2019年高中物理第十章1功和內(nèi)能2熱和內(nèi)能教學(xué)案(含解析)新人教版

1、1功和內(nèi)能2熱和內(nèi)能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解焦耳的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，知道熱傳遞的實(shí)質(zhì).（重點(diǎn)）2.知道做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，明確兩種方式的區(qū)別.（重點(diǎn)）3.明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個(gè)物理量的區(qū)別和聯(lián)系.（難點(diǎn)）知識點(diǎn)一焦耳定律、功和內(nèi)能先填空1.焦耳的實(shí)驗(yàn)（1）絕熱過程：系統(tǒng)只通過外界對它做功或?qū)ν饨缱龉Χc外界交換能量,它不從外界吸熱,也不向外界放也樣的過程叫做絕熱過程.（2）代表性實(shí)驗(yàn)：重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器中的水，引起水溫上升.通過電流的熱效應(yīng)給水加熱.（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：要使系統(tǒng)狀態(tài)通過絕熱過程發(fā)生變化，做功的數(shù)量只由過程始末兩個(gè)狀態(tài)決定,而與做功方式無關(guān).2.功和內(nèi)能在絕熱過程中內(nèi)

2、能的改變用功來量度.外界對物體做多少功，物體的內(nèi)能就增加多少;物體對外界做多少功，物體的內(nèi)能就減少多少.表達(dá)式為AU=W再思考打氣筒是日常生活中的一種工具，當(dāng)我們用打氣筒給自行車打氣的時(shí)候，就是在克服氣體壓力和摩擦力做功.打氣的過程中你有沒有試著去摸一下打氣筒的外殼？有什么感覺？打氣筒的溫度升高了，這是怎么回事呢？【提示】做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做功使得系統(tǒng)的內(nèi)能增加了，所以溫度升高.后判斷1 .系統(tǒng)只從外界吸熱，而不向外界放熱的過程就是絕熱過程.（X）2 .外界對系統(tǒng)做功，可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能.（，）3 .在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做多少功，內(nèi)能就增加多少.（，）知識點(diǎn)二熱與內(nèi)能先填空1 .

3、熱傳遞：熱量總是從高溫物體向低溫物體傳遞.2 .熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射.3.熱量和內(nèi)能：（1）關(guān)系描述：熱量是在單純的熱傳遞過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度.（2）公式表達(dá)：AU=Q再思考物體的內(nèi)能增加是否一定是從外界吸收了熱量？【提示】不一定.這是因?yàn)樽龉蜔醾鬟f都可以改變物體的內(nèi)能.后判斷1 .做功與熱傳遞對系統(tǒng)內(nèi)能的改變是等效的.(，)2 .內(nèi)能多的物體含有的熱量多.(X)3 .熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體.(X)考點(diǎn)一功和內(nèi)能的關(guān)系1 .內(nèi)能與內(nèi)能變化(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能之和.(2)當(dāng)物體溫度變化時(shí)，分子平均動(dòng)能變化.物體體積變

4、化時(shí)，分子勢能發(fā)生變化，即物體的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的，且物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān).2 .做功與內(nèi)能變化(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程.(2)在絕熱過程中，外界對物體做正功，物體內(nèi)能增加，外界對物體做負(fù)功，物體內(nèi)能減小.3 .功和內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量.(2)在絕熱過程中，做功一定能引起內(nèi)能的變化.(3)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多.在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化越大時(shí)，對應(yīng)著做功越多.【例題1】如圖10-1-2所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與圖 10- L- 2外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝

5、有一可以活動(dòng)的絕熱活塞.今對活塞施以一豎直向下的壓力F,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小.若忽略活塞與容器壁間的摩擦，則被密封的氣體()A.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B.溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C.溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D.溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加【答案】C【規(guī)律總結(jié)】分析絕熱過程的方法1 .在絕熱的情況下，若外界對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，AU為正值；若系統(tǒng)對外界做正功，系統(tǒng)內(nèi)能減少，AU為負(fù)值.此過程做功的多少為內(nèi)能轉(zhuǎn)化多少的量度.2 .在絕熱過程中，內(nèi)能和其他形式的能一樣也是狀態(tài)量，氣體的初、末狀態(tài)確定了，即在初、末狀態(tài)的內(nèi)能也相應(yīng)地確定了，內(nèi)能的變化AU也確

6、定了.而功是能量轉(zhuǎn)化的量度,所以AU=W即W為恒量，這也是判斷絕熱過程的一種方法.,HE【及時(shí)訓(xùn)練】1.(多選)如圖10-1-3所示，為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高.關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A.這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量B.做功增加了水的熱量C.做功增加了水的內(nèi)能D.功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別【答案】AC2.如圖10-1-4所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的,且不漏氣.以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向左拉的過程中()A. E甲不變，E乙減小B. E甲不變，E乙增大

