【新版】2020高中物理第三章热力学基础第一讲内能功热量教案粤教选修3_3

第三章热力学基础第一节内能功热量1．知道热传递的实质．2．知道做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别．3．明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系．1．从宏观上看，物体的内能与物体的温度和体积都有关系．从微观上看，温度升高，分子平均动能增加，因而物体的内能增加，体积变化时，分子势能变化，因而物体的内能发生变化．2．做功可以改变物体的内能，若物体与外界无热量交换，外界对物体做功，物体内能增加，物体对外界做功，物体内能减少，且做功的多少等于物体内能的变化．3．热传递也可以改变物体的内能．高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，若热传递过程中没有做功过程，低温物体吸收的热量等于它内能的增加，高温物体放出的热量等于它内能的减少．4．做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但它们的实质不同，做功对应的是其他形式的能与内能的相互转化，热传递是物体间内能的转移．5．焦耳通过实验测定了机械功与所产生的热量之间的关系，称为热功当量，它等于4.18 J·cal－1.1．如图所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验目的是要说明(C)A．做功可以增加物体的热量B．做功一定升高物体的温度C．做功可以改变物体的内能D．做功一定可以增加物体的内能解析：迅速向下压活塞，实际上是在对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)．乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高，内能增大，这说明做功可以改变物体的内能．2．用下列方法改变物体的内能，不属于做功的方式是(D)A．搓搓手会感到手暖和些B．汽油机汽缸内被压缩的气体C．车刀切下的炽热铁屑D．物体在阳光下被晒热解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能；汽缸压缩气体，对气体做功；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，都是通过做功使内能发生改变；物体在阳光下被晒热，不属于做功的方式．3．关于热传递，下列说法中正确的是(B)A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量解析：热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．4．(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是(BD) A．一定是物体放出了50 J的热量B．一定是物体吸收了50 J的热量C．一定是物体分子动能增加了50 JD．物体的分子平均动能可能不变解析：在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．5．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是(C)A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿光滑斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止解析：改变物体内能的两种方法：做功和热传递．温度升高，内能增加，但不一定是吸收热量，A错误；物体克服摩擦力做功，摩擦生热，内能可能增大，B错误、C正确；热传递的条件是存在温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度相同后热传递停止，D错误．6．(多选)如图所示为焦耳实验装置简图，用绝热良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是(AC)A．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区别解析：可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以功与热量是不同的．故选A、C.7．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为(D)A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断地对胎内气体做功解析：给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．8．(多选)在一个绝热气缸里，若因气体膨胀，向上推动活塞，则在这个过程中，气缸里的气体(BD)A．温度升高 B．温度降低C．内能增大 D．内能减小解析：因绝热气缸里的气体与外界无热交换，气体向上推动活塞过程中，对外做功，内能减小，温度降低，B、D正确．9．一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定减小的物理量有(不计气体分子势能)(A)A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能解析：绝热过程外力对系统做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增加．10．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体(A)A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程．温度不变，分子平均动能和内能不变．体积增大，气体对外界做正功，从而要从外界吸热，A正确，B、C、D 错误．。

