62【创新设计】2015-2016学年高中物理第十章热力学定律第3讲热力学第一定律能量守恒定律学案新人教版选修3-3文档

界对气体内能，项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能故正确答案为汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中汽车的机械能守恒汽车的动能和势能相互转化汽车的机械能转化成解析理想气体发生等压变化设封闭气体压强为，分析活塞受力有设气体初态温度为，活塞下降的高度为，系统达到新平衡，由盖吕萨克定律得解得又因系统，平衡时活塞到容器底的距离为，右边容器内为真空现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的倍，已知外界大气压强为，求此过程中气体内能的增加量图答案积都为的圆柱形容器，右边容器高为，上端封闭，左边容器上端是个可以在容器内无摩擦滑动的质量为的活塞两容器由装有阀门的极细管道相连，容器活塞和细管都是绝热的开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体能的相互转化减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案解析自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力做的功，增加了内能气体实验定律和热力学第定律的结合如图所示，两个截面，内能可能不变或增大，错，正确放出热量，同时对外做功，内能定减少，能量守恒定律的理解和应用自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是机械能守恒能量正在消失只有动能和重力势案解析根据热力学第定律，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，内能不定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，错物体对外做功，还有可能吸收热量，物体对外界做功关于内能的变化，以下说法正确的是物体吸收热量，内能定增大物体对外做功，内能定减少物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答界对气体做了的功如果吸收的热量，内能增加了，即，则，说明气体对外界做功在公式中，物体内能增加，物体吸热，外界对物体做功解释这个结果在热力学第定律中，和为正值负值各代表什么物理意义答案见解析解析根据得，将代入式中得，说明外定量的气体从外界吸收了的热量，内能增加了是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功做了多少焦耳的功如果气体吸收的热量仍为不变，但是内能增加了，计算结果，是负值，怎样体的压强密封气体对外做功由热力学第定律得该过程是等压变化，由盖吕萨克定律有解得热力学第定律的理解和应用面的距离为当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了，汽缸中的气体吸收的热量为求图汽缸内部气体内能的增量最终的环境温度答案解析密封气过程例如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为，活塞的下面吊着个重为的物体，大气压强恒为，起初环境的热力学温度为时，活塞到汽缸底，另部分增加内能故正确答案为三气体实验定律和热力学第定律的综合应用气体实验定律和热力学第定律的结合点是温度和体积注意三种特殊过程的特点等温过程内能不变，等容过程体积不变，绝热部分气体密度大，以整体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量有部分增加气体的重力势能，部分气体密度大，以整体为研究对象，开始时，气体的重心在中线以下，混合均匀后，气体的重心应在中线上，所以有重力做负功，使气体的重力势能增大，由能量守恒定律可知，吸收的热量有部分增加气体的重力势能，另部分增加内能故正确答案为三气体实验定律和热力学第定律的综合应用气体实验定律和热力学第定律的结合点是温度和体积注意三种特殊过程的特点等温过程内能不变，等容过程体积不变，绝热过程例如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为，活塞的下面吊着个重为的物体，大气压强恒为，起初环境的热力学温度为时，活塞到汽缸底面的距离为当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了，汽缸中的气体吸收的热量为求图汽缸内部气体内能的增量最终的环境温度答案解析密封气体的压强密封气体对外做功由热力学第定律得该过程是等压变化，由盖吕萨克定律有解得热力学第定律的理解和应用定量的气体从外界吸收了的热量，内能增加了是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功做了多少焦耳的功如果气体吸收的热量仍为不变，但是内能增加了，计算结果，是负值，怎样解释这个结果在热力学第定律中，和为正值负值各代表什么物理意义答案见解析解析根据得，将代入式中得，说明外界对气体做了的功如果吸收的热量，内能增加了，即，则，说明气体对外界做功在公式中，物体内能增加，物体吸热，外界对物体做功，物体对外界做功关于内能的变化，以下说法正确的是物体吸收热量，内能定增大物体对外做功，内能定减少物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变答案解析根据热力学第定律，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，内能不定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，错物体对外做功，还有可能吸收热量，内能可能不变或增大，错，正确放出热量，同时对外做功，内能定减少，能量守恒定律的理解和应用自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是机械能守恒能量正在消失只有动能和重力势能的相互转化减少的机械能转化为内能，但总能量守恒答案解析自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能等于克服阻力做的功，增加了内能气体实验定律和热力学第定律的结合如图所示，两个截面积都为的圆柱形容器，右边容器高为，上端封闭，左边容器上端是个可以在容器内无摩擦滑动的质量为的活塞两容器由装有阀门的极细管道相连，容器活塞和细管都是绝热的开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为，右边容器内为真空现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的倍，已知外界大气压强为，求此过程中气体内能的增加量图答案解析理想气体发生等压变化设封闭气体压强为，分析活塞受力有设气体初态温度为，活塞下降的高度为，系统达到新平衡，由盖吕萨克定律得解得又因系统绝热，即外界对气体内能，项中应考虑的是系统减少的机械能等于系统增加的内能故正确答案为汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中汽车的机械能守恒汽车的动能和势能相互转化汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒答案解析汽车能匀速下滑，定受阻力作用，克服阻力做功，机械能转化为内能，部分内能散发出去，汽车的总能量减少物体获得定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统机械能守恒总能量守恒机械能和内能增加机械能减少，内能增加答案解析物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少，由能量守恒定律知，内能应增加，能的总量不变如图所示为冲击摆实验装置，子弹水平射入沙箱后与沙箱合为体，共同摆起定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是图子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能子弹的动能转变成沙箱和子弹的热能子弹的动能转变成沙箱和子弹的动能子弹动能的部分转变成沙箱和子弹的内能，另部分动能转变成沙箱和子弹的机械能答案解析子弹射入沙箱的过程中，要克服摩擦阻力做功，部分动能转变成沙箱和子弹的内能，另部分动能转变成沙箱和子弹的机械能题组三气体实验定律与热力学第定律的结合如图所示，同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气定图从外界吸热内能增大向外界放热内能减小答案解析由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项均错根据热力学第定律，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中所以为负，即气体向外放热，故选项错，对正确答案为如图所示，表示定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中平行于横坐标轴，平行于纵坐标轴，的延长线过原点，以下说法正确的是图从状态到，气体不吸热也不放热从状态到，气体放热从状态到，气体对外做功从状态到，气体吸热答案解析从状态到，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，定要吸收热量，故错气体从状态到状态是个降压降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小降温，就定要伴随放热的过程，故对气体从状态到状态是个等压升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，正确气体从状态到状态是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故对题组四综合应用如图所示，定质量的理想气体从状态先后经过等压等容和等温过程完成个循环，状态参量如图所示，气体在状态的温度为，求图气体在状态的温度气体从状态变化过程中与外界交换的总热量答案或解析到的过程是等压变化，有代入数据得或根据热力学第定律有其中解得吸热如图所示，导热材料制成的截面积相等长度均为的汽缸通过带有阀门的管道连接初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞位于内左侧，在内充满压强的理想气体，内充满压强的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求图平衡后活塞向右移动的距离和中气体的压强自打开阀门到平衡，内气体是吸热还是放热简要说明理由答案放热，理由见解析解析活塞向右移动达到稳定后，对气体，有对气体，有得活塞向右移动，对中气体做功，而气体做等温变化，内能不变，由热力学第定律可知内气体放热如图是用导热性能良好的