，布朗运动越激烈．(4)特点①永不停息；②无规则．(5)意义：布朗运动是悬浮在液体中的运动，而不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，但它间接地反映了分子的运动．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)阳光从狭缝中射入教室，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动．()(2)图1中的折线表示固体微粒的运动轨迹．()(3)布朗运动是指液体分子的运动．()(4)布朗运动充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的．()三、热运动[导学探究](1)在扩散现象中，温度越高，扩散越快；在布朗运动中，温度越高，布朗运动越明显．而这两种现象又都反映了分子的运动，那么分子的运动与温度有什么关系？分子的运动又有哪些特点？(2)布朗运动是热运动吗？[知识梳理] 布朗运动和热运动的区别与联系：区别：布朗运动是悬浮微粒的运动，而悬浮微粒是很多固体分子组成的一个“集体”，虽然肉眼看不到，但可以在显微镜下看到；热运动即使在显微镜下也看不到．联系：(1)都在做永不停息的无规则运动，都是温度越高运动越激烈．(2)周围液体分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了液体分子运动的无规则性．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)扩散现象和布朗运动都与温度有关，它们都叫热运动．()(2)高速运动的物体，其内部分子的热运动一定更激烈．()(3)温度降低，分子的热运动变慢．当温度降低到0℃以下时，分子就停止运动了．()题型探究一、扩散现象例1(多选)如图2所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)，下列说法正确的是()图2A．过一段时间可以发现上面瓶中的气体变成了淡红棕色B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会运动到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上下两瓶气体的颜色变得均匀一致例2(多选)下列是小明吃砂锅粥时碰到的现象，属于扩散现象的是()A．米粒在水中上下翻滚高二物理选修3-3导学案B．粥滚时，香味四处飘逸C．盐块放入水中，水变味道D．石油气被风吹散时，周围可闻到石油气味二、布朗运动例3(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越明显C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的针对训练在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次连接．如图3所示，则()图3A．图中记录的是分子无规则运动的情况B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C．微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点D．微粒在75 s末时的位置可能在cd连接以外的某一点三、热运动例4下列关于热运动的说法中，正确的是()A．分子热运动是指扩散现象和布朗运动B．分子热运动是物体被加热后的分子运动C．分子热运动是单个分子做永不停息的无规则运动D．分子热运动是大量分子做永不停息的无规则运动7.3分子间的作用力[学习目标]1.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力.2.通过图象分析知道分子力与分子间距离的关系.3.明确分子动理论的内容．知识探究一、分子间的作用力[导学探究](1)如图1所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？图1(2)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一起？(3)无论容器多大，气体有多少，气体分子总能够充满整个容器，是分子斥力作用的结果吗？[知识梳理]1．分子间同时存在着相互作用的和.分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的合力．2．分子间作用力与分子间距离变化的关系(如图2所示)．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而.但斥力比引力变化得快．高二物理选修3-3导学案图23．分子间作用力与分子间距离的关系．(1)当r＝r0时，F引＝F斥，此时分子所受合力为(2)当r＜r0时，F引＜F斥，作用力的合力表现为(3)当r＞r0时，F引＞F斥，作用力的合力表现为(4)当r＞10r0(即大于10－9 m)时，分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计．4．分子力弹簧模型：当分子间的距离在r0附近时，它们之间的作用力的合力有些像弹簧连接着两个小球间的作用力：拉伸时表现为，压缩时表现为[即学即用]判断下列说法的正误．(1)当分子间的距离小于r0时，分子间只有斥力作用．()(2)压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小．()(3)当两个分子从远处(r>10－9m)相向运动到距离最小的过程中，分子力先减小，后增大；分子力对两个分子先做正功，后做负功．()二、分子动理论[导学探究](1)参与热运动的某一个分子的运动有规律可循吗？