2019-2020年高中物理第三章3.2《热力学第一定律》教案粤教版选修•教学目标一、知识目标1 .能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，公用△ u=W+Q分析和计算问题.2. 能综合运用学过的知识，有关计算，分析，解决有关问题二、能力目标1 .会用热力学第一定律△ u= WH Q分析和计算问题；2. 会用能量转化和守恒的观点分析物理现象.三、德育目标通过形形色色的永动机设计方案的失败，使学生明白不可能不付出代价就从自然界创造动力，而只有有效地利用自然界提供的各种能源•教学重点能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用△ u=W+酚析和计算问题•教学难点如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象，如何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.•教学方法讲练法、分析归纳法、阅读法•教学用具投影仪、投影片•课时安排1课时•教学过程［投影］本节课的学习目标：1 .掌握热力学第一定律及其公式表达，能够从能量转化的观点理解这个定律；2.会用公式△ u=W+Q分析和计算问题；•学习目标完成过程一、引入［问］改变物体内能的方式有哪些？［学生］做功和热传递是改变物体内能的两种方式［教师］既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么功，热量跟内能的改变之间一定有某种联系，本节课我们就来研究这个问题.二、新课教学（一）热力学第一定律［投影］1. 一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，那么：①如果外界做的功为W,则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W,则它的内能如何变化？变化了多少？2. 一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q,它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q,它的内能如何变化？变化了多少？［学生解答思考题］教师总结一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少［问］如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中，内能的变化与热量Q及做的功W之间又有什么关系呢？［板书］△ u=W+Q［介绍］该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律•［投影］定律中各量的正、负号及含义［投影］例题一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功3 0 0 J，但这一过程中气体的内能减少了300 J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？解：由题意知W= 300 J △ u=- 300 J ，根据热力学第一定律可得：（＞△u- W=-300 J-300 J=-600 JQ为负值表示气体放热，因此气体放出6 0 0 J的热量•［强化训练］|1. 如图所示，用力F压缩气缸中的空气，力F对空气做了1800 J的功，丄同时气缸向外放热xx J，空气的内能改变了多少？12. 关于物体内能的变化，以下说法中正确的是______________ .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，内能可能不变参考解答：1. 由热力学第一定律：△ u=W+Q得：+ 1800 J+（-xx ）J= △ u •••△ u=-200 J即空气内能减少了200 J2. 解析：根据热力学第一定律△ u=W+Q,物体内能的变化与外界对气体做功（或气体对外界做功），气体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关，物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错，同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，E错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确.而放热与对外做功是使物体内能减小，所以D错所以本题正确答案为c［强化训练］1. 如图所示，A、E容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、E底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B 中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是，水的内能增加为(设水的密度为P，活塞面积分别为S A、S B,原来A、B中咼度差为h)2. 如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q,图1气体内能增量为△ U,则________________________________ .A. △ u=QB. △ U< QC. △ u> QD. 无法比较3 .光滑的水平桌面上有一块质量M=400 g的木块，被一颗质量m=20 g以水平速度v=500 m/s飞行的子弹击中，子弹射出木块时的速度v=300 m/s.若子弹击中木块的过程中，系统损失的机械能全部转化为内能，其中n =41.8%部分被子弹吸收使其温度升高，已知子弹的比热c=125 J/kg 「C,试求子弹穿过木块过程中升高的温度参考答案：1. 打开阀门K后，根据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，即A中的水面下降，B中的水面上升，设A中水面下降h1, B管水面上升的距离为h2，由于水的总体积保持不变，故：S\h1=Ssh2 A管中的水受到向下的大气压力，与水面下降的方向相同，所以大气压力对水做正功，设大气压强为P o，对水做的功为W1,则：W1^Fh=poSh1B管中的水也受到向下的大气压力，与水面上升的方向相反，所以大气压力对水做负功，用W2表示大气压力做的功，有：W 2 =—F 2 h2= - P°S B h2大气压力对水做的总功为：WWV岀P0S h1- P0$h2又Sh1=$h2 所以W=0即大气压力对水不做功阀门打开后，水从高处流向低处.在这个过程中水的重力做正功，所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量.2. 解：A、B气体开始的合重心在中线下，混合均匀后重心在中线，所以系统重力势能增大，由能量守恒知，吸收热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能3. 解：子弹穿过木块过程中，水平方向不受外力，由动量守恒可算出木块获得的速度，根据子弹长一木块系统损失的机械能可算出产生的热能，由此可算出子弹所升高的温度设子弹穿出木块后，木块的速度设为V则m\=m\AMV口m(v — vj 20 汇(500 — 300)即V - m/s = 10m/s，子弹与木块系统损失的机械能M 400A1 2 1 2 , 1 2E mV —L —mV1 —MV )2 2 21 -32 1 -3 2 1 -3220 10 500 J-(— 20 10 300 - - 400 10 10 )J=1580J 2 2 2:△u=A E=1580 J据能量守恒定律，子弹穿越过程中系统增加的内能为设子弹升高温度为A t,贝U: n A u=cm A t••• A t=C =264 C三、小结本节课我们主要学习了热力学第一定律：热力学第一定律是研究功、热量和内能改变之间关系的如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所作的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加A u.即A u=Q+W该定律既适用于外界对物体做功，物体吸热，内能增加的情况，也适用于物体对外做功向外界散热和内能减少的情况•为了区别以上两种情况，在应用 A u=Q+W进行计算时，它们的正负号规定如下：W 0,表示外界对系统做功；W v 0,表示系统对外界做功；Q> 0,表示系统从外界吸热；Q < 0，表示系统向外界放热； A U>0,表示系统内能增加； A U V 0,表示系统内能减少；2019-2020年高中物理第三章3.2《电磁场与电磁波》教案粤教版选修3-4一、导弓丨人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。