7、C. E甲增大，E乙不變D. E甲增大，E乙減小【答案】D考點(diǎn)二熱和內(nèi)能的關(guān)系1 .熱傳遞(1)熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，叫做熱傳遞.(2)熱傳遞的三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射.2 .熱傳遞的實(shí)質(zhì)熱傳遞實(shí)質(zhì)上傳遞的是能量，結(jié)果是改變了系統(tǒng)的內(nèi)能.傳遞能量的多少用熱量來量度.3 .傳遞的熱量與內(nèi)能改變的關(guān)系(1)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少.即Q吸=AU(2)在單純熱傳遞中，系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少.即Q放=AU4 .熱傳遞具有方向性熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，不會自

8、發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體或從物體的低溫部分傳遞到高溫部分.5 .改變內(nèi)能的兩種方式的比較：比較項(xiàng)目做功熱傳遞內(nèi)能變化外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少物理實(shí)質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化小同物體間或同一物體/、同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的【例題2】關(guān)于物體的內(nèi)能和熱量，下列說法中正確的有（）A.熱水的內(nèi)能比冷水的內(nèi)能多B.溫度高的物體其熱量必定多，內(nèi)能必定大C.在熱傳遞過程中，內(nèi)能大的物體其內(nèi)能將減小，內(nèi)能小的物體其內(nèi)能將增大，直到兩物體的內(nèi)能相等D.熱量是熱傳

9、遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度【答案】D【規(guī)律總結(jié)】熱量和內(nèi)能的理解要點(diǎn)1 .熱量的概念只有在涉及能量的傳遞時(shí)才有意義，因此不能說物體具有多少熱量，只能說物體吸收或放出了多少熱量.2 .在系統(tǒng)與外界只發(fā)生熱傳遞時(shí)，系統(tǒng)吸收多少熱量，系統(tǒng)內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)放出多少熱量，系統(tǒng)內(nèi)能就減少多少.【及時(shí)訓(xùn)練】1.關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，以下說法中正確的是（）A.一個(gè)鐵塊的溫度升高，其內(nèi)能增大B.物體吸收熱量，其溫度一定升高C.溫度高的物體比溫度低的物體含有的熱量多D.溫度總是從物體熱的部分傳遞至冷的部分【答案】A2.關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法中正確的是（）A.物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B.物體對外做功，內(nèi)能一

10、定減少C.物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變D.物體放出熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變【答案】C【學(xué)法指導(dǎo)】功、內(nèi)能、熱量和溫度的區(qū)別與聯(lián)系1內(nèi)能與溫度：從宏觀上看，溫度表示的是物體的冷熱程度；從微觀上看，溫度反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志物體的溫度升高，其內(nèi)能一定增加但向物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能卻不一定增加(可能同時(shí)對外做功)2熱量和內(nèi)能：1 1)內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過熱傳遞或做功兩種方式來完成2 2)熱量是熱傳遞過程中的特征物理量，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所轉(zhuǎn)移的能量，是用來衡量物體內(nèi)能變化

11、的，有過程，才有變化，離開過程，毫無意義3 3)對某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本不存在“熱量”和“功”不能說一個(gè)系統(tǒng)中含有多少熱量3熱量與溫度：熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志熱傳遞的前提條件是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度.4熱量與功：熱量和功都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度，都是過程量，一定量的熱量與一定量的功相當(dāng)，熱量可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功，功也可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量，但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別【例題3】(多選)對于熱量、功、內(nèi)能這三個(gè)量，下列說法中正確的是()A.熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量的物理意義是等同的B.熱量和功二者可作為物體內(nèi)能的量度C

12、.熱量、功和內(nèi)能的國際單位都相同D.熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的【思路點(diǎn)撥】(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，熱量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度4 2)功、熱量是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量【解析】熱量、功和內(nèi)能的國際單位都是焦耳，但熱量、功、內(nèi)能三個(gè)量的物理意義是不同的，熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量；熱量和功二者可作為物體內(nèi)能改變的量度而不是內(nèi)能大小的量度.故C、D正確.【答案】CD區(qū)別熱量、功和內(nèi)能的三個(gè)方面1就某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，根本談不上“熱量”和“功”2就某一過程而言，“內(nèi)能”有變化，與“熱量”和“功”對應(yīng)3一個(gè)物體的內(nèi)能無法計(jì)算，但物體的內(nèi)能變化是可以計(jì)算的【及時(shí)訓(xùn)練】(多選)下