大量分子的运动呢？(2)为什么物体既难以拉伸，又难以压缩？[知识梳理] 1．分子动理论(1)概念：把物质的性质和规律看做微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论．(2)内容：①物体是由组成的．②分子在做的运动．③分子之间存在着和．2．统计规律：由大量偶然事件的整体所表现出来的规律．(1)微观方面：单个分子的运动是(选填“有规则”或“无规则”)的，具有偶然性．(2)宏观方面：大量分子的运动表现出，受的支配．3．分子力的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力，以抗拒外力对它的拉伸．(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力，以抗拒外力对它的压缩．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)海绵容易压缩，说明分子间存在引力．()(2)布朗运动可以用分子动理论解释．()(3)固体、液体和气体有不同的宏观特征是分子力的宏观表现．()题型探究一、分子间的作用力例1设r 0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r是两个分子间的实际距离，则以下说法中正确的是()A．r＝r0时，分子间引力和斥力都等于零B．4r0＞r＞r0时，分子间只有引力而无斥力C．r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小D．r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大针对训练(多选)甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图象如图4所示．现把乙分子从r3处由静止释放，则()图4A．乙分子从r3到r1过程中一直加速B．乙分子从r3到r2过程中两分子间的分子力呈现引力，从r2到r1过程中两分子间的分子力呈现斥力C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大例2分子甲和乙距离较远，设甲固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中()高二物理选修3-3导学案A．分子力总是对乙做正功B．乙分子总是克服分子力做功C．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功D．先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功二、分子力的宏观表现例3(多选)下列说法正确的是()A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在引力的宏观表现D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现7.4温度和温标[学习目标]1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系．知识探究一、状态参量与平衡态[导学探究](1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量．在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？(2)如果系统与外界没有能量交换，该系统就达到平衡态了吗？[知识梳理]1．热力学系统：由大量分子组成的一个研究对象．2．热力学系统的状态参量(1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的(2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的性质．(3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的程度．3．对平衡态的理解(1)在没有外界影响的情况下，系统内的各部分的状态参量达到，即达到平衡态．(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)描述运动物体的状态可以用压强等参量．()(2)体积能描述系统的热力学性质．()(3)处于平衡态的系统内部分子停止了运动．()二、热平衡与温度[导学探究](1)用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升．当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？(2)当把它立即放入40 ℃的水中时，你又看到什么现象？为什么？高二物理选修3-3导学案[知识梳理]1．热平衡：两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变．但是经过一段时间以后，状态参量就，这说明两个系统对于传热来说已经达到了平衡，这种平衡叫做热平衡．2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于，这个结论称为热平衡定律．3．热平衡与温度(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量．()(2)热平衡就是平衡态．()(3)热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同．()三、温度计与温标[导学探究](1)如图1所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？