第一节内能功热量1．了解改变物体内能的两种方式：做功和热传递．2．了解内能的变化可以分别用功和热量来量度．3．理解热量的概念．4．理解做功和热传递对于改变物体内能的等效性以及它们的本质区别．“火”不但可以用来取暖，还可以用来加热食物，“火”把人类带入了文明的殿堂．我们的祖先很早就发明了“钻木取火”的用具，使人们不再仅仅依靠自然的“恩赐”而得到“火”．你知道“钻木取火”的道理吗？提示：钻木取火应用了摩擦生热的原理，即用做功的方法改变物体的内能．1．内能(1)内能是物体内部所有分子做热运动的动能和分子势能的总和．(2)内能大小的决定因素：分子平均动能与温度有关，分子势能与体积有关，故内能与物体的温度、体积、物质的量有关．(3)内能与机械能：机械能是描述物体机械运动状态的量，内能是描述物体热学状态的量．机械能是相对的，而内能是绝对的，有物体就有内能．2．功与内能(1)“摩擦生热”是机械能转化为内能．电流热效应是电能转化为内能．(2)如果仅仅是用做功改变物体内能，则外界对系统做正功，系统的内能就增加；系统克服外界做功，即外界对系统做负功，物体的内能就减少．内能的变化量等于外界对系统所做的功，即功是系统内能变化的量度．3．热量与内能(1)热传递：热量从一个物体传递到另一个物体，或从物体的一部分传递到另一部分的过程，叫做热传递．热传递的方向：热量自发地从高温物体传递到低温物体，直至两物体温度相等．热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能．传递能量的多少用热量来量度．(2)热量：热量是在热传递过程中，为了表示内能变化而引入的一个物理量，热量是一个过程量．(3)内能改变与热量的关系：如果是单纯由热传递引起内能变化时，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．4.做功和热传递在改变内能上的区别做功和热传递在改变系统的内能上效果相同，但它们有重要的区别：做功是其他形式的能与内能之间的转化，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移．一、功、内能、内能的变化之间的关系1．内能与内能的变化的关系(1)物体的内能是指物体内所有分子做热运动的动能和分子势能之和．在微观上由分子数、分子热运动剧烈程度及相互作用力决定，宏观上体现在物体的温度和体积上，因此物体的内能是一个状态量．(2)当物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化．物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体内能的变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关．因此物体内能的变化是一个过程量．2.做功与内能的变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程．(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少，物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少．3．功和内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量．(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化．(3)物体的内能大，并不意味着做功多．在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多．二、热量和内能1．热传递：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递．2．热传递的实质：热传递实质上传递的是内能．传递内能的多少用热量来量度．3．传递的热量与内能的变化的关系(1)在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少．(2)在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．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类型一功和内能的关系【例题1】金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞解析：此题考查做功与内能改变的关系．当向里推活塞时，活塞对柴油与空气的混合物做功，又因为汽缸是由导热良好的金属做成的，因而当缓慢向里推活塞时，由于热传导，汽缸中的柴油与空气的混合物温度不会达到柴油的燃点，故只有迅速向里推活塞，才可能使汽缸中的柴油达到燃点．答案：A题后反思：“迅速”的含义是指向里推活塞过程中，汽缸与外界间来不及进行热传递．类型二有关内能与其他形式能间的转化问题【例题2】暖瓶中盛有0.5 kg、25 ℃的水，一个学生想用上下摇晃的方法使冷水变为开水．设每摇晃一次水的落差为15 cm，每分钟摇晃30次．不计所有热散失，他约需多长时间可以把水“摇开”？〔c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2〕点拨：此问题中能量转化方向是：上摇时学生消耗自身的内能通过对水做功转化为水的重力势能；下摇时水的重力势能转化为动能，再转化为水的内能．由于不计一切热散失，水的重力势能的减少量等于水的内能的增加量．解析：设“摇开”水需时间t，水升温ΔT，由W＝ΔU得30 mgΔht＝cmΔTt＝cΔT30gΔh＝4.2×103×(100－25)30×10×0.15min＝7×103 min即“摇开”水约需7×103 min，约为5天．答案：5天．1关于物体的机械能和内能，下列说法中正确的是()A．机械能为零时，内能不为零B．机械能为零时，内能也为零C．机械能增大时，内能也一定增大D．内能增大时，机械能也一定增大解析：机械能和内能是两种不同性质的能，两者大小无直接联系；机械能可以为零，由于分子永不停息地运动，所以物体的内能永不为零，A选项正确，B、C、D选项错误．答案：A2如图所示，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，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中()A．外界对乙做功，甲的内能不变B．外界对乙做功，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，甲的内能不变解析：当活塞P向B移动时，外界对乙做正功，气体乙的内能增加，温度升高；乙通过导热板B向气体甲放热，因此甲的内能增加，因此选项A、B、D错误，C正确．答案：C3(双选)下列有关物体的内能、温度、热量的说法中，正确的是()A．只要两物体的质量、温度和体积相等，两物体内能一定相等B．热量是热传递过程中物体内能变化的量度C．只要温度升高，每个分子的动能就都增加D．做功和热传递都能改变物体的内能，两过程的本质不同，但改变物体内能的效果相同解析：物体的内能由物体中的分子数、温度和体积共同决定，两物体的质量相等，而分子数不一定相同，故选项A错误；温度升高，分子的平均动能增加，每个分子的动能不一定都增加，故选项C错误；选项B、D的说法是正确的．此题涉及内能、温度、热量和功等多个概念，要注意区别．答案：BD4(双选)一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化)，则()A．气泡对外做正功B．外界对气泡做正功C．气泡放热D．气泡吸热解析：在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，选项A正确；气泡中气体的内能减少，温度有降低倾向，但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，故需从外界吸收热量，以维持温度不变，选项D正确．答案：AD5(双选)下列哪些过程是通过做功改变物体内能的()A．汽车刹车过程中，刹车片温度升高B．太阳能热水器中水温升高C．在寒冷的冬天，人从室外进入室内，感觉暖和D．电饭锅将饭煮熟解析：汽车刹车时，克服摩擦力做功，温度升高，A选项正确；太阳能热水器中水温升高属于热传递，B选项错误；人从室外到室内，人与室内空气发生热传递，C选项错误；电饭锅煮饭是电流做功，将电能转化为热能，D选项正确．答案：AD。

