高中物理人教版3本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 模塊專題專題6

一、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用1．熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能的增量(ΔU)與外界對(duì)物體做功(W)與物體從外界吸熱(Q)之間的關(guān)系，即ΔU＝W＋Q，正確理解公式的意義及符號(hào)的含義是解決此類問(wèn)題的保證．(1)外界對(duì)物體做功，W>0；物體對(duì)外界做功，W<0.(2)物體從外界吸熱，Q>0；物體放出熱量，Q<0.(3)ΔU>0，物體的內(nèi)能增加；ΔU<0，物體的內(nèi)能減少．2．注意問(wèn)題：(1)只有絕熱過(guò)程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判斷內(nèi)能變化．(2)只有在氣體體積不變時(shí)，W＝0，ΔU＝Q，用吸熱、放熱情況可判斷內(nèi)能的變化．(3)若物體內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q，功和熱量符號(hào)相反，大小相等．因此判斷內(nèi)能變化問(wèn)題一定要全面進(jìn)行考慮．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]1．氣體膨脹對(duì)外做功100J，同時(shí)從外界吸收了120J的熱量，它的內(nèi)能的變化是()A．減小20J B．增大20JC．減小220J D．增大220J答案B解析研究對(duì)象為氣體，依符號(hào)規(guī)則，對(duì)外做功W＝－100J，吸收熱量Q＝120J.由熱力學(xué)第一定律有：ΔU＝W＋Q＝－100J＋120J＝20J．ΔU＞0，說(shuō)明氣體的內(nèi)能增加，故選項(xiàng)B正確．2．(多選)一個(gè)帶活塞的汽缸內(nèi)封閉有一定量的氣體，對(duì)汽缸內(nèi)的氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．氣體吸收熱量，氣體溫度一定升高B．壓縮氣體，氣體溫度可能降低C．壓縮氣體，同時(shí)氣體向外界放熱，氣體溫度可能不變D．壓縮氣體，同時(shí)氣體從外界吸熱，氣體溫度可能不變答案BC解析對(duì)于一定量的氣體，若吸熱同時(shí)對(duì)外做功，則溫度未必升高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；外界對(duì)氣體做功，但若氣體同時(shí)放熱，則溫度可能降低，選項(xiàng)B正確；壓縮氣體，同時(shí)氣體向外界放熱，氣體溫度可能不變，選項(xiàng)C正確；壓縮氣體，同時(shí)氣體向外界吸熱，內(nèi)能一定增加，氣體溫度一定升高，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；本題正確選項(xiàng)為B、C.3．一定量的理想氣體在某一過(guò)程中，從外界吸收熱量×104J，氣體對(duì)外界做功×104J，則該理想氣體的()A．溫度降低，密度增大 B．溫度降低，密度減小C．溫度升高，密度增大 D．溫度升高，密度減小答案D解析理想氣體的內(nèi)能僅用溫度來(lái)衡量，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋ΔQ可知，ΔU＝×104J，即氣體內(nèi)能增加，故溫度升高．因?qū)ν庾龉?，體積膨脹，故密度減?。蔬xD.4．如圖1所示的p－V圖象中A→B→C→A表示一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程．則以下說(shuō)法正確的是()圖1A．在狀態(tài)C和狀態(tài)A時(shí)，氣體的內(nèi)能一定相等B．從狀態(tài)C變化到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體一定放熱C．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體一定吸熱D．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能減小答案D5．一定質(zhì)量的非理想氣體(分子間的作用力不可忽略)，從外界吸收了×105J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了6×105J的功，則：(1)氣體的內(nèi)能________(填“增加”或“減少”)，其變化量的大小為________J.(2)氣體的分子勢(shì)能________(填“增加”或“減少”)．(3)分子平均動(dòng)能如何變化？答案(1)減少×105(2)增加(3)見解析解析(1)因氣體從外界吸收熱量，所以Q＝×105J氣體對(duì)外做功6×105J，則外界對(duì)氣體做功W＝－6×105J由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105J＋×105J＝－×105J所以物體內(nèi)能減少了×105J.(2)因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，體積膨脹，分子間距離增大了，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢(shì)能增加了．(3)因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少了，而分子勢(shì)能增加了，所以分子平均動(dòng)能必然減少了，且分子平均動(dòng)能的減少量一定大于分子勢(shì)能的增加量．6．如圖2所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B.此過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)p＝×105Pa，吸收的熱量Q＝×102J，求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量．圖2答案×102J解析氣體發(fā)生等壓變化，由eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)得VB＝eq\f(TB,TA)VA＝eq\f×102,×102)××10－3m3＝×10－3m3VB>VA，說(shuō)明氣體對(duì)外做功，外界對(duì)氣體做負(fù)功．W＝－p(VB－VA)＝－×105××10－3－×10－3)J＝－×102J根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有ΔU＝Q＋W＝×102－×102)J＝×102J此過(guò)程中氣體內(nèi)能增加×102J二、熱力學(xué)第二定律及應(yīng)用1．熱力學(xué)第二定律的幾種表現(xiàn)形式(1)熱傳遞具有方向性：兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，而低溫物體不可能自發(fā)地將熱量傳給高溫物體．要實(shí)現(xiàn)低溫物體向高溫物體傳遞熱量，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化．(2)氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象具有方向性：兩種不同的氣體可以自發(fā)地進(jìn)入對(duì)方里面，最后成為均勻的混合氣體，但這種均勻的混合氣體，絕不會(huì)自發(fā)地分開，成為兩種不同的氣體．(3)機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性：物體在地面上運(yùn)動(dòng)，因摩擦而逐漸停下來(lái)，但絕不可能出現(xiàn)物體吸收原來(lái)傳遞出去的熱量后，在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來(lái)的現(xiàn)象．(4)氣體向真空膨脹具有方向性：氣體可自發(fā)地向真空容器膨脹，但絕不可能出現(xiàn)氣體自發(fā)地再?gòu)娜萜髦辛骰兀谷萜髯優(yōu)檎婵眨?．深刻理解熱力學(xué)第二定律的內(nèi)涵熱力學(xué)第二定律是對(duì)宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明．凡是對(duì)這種宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述，這些不同形式的表述都是等價(jià)的．3．熱力學(xué)第二定律的微觀解釋一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，即在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]7．下列說(shuō)法中正確的是()A．對(duì)于理想熱機(jī)，若無(wú)摩擦、漏氣等能量損失，就能使熱機(jī)效率達(dá)到100%B．熱量不能從低溫物體傳到高溫物體C．一切物理過(guò)程都具有方向性D．由熱力學(xué)定律可推斷出某個(gè)物理過(guò)程是否能自發(fā)進(jìn)行答案D8．下列說(shuō)法中不正確的是()A．自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性B．一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行C．滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程并不都是可以自發(fā)進(jìn)行的D．從單一熱源吸取熱量，使之全部變成功而不產(chǎn)生其他影響是完全有可能的答案D9．(多選)對(duì)熱力學(xué)第二定律理解正確的是()A．有可能制成第二類永動(dòng)機(jī)B．熱效率為100%的熱機(jī)是不可能制成的C．熱傳導(dǎo)、摩擦生熱等熱現(xiàn)象是不可逆的D．內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化答案BC10．下列說(shuō)法中正確的是()A．任何物體的內(nèi)能就是組成該物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和B．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．做功和熱傳遞在改變內(nèi)能的方式上是不同的D．滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行答案C解析物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化是不可能的，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在熱力學(xué)第二定律中，熱傳導(dǎo)是具有方向性的，不違背能量守恒定律，但不