图1(2)如果气体的温度是1℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1℃，也可以说气体的温度升高了多少K?[知识梳理] 1．几种温度计的测量原理(1)水银温度计是根据水银的性质来测量温度的．(2)金属电阻温度计是根据金属的电阻随的变化来测量温度的．(3)气体温度计是根据气体压强随的变化来测量温度的．(4)热电偶温度计是根据不同导体因温差产生的来测量温度的．2．确定一个温标的方法(1)选择某种具有测温属性的(2)了解测温物质随温度变化的函数关系．(3)确定温度的和的方法．3．热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为，水的沸点为，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成等份，每份算做1 ℃.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫，热力学温标表示的温度叫．用符号表示，单位是，符号为.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝.(4)注意：摄氏温标的1 ℃的分格与热力学温标1 K的分格是等价的，故用热力学温标表示的温度和摄氏温标表示的温度，虽然起点不同，但表示温度的温度差是相同的，即ΔT＝Δt.[即学即用]判断下列说法的正误．(1)温度计测温原理就是热平衡定律．()(2)温度与温标是一回事．()(3)1 K就是1 ℃.()(4)摄氏温度升高1 ℃，在热力学温标中温度升高274.15 K．()题型探究一、状态参量与平衡态例1下列说法正确的是()A．只有处于平衡态的系统才有状态参量B．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个状态参量都会改变C．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态D．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态二、平衡态与热平衡的区别与联系例2(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开，假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则() A．甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态B．只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态C．乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D．乙、丙两物体达到了热平衡三、温度与温标例3(多选)关于温度与温标，下列说法正确的是()高二物理选修3-3导学案A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C．摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小相等针对训练(1)水的沸点是________℃＝________K.(2)绝对零度是________℃＝________K.(3)某人体温是36.5 ℃，也可以说体温为________K，此人体温升高1.5 ℃，也可以说体温升高________K.7.5内能[学习目标]1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素．知识探究一、分子动能[导学探究]分子处于永不停息的无规则运动中，因而具有动能．(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？[知识梳理]1．分子动能：由于分子永不停息地做而具有的能量．2．温度的理解(1)在宏观上：温度是物体程度的标志．(2)在微观上：温度是物体分子热运动的的标志．3．分子动能的理解(1)由于分子热运动的速率大小不一，因而重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的，即分子热运动的动能．(2)温度是大量分子的标志，但对个别分子没有意义．同一温度下，各个分子的动能不尽相同．(3)分子的平均动能取决于物体的(4)分子的平均动能与宏观上物体的运动速度关．(填“有”或“无”)．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)物体温度升高时，每个分子的动能都增大．()(2)物体温度升高时，分子平均动能增大．()二、分子势能高二物理选修3-3导学案[导学探究](1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？[知识梳理]分子势能(1)定义：分子间由分子力和分子间的决定的势能．(2)决定因素①宏观上：分子势能的大小与物体的有关．②微观上：分子势能与分子之间的有关．(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系如图1所示．图1[即学即用]判断下列说法的正误．(1)物体的体积越大，分子势能越大．()(2)当分子间距离r＝r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0.()(3)当r→∞时，分子势能最小，且为0.()(4)当分子间距离由0逐渐增大到∞时，分子势能先减小后增大．()三、内能[导学探究](1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？[知识梳理]。