第三章 热力学基础章末总结一、热力学第一定律及其应用热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU )与外界对物体做功(W )以及物体从外界吸收热量(Q )之间的关系，即ΔU ＝W ＋Q ，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的关键．(1)外界对物体做功，W >0；物体对外做功，W <0；(2)物体从外界吸热，Q >0；物体放出热量，Q <0；(3)ΔU >0，物体的内能增加；ΔU <0，物体的内能减少．分析题干，确定内能改变的方式(W 、Q )→判断W 、Q 的符号→代入公式ΔU ＝W ＋Q →得出结论 ⎩⎪⎨⎪⎧ ΔU >0，则内能增加ΔU ；ΔU <0，则内能减少|ΔU |.例1 如图1所示，p －V 图中，一定质量的理想气体由状态A 经过程Ⅰ变至状态B 时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，判断此过程中气体是吸热还是放热，并求出热量变化的多少．图1答案放热320 J解析一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量为ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300 J)＝120 J气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2＝ΔU′－W2＝(－120) J－200 J＝－320 J即此过程中气体放出的热量是320 J.二、热力学第二定律及其应用1．热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性表述为：热量不能自动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)按照机械能和内能转化过程的方向性表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．这是热力学第二定律的开尔文表述．2．热力学第二定律的微观实质(1)一切与热现象有关的自发的宏观过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．(2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．3．分析此类问题的方法掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向性的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向性的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．本章对热力学第二定律的表述很多，这些不同形式的表述都是等价的．例2下列有关热力学第二定律的说法正确的是( )A．气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C．空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，气体对外做功答案 B解析与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的，A项错误；热量不能自发地由低温物体传到高温物体，空调机里的压缩机工作，消耗了电能，产生了其他影响，C项错误；一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，气体没有做功，D项错误．只有B项正确．针对训练热力学第二定律指出：内能与机械能的转化具有方向性．请结合熵的变化加以解释．答案见解析解析机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律．这是一种有序的运动．热运动是大量分子的无序运动．机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，熵增加，符合热力学规律，因此机械能可以全部转化为内能．反过程是熵值减小，不符合熵增加原理，因此内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化.1．(热力学第一定律)如图2所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )图2A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．无法确定答案 B解析两球初、末态温度分别相同，初、末态体积也相同，所以内能增量相同，但水银中的B球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故选B.2．(热力学第一定律的综合应用)(多选)一定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图象如图3所示，下列判断正确的是 ( )图3A．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答案BC解析由p－T图像可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程ab一定吸热，选项A正确；过程bc温度不变，即内能不变，由于过程bc 体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误；过程ca压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，由p－T图像可知，a状态气体温度最低，则平均动能最小，选项D正确；b、c两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项E正确．3．(热力学第二定律)关于热力学第二定律，下列表述正确的是( )A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行D．在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加答案 C解析如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B错误；任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C正确；在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小，总熵不会减小即总熵不变或增加，D错误．4．(热力学定律的应用)(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体答案AC解析做功和热传递都可以改变物体的内能，A正确；由热力学第一定律可知对某物体做功，物体的内能可能增加、不变或减小，故B错误；由热力学第二定律可知，通过外界作用可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，也可以使热量从低温物体传向高温物体，D错误．。