13、列所述現(xiàn)象中屬于利用熱傳導(dǎo)的方式來傳熱的是()A.冬天，用手去拿室外的鐵塊，手感到冷B.夏天，開空調(diào)后一段時(shí)間整個(gè)房間內(nèi)溫度降低C.在地面上曬小麥D.冬天，用暖水袋暖手【解析】冬天，室外的鐵塊溫度低，手溫度高，用手拿鐵塊時(shí)，手上的熱量直接通過熱傳導(dǎo)的方式傳到鐵塊上.用暖水袋暖手，道理同上.開空調(diào)后整個(gè)房間內(nèi)溫度降低，是空氣通過對流的方式使熱空氣降溫.曬小麥?zhǔn)且揽刻枱彷椛鋪砦諢崃康?，所以A、D正確.【答案】AD【課堂作業(yè)】全員參與基礎(chǔ)練5 .下列哪個(gè)實(shí)例說明做功改變了系統(tǒng)的內(nèi)能（）A.熱水袋取暖B.用雙手摩擦給手取暖C.把手放在火爐旁取暖D.用嘴對手呵氣給手取暖【答案】B6 .（多選）當(dāng)物體

14、的內(nèi)能增加時(shí)，下列說法正確的是（）A.物體一定吸收了熱量B.外界一定對物體做了功C.不可能是物體放出熱量，同時(shí)對外做功D.有可能是物體放出熱量，同時(shí)外界對物體做功【答案】CD7 .如圖所示，瓶內(nèi)裝有少量的水，瓶口已塞緊，水上方空氣中有水蒸氣，用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，當(dāng)塞子從瓶口跳出時(shí)，瓶內(nèi)出現(xiàn)“白霧”，這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可以用下面三句話解釋：甲，水蒸氣凝結(jié)成小水珠；乙，瓶內(nèi)氣體推動(dòng)瓶塞做功，內(nèi)能減??；丙，溫度降低.三句話正確的順序是（）A.甲乙丙B.乙丙甲D.乙甲丙C.丙甲乙【答案】B8 .如圖10-1-6所示，A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管

15、上的位置不同外，其他條件都相同.將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中（插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi)升至圖示位置停止.假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換,法正確的是（）A. A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B. B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C. A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同）,水銀柱上則下列說【解析】 大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功,因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)吸進(jìn)的水銀一樣多，所以水銀槽內(nèi)的液面下降相同的高度，A管重心高于B管，A管內(nèi)水銀重力勢能大于 B管的,D. A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同故A管內(nèi)水銀的內(nèi)能增量小于B管的，B正確.【答案】B9 .（多選）有關(guān)物

16、體的內(nèi)能，以下說法中正確的是（）A.1g溫度為0c水的內(nèi)能比1g溫度為0C冰的內(nèi)能大B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過熱傳遞方式實(shí)現(xiàn)的C.氣體膨脹，它的內(nèi)能一定減小D.橡皮筋被拉伸時(shí)，分子間勢能增加【解析】橡皮筋被拉伸時(shí)，會產(chǎn)生彈力，此彈力是分子引力的宏觀表現(xiàn)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大，故選項(xiàng)D正確.【答案】AD10 給鐵絲加熱，鐵絲溫度升高了；用錘子敲打鐵絲，鐵絲溫度也升高，這說明（）A.功和熱本質(zhì)上是相同的B.功可以轉(zhuǎn)化為熱量C.做功和傳熱對改變物體內(nèi)能是等效的D.做功和傳熱對改變物體內(nèi)能的過程有本質(zhì)區(qū)別【答案】C11 （2012四川高考）物體由大量分子組成，下列說法正

17、確的是（）A.分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B.分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C.物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D.只有外界對物體做功才能增加物體的內(nèi)能12 器壁透熱的汽缸放在恒溫環(huán)境中，如圖所示.汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的氣體，氣體分子間相互作用的分子力可以忽略不計(jì).當(dāng)緩慢推動(dòng)活塞Q向左運(yùn)動(dòng)的過程中，有下列說法:活塞對氣體做功，氣體的平均動(dòng)能增加；活塞對氣體做功，氣體的平均動(dòng)能不變；氣體的單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，壓強(qiáng)增大；氣體的單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，壓強(qiáng)不變.其中正確的是（）A.B.C.D.【答案】C超越自我提升練9 .（多選）下列有關(guān)物體的內(nèi)能、溫度、熱量的說法中，正

18、確的是（）A.只要兩物體的質(zhì)量、溫度和體積相等，兩物體內(nèi)能一定相等B.熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度C.只要溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能就都增加D.做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，兩過程的本質(zhì)不同，但改變物體內(nèi)能的效果相【答案】BD10 .如圖10-1-8所示，AB是兩個(gè)完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi)，A、B兩球用同一種材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時(shí)，球的體積會明顯變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時(shí)緩慢升高同一值，兩球膨脹后,體積相等，則（）A. A球吸收的熱量較多B. B球吸收的熱量較多C.兩球吸收的熱量一樣多D.無法確定【答案】B11 .（1）遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木