第十六章动量守恒定律第4节碰撞【学习目标】1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.3.知道散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性.【使用说明与学法指导】1．依据课标要求及学习目标，15分钟认真研读课本并完成预习案，20分钟完成探究案。

2．将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.【预习案】一、弹性碰撞和非弹性碰撞[导学探究](1)图1中大家正在玩一种游戏——超级碰撞球.多颗篮球般大小的钢球用钢缆悬挂在屋顶.拉开最右边钢球到某一高度，然后释放，碰撞后，仅最左边的球被弹起，摆至最大高度后落下来再次碰撞，致使最右边钢球又被弹起.硕大钢球交替弹开，周而复始，情景蔚为壮观.上述现象如何解释？图1(2)如图2所示，钢球A、B包上橡皮泥，让A与静止的B相碰，两钢球(包括橡皮泥)质量相等.碰撞后有什么现象？碰撞过程中机械能守恒吗？请计算说明.图2[知识梳理] 弹性碰撞和非弹性碰撞的特点和规律(1)碰撞特点：碰撞时间非常短；碰撞过程中内力远大于外力，系统所受外力可以忽略不计；可认为碰撞前后物体处于同一位置. (2)弹性碰撞①定义：如果碰撞过程中机械能________，这样的碰撞叫做弹性碰撞. ②规律：动量守恒：m 1v 1＋m 2v 2＝____________机械能守恒：21m 1v 1 2＋21m 2v 2 2＝21m 1v 1′2＋21m 2v 2′2(3)非弹性碰撞①定义：如果碰撞过程中机械能____________，这样的碰撞叫做非弹性碰撞. ②规律：动量守恒：m 1v 1＋m 2v 2＝______________ 机械能减少，损失的机械能转化为________ |ΔE k |＝E k 初－E k 末＝Q ③完全非弹性碰撞动量守恒：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 共 碰撞中机械能损失________|ΔE k |＝21m 1v 12＋21m 2v 22－21(m 1＋m 2)v 共2. [即学即用]如图3，光滑水平地面上有三个物块A 、B 和C ，它们具有相同的质量，且位于同一直线上.开始时，三个物块均静止.先让A 以一定速度与B 碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C 碰撞并粘在一起.求前后两次碰撞中损失的动能之比为________.图3二、对心碰撞和非对心碰撞、散射[导学探究] 如图4所示为打台球的情景，质量相等的母球与目标球发生碰撞，有时碰后目标球的运动方向在碰前两球的球心连线上，有时不在连线上，这是什么原因？两个小球碰撞时一定交换速度吗？图4[知识梳理]对心碰撞、非对心碰撞和散射的理解(1)正碰(对心碰撞)：一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与________的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度仍会沿着____________.(2)斜碰(非对心碰撞)：一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与__________的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离____________.(3)散射：微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“________”，因此微观粒子的碰撞又叫做散射；发生散射时仍遵循____________定律.[即学即用](多选)对碰撞和散射的理解正确的是()A.两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量守恒定律B.在系统所受合外力为零的条件下，正碰满足动量守恒定律，斜碰不满足动量守恒定律C.微观粒子碰撞时并不接触，但仍属于碰撞D.微观粒子碰撞时虽不接触，但仍满足动量守恒定律我的疑问【探究案】探究一、弹性碰撞模型及拓展分析例1在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动.在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图5所示.小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动.小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，求两小球质量之比m1 m2.图5例2 (多选)质量为M 的带有41光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图6所示，一质量也为M 的小球以速度v 0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则( )图6A.小球以后将向左做平抛运动B.小球将做自由落体运动C.此过程小球对小车做的功为12M v 02D.小球在弧形槽上上升的最大高度为0探究二、非弹簧碰撞模型分析例3 冰球运动员甲的质量为80 kg.当他以5 m /s 的速度向前运动时，与另一质量为100 kg 、速度为3 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞.碰后甲恰好静止.假设碰撞时间极短，求： (1)碰后乙的速度的大小； (2)碰撞中总机械能的损失.例4 质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 、静止的B 球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度允许有不同的值.