选修3-33.2《热力学第一定律》教学设计一、设计思想高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。

通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

基于这种理念，本教学设计以“热力学第一定律”为载体，多角度培养学生分析问题，善于总结的科学探究能力。

二、课标要求、教材分析及教学对象分析1．课标要求高中物理新课标对本节要求，理解热力学第一定律，并能结合实际分析解决具体的物理问题。

2．教材分析本节课主要是学习热力学第一定律，而下一节课是能量守恒定律，本节课是在讲述改变内能的两种方式的基础上直接得出，也为能量守恒定律的学习作了一个很好的铺垫。

学习好这一节课对后续知识的接受好掌握有很大的益处。

据教材的特点和地位，本节的目标定位如下：1．能够从能量转化的观点理解热力学第一定律及其公式表达，会用公式ΔU =W+Q分析和计算问题。

建议在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释。

2.本节课的教学重点定位于对ΔU =W+Q的理解和应用，根据热力学第一定律知，物体内能的改变量，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时，为正，物体内能减少时，为负；外界对物体做功时，为正，物体对外界做功时，为负；物体吸收热量时，为正，物体放出热量。

三、三维目标1．知识与技能：（1）理解和掌握物体跟外界做功和热传递的过程中W、Q、ΔU的物理意义。

（2）会确定的W、Q、ΔU正负号。

（3）理解热力学第一定律ΔU =W+Q（4）会应用热力学第一定律ΔU =W+Q分析和计算具体问题。

2．过程与方法：在培养学生能力方面，这节课中要让学生理解热力学第一定律ΔU =W+Q，并会用ΔU =W+Q分析和计算问题，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

3．情感态度与价值：热力学第一定律是物理学科热学分支的基本定律之一，应用热力学第一定律ΔU =W+Q来分析物理现象、解决物理问题是很重要的物理思维方法。

热力学第一定律-粤教版选修3-3教案教学目标1.了解热力学第一定律的基本概念和原理；2.掌握物体内能和热量的概念；3.理解热量、功和内能的转化关系；4.学会应用热力学第一定律解决相关问题。