请你论证：碰撞后B 球的速度可能是以下值中的( ) A.0.6v B.0.4v C.0.2v D.0.1v【训练案】一、选择题(1～9为单选题，10为多选题)1.在一条直线上有相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是( ) A.甲、乙两球都沿乙球的运动方向 B.甲球反向运动，乙球停下 C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等2.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图1所示.具有动能E 0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为( )图1A.E 0B.2E 03C.E 03D.E 093.如图2所示，细线上端固定于O 点上，其下端系一小球，静止时细线长为L .现将细线和小球拉至图中实线位置，此时细线与竖直方向的夹角为θ＝60°，并在小球原来所在的最低点放置一质量相同的泥球，然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放，它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是( )图2A.L 2B.L 4C.L 8D.L 164.在光滑的水平面上有a 、b 两球，其质量分别为m a 、m b ，两球在t 0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的v －t 图象如图3所示，下列关系式正确的是( )图3A.m a>m bB.m a<m bC.m a＝m bD.无法判断5.如图4所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上.B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，A、B之间由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为()图4A.4 JB.8 JC.16 JD.32 J6.如图5所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()图5A.A开始运动时B.A的速度等于v时C.B的速度等于零时D.A和B的速度相等时7.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m A＝1 kg，m B＝2 kg，v A＝6 m/s，v B＝2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是()A.v A′＝5 m/s，v B′＝2.5 m/sB.v A′＝2 m/s，v B′＝4 m/sC.v A′＝－4 m/s，v B′＝7 m/sD.v A′＝7 m/s，v B′＝1.5 m/s8.如图6所示，在光滑水平面上有直径相同的a、b两球，在同一直线上运动，选定向右为正方向，两球的动量分别为p a＝6 kg·m/s、p b＝－4 kg·m/s.当两球相碰之后，两球的动量可能是()图6A.p a＝－6 kg·m/s，p b＝4 kg·m/sB.p a＝－6 kg·m/s，p b＝8 kg·m/sC.p a＝－4 kg·m/s，p b＝6 kg·m/sD.p a＝2 kg·m/s，p b＝09.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A.A ＋1A －1 B.A －1A ＋1C.4A(A ＋1)2D.(A ＋1)2(A －1)210.如图7所示，大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触.现将摆球a 向左拉开一小角度后释放.若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是( )图7A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相等D.第一次碰撞后，两球的最大摆角相等 二、非选择题11.如图8所示，ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平，AB 段与BC 段平滑连接，质量为m 1的小球从高为h 处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC 段上质量为m 2的小球发生碰撞，碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失，求碰撞后小球m 2的速度大小v 2.图812.如图9所示，在冰壶世锦赛上中国队以8∶6战胜瑞典队，收获了第一个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为m 的冰壶推出，运动一段时间后以0.4 m /s 的速度正碰静止的瑞典队冰壶，然后中国队冰壶以0.1 m/s 的速度继续向前滑向大本营中心.若两冰壶质量相等，求：图9(1)瑞典队冰壶获得的速度；(2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞.13.如图10所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m＝1 kg的相同小球A、B、C，现让A球以v0＝2 m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度v C＝1 m/s.求：图10(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度为多大？(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。