教学重点1.热力学第一定律的基本概念和原理；2.热量、功和内能的转化关系。

教学难点1.热量、功和内能的转化关系的理解和应用；2.相关问题的综合解决能力培养。

教学内容知识点一：热力学第一定律热力学第一定律是指能量守恒定律，在物理学上也称为能量守恒定律。

在热力学中，热力学第一定律的表述如下：“一个物体的内能的变化等于物体所吸收的热量与物体所做的功之和。

”即：ΔU = Q + W其中，ΔU 表示物体内能的变化量，Q 表示物体吸收的热量，W 表示物体所做的功。

知识点二：热量热量是一种能量形式，也是物体之间能量传递的一种方式。

在热力学中，热量的单位是焦耳（J）。

热量可以通过传导、对流、辐射等方式传递。

知识点三：功功是物体在力的作用下从一个位置移动到另一个位置所做的功。

在热力学中，除了重力、弹力等传统的力之外，内力也可以产生功。

知识点四：内能内能是指物体所具有的所有分子的运动能量、势能和内在能量之和。

内能是热力学中常用的一个概念，其单位与热量和功相同，均为焦耳（J）。

知识点五：热力学第一定律的应用热力学第一定律在许多方面都有应用。

一些常见的应用包括：1.热机的理论效率推导；2.热量和功的转化计算；3.做功时的内能变化计算；4.热力学循环的热量计算等。

教学方法本课程采用讲授和解题相结合的教学方式。

通过讲述基本概念和原理，帮助学生理解热力学第一定律和内能、热量、功等相关概念；通过解题，培养学生应用热力学第一定律解决实际问题的能力。

教学过程步骤一：介绍热力学第一定律老师首先介绍热力学第一定律的基本概念和原理，并通过案例解释内能、热量、功等概念。

步骤二：讲解热力学第一定律的公式老师向学生详细讲解热力学第一定律的公式：ΔU = Q + W，帮助学生理解内能、热量和功之间的转化关系。

2019-2020年粤教版物理选修3-3第三章热力学基础第01节内能功热量课后辅导练习四十七第1题【单选题】关于热力学温标与摄氏温标的下列说法不正确的是( )A、热力学温标与摄氏标的每一分度的大小是相同的B、热力学温标的0度值对应于﹣273.15℃C、热力学温标的0度是不可能达到的D、气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零【答案】：【解析】：第2题【单选题】如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和绝热外筒间封闭了一定体积的理想气体，内筒中有水．在对水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A、内能保持不变B、所有分子运动速率都增大C、分子势能减小D、分子平均动能增大【答案】：【解析】：第3题【单选题】关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是( )A、液体分子的无规则运动称为布朗运动B、物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大C、物体的温度升高，物体内分子势能一定增大D、物体从外界吸收热量，其温度一定升高【答案】：【解析】：第4题【单选题】两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0 ，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )A、在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能也增加B、在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减少C、在r=r0时，分子势能最小，动能最大D、在r=r0时，分子势能为零【答案】：【解析】：第5题【单选题】热现象与大量分子热运动的统计规律有关，1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．对某一部分密闭在钢瓶中的理想气体，在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题图所示，下列分析和判断中正确的是( )A、两种状态下瓶中气体内能相等B、两种状态下瓶中气体分子平均动能相等C、两种状态下瓶中气体分子势能相等D、两种状态下瓶中气体分子单位时间内撞击瓶壁的总冲量相等【答案】：【解析】：第6题【单选题】关于温度的概念，下述说法中正确的是( )A、温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子平均动能越大B、温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C、当某物体的内能增加时，则该物体的温度一定升高D、甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大【答案】：【解析】：第7题【单选题】关于温度，下列说法正确的是( )A、温度升高1℃，也可以说温度升高1KB、温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2TC、绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度D、随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到【答案】：【解析】：第8题【单选题】做功和热传递是等效的，确切的含意是( )A、它们能使物体改变相同的温度B、它们能使物体增加相同的热量C、它们能使物体改变相同的内能D、它们的本质是相同的【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列关于物体内能的说法正确的是( )A、一切物体都具有内能B、物体运动速度增大时，其内能一定增加C、物体温度升高，其内能一定增加D、物体温度不变，其内能一定不变【答案】：【解析】：第10题【单选题】关于摄氏温度和热力学温度的换算正确的是( )① 10℃等于283K② 升高10℃就是升高283K③﹣10℃等于263K④ 降低到﹣10℃就是降低到263K ．A、① ② ③B、① ② ④C、① ③ ④D、② ③④【答案】：【解析】：第11题【单选题】下列关于温度的各种说法中，正确的是( )A、某物体温度升高了200 K ，也就是升高了200℃B、某物体温度升高了200℃，也就是升高了473 KC、﹣200℃比﹣250℃温度低D、200℃和200 K的温度相同【答案】：【解析】：第12题【单选题】甲和乙两个分子，设甲固定不动，乙从无穷远处（此时分子间的分子力可忽略，取无穷远时它们的分子势能为0）逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中( )A、分子间的引力和斥力都在减小B、分子间作用力的合力一直增大C、分子间的力先做负功后做正功D、分子势能先减小后增大【答案】：【解析】：第13题【填空题】如果粗略的取负273℃为绝对零度，在一个标准大气压下，水的沸点热力学温度是______K ．如果物体的摄氏温度升高10℃，那么物体的热力学温度升高______K ．【答案】：【解析】：第14题【填空题】分子热运动只与温度有关，分子势能与体积有关，所以某物体的热力学能的主要相关因素有______和______．【答案】：【解析】：第15题【计算题】小红在做“比较物质的吸热能力”实验时，选用相同的热源给质量和初温都相等的水和煤油加热，用温度计测出水的温度变化并记录了下来后，在图中画出了水温随时间变化的图象．忘记用温度计测煤油的温度变化，请你根据学过的知识在图中大致画出煤油的温度随时间变化的图象．?【答案】：【解析】：。