第十章热力学定律一、单选题(1.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J2.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是()A．气体体积增大时，其内能一定减少B．外界对气体做功，气体内能一定增加C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．气体温度升度，其分子平均动能一定增加3.下列现象属于能量耗散的有()A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖4.一个孤立的热力学系统处于非平衡态和平衡态相比()A．处于非平衡态比处于平衡态有序B．处于平衡态比处于非平衡态有序C．处于非平衡态和处于平衡态有序程度相同D．有序程度要根据其他情况来定5.汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒6.下列说法正确的是()A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律7.关于内能的变化，以下说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变8.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来.其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确9.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加10.下列叙述中不正确的是 ()A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一二、多选题11.(多选)关于宏观态与微观态，下列说法正确的是()A．同一系统，在不同“规则”下，其宏观态可能不同B．宏观态越有序，其对应的微观态数目就越多C．一个宏观态往往对应有多个微观态，对应的微观态越多，这个宏观态的无序度越大D．一个宏观态可能是另一宏观态对应的微观态12.(多选)下列对能量耗散理解正确的是()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性13.(多选)下列说法中正确的是()A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变三、计算题14.如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定.现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变.求：(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q.15.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字).16.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ，物质的内能不变B.在区间Ⅲ，分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D.在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.四、填空题17.(1)从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取4台，其中原装和组装各2台的概率是________.(2)a、b两个分子分配在容器A、B里共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.那么N个分子分配在l个容器中，共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.18.关于气体的内能，下列说法正确的是________.A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加19.自发的过程总是倾向于出现较多________对应的宏观态，因此自发的过程总是从________向着________发展的.20.两只相同的容器中装有相同质量、相同温度和相同压强的同种气体，如图所示，A中活塞可以自由无摩擦地移动，B是密闭容器，现同时在同样条件下，对两容器加热，当它们吸收了相同的热量后，A容器中气体的内能__________(填“等于”“大于”或“小于”)B容器中气体的内能.21.(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做的功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”)，该过程中气体的内能________(填“增加”“减少”或“不变”).答案解析1.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J ＋Q，可得Q＝－4 J，即气体放热4 J，选项B对.2.【答案】D【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少；气体从外界吸收热量，可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增加，选项A、B、C错误.温度是分子平均动能的量度，气体温度升度，其分子平均动能一定增加，选项D正确.3.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散.4.【答案】A【解析】平衡态说明各处一样，没有差别，而无序意味着各处都一样、没有差别，所以，处于平衡态比处于非平衡态无序.5.【答案】C【解析】汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，汽车克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少.6.【答案】C【解析】热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律.7.【答案】C【解析】根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A 错，物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错，C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误.8.【答案】C【解析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的.9.【答案】A【解析】由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变.10.【答案】B【解析】市区禁止摩托车通行是为了减少尾气和废气的排放，从而改善空气质量；氟利昂可造成大气臭氧层空洞，所以推广无氟冰箱；CO2是温室效应的罪魁祸首；“白色污染”亟待解决；故本题的选项为B项.11.【答案】ACD【解析】12.【答案】BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对. 13.【答案】BC【解析】内能与零势能面的选取无关，重力势能与零势能面的选取有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误，B正确；绝热容器停止运动，内部气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确，D错误.14.【答案】(1)p＝p0＋(2)(p0S＋mg)h【解析】(1)设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡由p0S＋mg＝pS得p＝p0＋(2)由于气体的温度不变，则内能的变化ΔE＝0由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，Q＝－(p0S＋mg)h，气体放热.整个过程中通过缸壁传递的热量为(p0S＋mg)h.15.【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3J＝8×106J由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10) ℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.16.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量，体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，A错误，D 正确；又因为区间Ⅱ温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，物体的内能增加，理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W根据理想气体的状态方程有＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快.17.【答案】(1)(2)4lN【解析】(1)从6台原装和5台组装计算机中任意选取4台，共有C C＋C C＋C C＋C＋C 种选法，其中各占2台的选法有C C种，则概率为＝＝.(2)将A，B容器看作一个孤立系统，则每种分配情况可看作一个微观态，如下表：那么共有4个微观态，每个微观态出现的几率为，依次推广，可知N个分子在l个容器中共有lN 个微观态，每种微观态出现的几率为.18.【答案】CDE【解析】质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据＝C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确.19.【答案】微观态有序无序【解析】热力学第二定律表明热传递、扩散等宏观过程可以自发地向无序更大的方向发展，自发的过程总是倾向于出现较多微观态对应的宏观态，因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.20.【答案】小于【解析】A气体吸收热量后，温度升高，体积变大，对外做功，吸收的热量并没有全部增加气体的内能；而B气体吸收的热量全部增加了气体的内能，故A容器中气体的内能小于B容器中气体的内能.21.【答案】(1)放出 5.0×104(2)C增加【解析】(1)由热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2.0×105J＝－5.0×104J即气体放热5.0×104J.(2)C中表示等压变化，由题图知气体温度升高，内能增加.。

第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律【学习目标】1.理解系统、内力、外力的概念.2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件.3.了解动量守恒定律的普遍意义.【使用说明与学法指导】1．依据课标要求及学习目标，15分钟认真研读课本并完成预习案，20分钟完成探究案。

2．将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.【预习案】一、动量守恒定律[导学探究](1)如图1所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故.如果将甲、乙两辆汽车看做一个系统，丙车对乙车的作用力是内力，还是外力？如果将三车看成一个系统，丙对乙的力是内力还是外力？图1(2)如图2所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系.图2[知识梳理]对系统及动量守恒定律的理解1.系统、内力与外力(1)系统：相互作用的________________物体组成一个力学系统.(2)内力：系统中，物体间的相互作用力.(3)外力：系统________物体对系统内物体的作用力.2.动量守恒定律(1)内容：如果一个系统____________，或者________________________，这个系统的总动量保持不变.(2)动量守恒定律成立的条件：①系统不受________或者所受外力的合力为零.②系统外力远________内力时，外力的作用可以忽略，系统的动量守恒.③系统在某个方向上的__________为零时，系统在该方向上动量守恒.(3)动量守恒定律的表达式：①m1v1＋m2v2＝______________(作用前后动量相等).②Δp＝________(系统动量的增量为零).③Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等，方向相反). [即学即用]把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是()A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒D.三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零二、对动量守恒定律的认识[导学探究]三国演义“草船借箭”中，若草船的质量为m1，每支箭的质量为m，草船以速度v1远离时，对岸士兵万箭齐发，n支箭同时射中草船，箭的速度皆为v，方向与船的运动方向相同.由此，草船的速度会增加吗？这种现象如何解释？(船的初始速度为零，不计水的阻力)n支箭射中船后船速多大？[知识梳理]对动量守恒定律的理解(1)对系统“总动量保持不变”的理解①系统在整个过程中任意两个时刻的__________都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等.②系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化.③系统的总动量指系统内各物体动量的__________，总动量不变指的是系统的________的大小和方向都不变.(2)动量守恒定律的“四性”①矢量性：动量守恒定律的表达式是一个__________.②相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于________的速度.③同时性：动量守恒定律中，p 1、p 2……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p 1′、p 2′……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量.④普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统.不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统.[即学即用] 一枚在空中飞行的火箭，质量为m ，在某点的速度为v ，方向水平，燃料即将耗尽.火箭在该点突然炸裂成两块.其中一块质量为3m沿着与v 相反的方向以2v 的速度飞出，则炸裂后另一块的速度大小为________.我的疑问【探究案】探究一、动量守恒条件的判断例1 (多选)如图3所示，A 、B 两物体质量之比m A ∶m B ＝3∶2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是( )图3A.若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成的系统的动量守恒B.若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 、C 组成的系统的动量守恒C.若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 组成的系统的动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒针对训练(多选)如图4所示，光滑水平面上A、B两小车间有一弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态.将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法正确的是()图4A.两手同时放开后，系统总动量始终为零B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向左D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零探究二、动量守恒定律的应用例2质量为3 kg的小球A在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg、以4 m/s的速度向左运动的小球B，碰撞后B球恰好静止，求碰撞后A球的速度.例3将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑.开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图5所示.图5(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？【训练案】一、选择题(1～10为单选题)1.如图1所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙木块上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()图1A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒2.如图2所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是()图2A.男孩和木箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同3.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则脱钩后，在拖车停止运动前()A.汽车和拖车的总动量保持不变B.汽车和拖车的总动能保持不变C.汽车和拖车的总动量增加D.汽车和拖车的总动能减小4.如图3所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()图3A.动量守恒、机械能守恒B.动量不守恒、机械能不守恒C.动量守恒、机械能不守恒D.动量不守恒、机械能守恒5.如图4所示，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止.若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )图4A.v 0＋m M vB.v 0－m M vC.v 0＋mM (v 0＋v )D.v 0＋mM (v 0－v )6.如图5所示，在光滑水平面上，用等大异向的F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上，已知m A <m B ，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将( )图5A.静止B.向右运动C.向左运动D.无法确定7.如图6所示，光滑半圆槽的质量为M ，静止在光滑的水平面上，其内表面有一质量为m 的小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，半圆槽的速度为( )图6A.0B.向左C.向右D.无法确定8.如图7所示，用细线挂一质量为M 的木块，有一质量为m 的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v 0和v (设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计)，木块的速度大小为( )图7A.m v 0＋m v MB.m v 0－m v MC.m v 0－m v M ＋mD.m v 0＋m v M ＋m9.如图8所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m /s 和1 m/s ；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两物体质量之比为( )图8A.2∶3B.2∶5C.3∶5D.5∶310.在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg 向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后静止.根据测速仪的测定，长途客车撞前以20 m/s 的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度( ) A.小于10 m/sB.大于10 m /s ，小于20 m/sC.大于20 m /s ，小于30 m/sD.大于30 m /s ，小于40 m/s 二、非选择题11.甲、乙两个玩具小车在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的质量和速度大小分别为m 1＝0.5 kg ，v 1＝2 m /s ，m 2＝3 kg ，v 2＝1 m/s.两小车相碰后，乙车的速度减小为v 2′＝0.5 m/s ，方向不变，求甲车的速度v 1′.12.如图9所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A 无初速度释放，A 与B 碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑，半径R ＝0.2 m ，A 和B 的质量相等，A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2.取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图9(1)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′；(2)A和B整体在桌面上滑动的距离L.【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。