第一讲内能功热量[目标定位] 1.知道热传递的实质.2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系 .一、内能1.定义：物体内部所有分子做热运动的动能和分子势能的总和.2.影响因素：物体的内能由物体的温度、体积、物质的量共同决定.二、改变物体内能的两种方式1.做功在绝热过程中内能的改变用功来量度.外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少.2.热传递(1)热传递：高温物体总是自发地把它的内能传递给低温物体，这种没有做功而使物体内能改变的现象称为热传递.(2)热量：热传递过程中物体内能变化的量度.(3)在系统与外界互不做功的条件下系统吸收了多少热量，系统的内能就增加多少；系统放出了多少热量，系统的内能就减少多少.解决学生疑难点_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___一、功和内能关系的理解1.内能(1)微观：所有分子的动能和势能之和.(2)宏观：只依赖于热力学系统自身状态的物理量.(3)状态量.2.功和内能变化的关系做功可以改变系统的内能，功是系统内能转化的量度，在绝热过程中：(1)外界对系统做功，系统内能增加，即ΔU＝U2－U1＝W；(2)系统对外界做功，系统内能减少，即ΔU＝W.3.内能与机械能的区别和联系(1)区别：内能与机械能是两个不同的概念.(2)联系：在一定条件下可以相互转化，且总量保持不变.例1如图1所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中( )图1A.E甲不变，E乙减小B.E甲不变，E乙增大C.E甲增大，E乙不变D.E甲增大，E乙减小答案 D解析本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况，对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大，对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能就减少，故D选项正确.借题发挥(1)压缩气体，外界对气体做功，内能增大，温度升高，柴油机就是利用这个原理点火的.(2)在绝热过程中，末态内能大于初态内能时，ΔU为正，W为正，外界对系统做功，末态内能小于初态内能时，ΔU为负，W为负，系统对外界做功.例2下列关于系统的内能的说法正确的是( )A.系统的内能是由系统的状态决定的B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D.气体在大气中绝热膨胀时对外做了功，但气体的内能不变答案AB解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 对；正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B对；做功和热传递都可以改变系统的内能，C错；气体绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D错.二、热和内能1.传热和内能变化的关系系统在单纯传热过程中，内能的增量ΔU 等于外界向系统传递的热量Q ，即ΔU ＝Q .2.区分三组概念(1)内能与热量：内能是状态量，可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量.(2)热量与温度热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志.虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度.(3)热量与功热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，功是能量变化的量度，但它们之间有着本质的区别.例3 一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1，比铁块的温度T 2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能减少量不等于铁块内能的增加量C.达到热平衡时，铜块的温度T ＝T 1＋T 22D.达到热平衡时，两者的温度相等答案 AD解析 一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A 和D 都正确，选项B 错误；根据热平衡方程c 铜m (T 1－T )＝c 铁m (T －T 2)，解得T ＝c 铜T 1＋c 铁T 2c 铜＋c 铁，由此可知选项C 是错误的. 例4 若对物体做1200J 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________J 的热量，如果对该物体做3000J 的功，物体的温度升高5℃，表明该过程中，物体应________(填“吸收”或“放出”)热量________J. 答案 1200 放出 1000解析 做功和传热在改变物体内能上是等效的，因此物体用做功方式使温度升高3℃，如用吸热方式，也使温度升高3℃应吸收1200J 的热量.如对物体做功3000J ，温度升高5℃，而物体温度升高5℃，需要的功或热量应为ΔE . 1200J ＝cm ×3℃，ΔE ＝cm ×5℃，所以ΔE ＝2000J.Q ＝ΔE －W ＝－1000J ，因此物体应放出1000J的热量.做功与内能的关系1.在下述各种现象中，不是由做功引起系统温度变化的是( )A.在阳光照射下，水的温度升高B.用铁锤不断锤打铅块，铅块温度会升高C.在炉火上烧水，水的温度升高D.电视机工作一段时间，其内部元件温度升高答案AC解析阳光照射下水温升高是热辐射使水的温度升高，在炉火上烧水是热传导和对流使水的温度升高，用铁锤锤打铅块的过程，是做功的过程，铅块温度升高，是由于外界做功引起的.电视机工作时，电流通过各元件，电流做功使其温度升高.可见A、C不是由做功引起温度变化的，故选A、C.2.一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，则在此过程中( )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答案 D解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功W＜0.由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小.由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小.传热与内能的关系3.关于热传递，下列说法中正确的是( )A.热传递的实质是温度的传递B.物体间存在着温度差，才能发生热传递C.热传递可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量答案 B解析热传递的实质是物体间内能的转移，故A错；热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错.4.对于热量、功和内能，三者的说法正确的是( )A.热量、功、内能三者的物理意义等同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答案 D解析物体的内能是指物体内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或热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错；热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的，而功也是量度用做功的方式来改变物体内能多少的，B错；三者单位都是焦耳，C错；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确.(时间：60分钟)题组一做功与内能的变化1.用下述方法改变物体的内能，不属于做功的方式是( )A.用锤子打铁时，铁块发热B.用磨刀石磨刀时，刀发热C.双手互搓，手发热D.用天然气烧水答案 D解析A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程.