课时7.4温度和温标1.知道什么是状态参量和什么是平衡态。

2.理解热平衡的概念及热平衡定律,体会生活中的热平衡现象。

了解热力学温度的应用。

3.理解温度的意义。

4.知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计。

5.把握温度的定义,知道什么是温标、热力学温标,以及热力学温度的表示。

理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。

重点难点:热平衡的定义及热平衡定律的内容,有关热力学温度的计算以及热力学温度与摄氏温度的区分与联系。

对温度意义的理解是本节的教学难点。

教学建议:在本节内容中,教科书引入了系统、状态参量、平衡态、热平衡等一系列概念,并依据热平衡来定义温度。

这样定义温度,使同学对温度这个物理量的理解比学校“冷热的程度”这一说法深刻了很多。

课前要求同学阅读所要学习的内容,并自行完成学问体系梳理,理清学问关系。

对平衡态和非平衡态的概念的理解要求并不高,同学只要知道就可以。

热平衡定律又叫热力学第零定律,这是本节教学的重点,为温度的测量供应了理论依据。

温度是标志一个物体与其他物体是否处于热平衡状态的物理量,教学中,老师应举出一些实例,引导同学体会那个“共同的热学性质”指的是什么。

导入新课:四季变换,阴晴冷暖,我们每天都会关注天气预报,适当增减衣物。

某市某天的天气预报如下:今日天气多云,温度19 ℃~29 ℃。

天气预报中所说的温度涉及什么物理学问呢?1.状态参量与平衡态(1)热力学系统:通常把由大量分子组成的争辩对象称为①热力学系统。

(2)状态参量:为了描述系统的状态,需要用到一些物理量,这些描述系统状态的物理量,叫作系统的②状态参量。

常用物理量有几何参量③体积、力学参量④压强、热学参量⑤温度。

(3)平衡态:没有外界影响的状况下,系统全部性质都不随时间变化的⑥稳定的状态。

2.热平衡与温度(1)热平衡:两个相互接触的热力学系统的状态参量⑦不再变化。

(2)热平衡定律:假如两个系统与第三个系统达到⑧热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于⑨热平衡。

第十六章 动量守恒定律章末总结一、动量定理及其应用1.冲量的计算(1)恒力的冲量：公式I ＝Ft 适用于计算恒力的冲量.(2)变力的冲量：①通常利用动量定理I ＝Δp 求解.②可用图象法计算.在F －t 图象中阴影部分(如图1)的面积就表示力在时间Δt ＝t 2－t 1内的冲量.图12.动量定理Ft ＝m v 2－m v 1的应用(1)它说明的是力对时间的累积效应.应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程.(2)应用动量定理求解的问题：①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.3.物体动量的变化率tP 等于它所受的合外力，这是牛顿第二定律的另一种表达式. 例1 一个铁球，从静止状态由10 m 高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s ，该铁球的质量为336 g ，求：(结果保留两位小数，g 取10 m/s 2)(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力大小为多少？二、动量守恒定律的应用1.合理选择研究对象及对应运动过程.2.由守恒条件判断研究的系统动量是否守恒.注意：若选的过程包含几个子过程，则每个子过程都必须满足动量守恒.3.解题时应先规定正方向，将矢量式转化为标量式.例2如图2所示，在光滑水平面上有两个木块A、B，木块B左端放置小物块C并保持静止，已知m A＝m B＝0.2 kg，m C＝0.1 kg，现木块A以初速度v＝2 m/s沿水平方向向右滑动，木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连)，C与A、B间均有摩擦.求：图2(1)木块A与B相碰瞬间木块A及小物块C的速度大小；(2)设木块A足够长，求小物块C的最终速度.三、动量和能量综合问题分析1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，可写出某一方向的分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量式，绝无分量表达式.2.解题时必须注意动量守恒时，机械能不一定守恒，反之亦然.动量守恒的条件是合外力为零，而机械能守恒的条件是除重力弹力外的其他外力做的功为零.3.若系统有多种形式的能参与转化，则应用能量守恒的观点分析较方便.例3如图3所示，在光滑水平面上，木块A的质量m A＝1 kg，木块B的质量m B＝4 kg，质量m C＝2 kg的木块C置于足够长的木块B上，B、C之间用一轻弹簧相拴接并且接触面光滑.开始时B、C静止，A以v0＝10 m/s的初速度向右运动，与B碰撞后B的速度为3.5 m/s，碰撞时间极短.求：图3(1)A、B碰撞后A的速度；(2)弹簧第一次恢复原长时C的速度大小.例4一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图4所示，图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求：图4(1)木块在ab段受到的摩擦力F f；(2)木块最后距a点的距离s.【训练案】1.(多选)一质量为2 kg的质点在光滑平面上从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动，它的动量p随位移x变化的关系式为p＝8 kg·m/s，关于该质点的说法正确的是()A.速度变化率为8 m/s2B.受到的恒力为16 NC.1 s 末的动量为16 kg·m/sD.1 s 末的动能为32 J2.一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图5所示.物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止.g取10 m/s2.图5(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.18 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.3.如图所示，A为一有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M＝40 kg的小车B 静止于轨道右侧，其板与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m＝20 kg的物体C以2 m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动.若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8 m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.4，小车与水平面间的摩擦忽略不计，(取g＝10 m/s2)求：(1)物体C滑到轨道底端时的速度大小；(2)物体C与小车保持相对静止时的速度大小；(3)物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离.【自主区】【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。