而D中的用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的.2.在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为( )A.胎内气体压强不断增大，而容积不变B.轮胎从外界吸热C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度D.打气时，外界不断地对胎内气体做功答案 D解析给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高.3.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能)( )A.气体体积B.气体分子数C.气体内能D.气体分子的平均动能答案CD解析绝热过程外力对系统做功，气体内能增加，温度升高，分子平均动能增加.4.如图1所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M，N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动.设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )图1A.外界对气体做功，气体内能增大B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大D.气体对外界做功，气体内能减小答案 A解析因为M、N内被封气体体积减小，所以外界对气体做功，又因气体与外界没有热交换即绝热过程，所以ΔU＝W，且ΔU>0，气体内能增加，A正确.5.如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数.打开卡子，胶塞冲出容器口后( )图2A.温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B.温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增大C.温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D.温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增大答案 C解析打开卡子，胶塞冲出容器口后，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度降低，温度计示数变小.题组二热传递与内能6.热传递的规律是( )A.热量从内能大的物体传给内能小的物体B.热量从内能较小的物体传给内能较大的物体C.热量从温度高的物体传给温度低的物体D.热量从高温内能大的物体传给低温内能小的物体答案 C解析自发的热传递的方向是从温度高的物体传给温度低的物体，与物体的内能大小无关.7.下列关于内能与热量的说法中，正确的是( )A.马铃薯所含热量高B.内能越大的物体热量也越多C.热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体D.热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体答案 D解析选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B 与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B 错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错.8.在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为( )A.两物体没有接触B.两物体的温度相同C.真空容器不能发生热对流D.两物体具有相同的内能答案 B解析发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触周围的环境(是否真空)无关，故选项B正确，A、C、D错误.题组三综合题组9.物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A.分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B.分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C.物体的内能跟物体的温度和体积有关D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能答案 C解析分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但不一定是每个分子的动能都大，故A 错；分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大，故B错；物体的内能由物质的量、物态、体积及温度决定，即所有分子动能和分子势能之和，故C正确；物体内能的变化由做功和热传递共同决定，故D错.10.如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )图3A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定答案 B解析A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些.11.在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是( )A.一定是物体放出了50J的热量B.一定是物体吸收了50J的热量C.一定是物体分子动能增加了50JD.物体的分子平均动能可能不变答案BD解析在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J.物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能.12.如图4所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热.打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中( )图4A.大气压力对水做功，水的内能增加B.水克服大气压力做功，水的内能减少C.大气压力对水不做功，水的内能不变D.大气压力对水不做功，水的内能增加答案 D解析打开阀门K稳定后，容器A、B中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0S A h A，对B容器中的水做负功为p0S B h B，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零.由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加.13.(1)某同学做了一个小实验；先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图5所示.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的____________，温度____________，体积____________.图5(2)若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K.若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收________J的热量.如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案(1)热量升高增大(2)1500 放出500解析(1)烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大.(2)做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此对气体做功1500J使温度升高5K，如用吸热方式，也使温度升高5K应吸收1500J的热量.如果对气体做功2000J，温度升高5K，则气体内能增加ΔU＝1500J，由W＋Q＝ΔU，知Q＝ΔU－W＝－500J，因此，气体应放出热量500J.。