高中物理人教版3本册总复习总复习 模块专题专题6

一、热力学第一定律及其应用1．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)与物体从外界吸热(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号的含义是解决此类问题的保证．(1)外界对物体做功，W>0；物体对外界做功，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．2．注意问题：(1)只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W，用做功可判断内能变化．(2)只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．(3)若物体内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q，功和热量符号相反，大小相等．因此判断内能变化问题一定要全面进行考虑．[复习过关]1．气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化是()A．减小20J B．增大20JC．减小220J D．增大220J答案B解析研究对象为气体，依符号规则，对外做功W＝－100J，吸收热量Q＝120J.由热力学第一定律有：ΔU＝W＋Q＝－100J＋120J＝20J．ΔU＞0，说明气体的内能增加，故选项B正确．2．(多选)一个带活塞的汽缸内封闭有一定量的气体，对汽缸内的气体，下列说法正确的是()A．气体吸收热量，气体温度一定升高B．压缩气体，气体温度可能降低C．压缩气体，同时气体向外界放热，气体温度可能不变D．压缩气体，同时气体从外界吸热，气体温度可能不变答案BC解析对于一定量的气体，若吸热同时对外做功，则温度未必升高，选项A错误；外界对气体做功，但若气体同时放热，则温度可能降低，选项B正确；压缩气体，同时气体向外界放热，气体温度可能不变，选项C正确；压缩气体，同时气体向外界吸热，内能一定增加，气体温度一定升高，故选项D错误；本题正确选项为B、C.3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量×104J，气体对外界做功×104J，则该理想气体的()A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小答案D解析理想气体的内能仅用温度来衡量，由热力学第一定律ΔU＝W＋ΔQ可知，ΔU＝×104J，即气体内能增加，故温度升高．因对外做功，体积膨胀，故密度减小．故选D.4．如图1所示的p－V图象中A→B→C→A表示一定质量理想气体的状态变化过程．则以下说法正确的是()图1A．在状态C和状态A时，气体的内能一定相等B．从状态C变化到状态A的过程中，气体一定放热C．从状态B变化到状态C的过程中，气体一定吸热D．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子的平均动能减小答案D5．一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，则：(1)气体的内能________(填“增加”或“减少”)，其变化量的大小为________J.(2)气体的分子势能________(填“增加”或“减少”)．(3)分子平均动能如何变化？答案(1)减少×105(2)增加(3)见解析解析(1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝×105J气体对外做功6×105J，则外界对气体做功W＝－6×105J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105J＋×105J＝－×105J所以物体内能减少了×105J.(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了．(3)因为气体内能减少了，而分子势能增加了，所以分子平均动能必然减少了，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量．6．如图2所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝×105Pa，吸收的热量Q＝×102J，求此过程中气体内能的增量．图2答案×102J解析气体发生等压变化，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，说明气体对外做功，外界对气体做负功．W＝－p(VB－VA)＝－×105××10－3－×10－3)J＝－×102J根据热力学第一定律，有ΔU＝Q＋W＝×102－×102)J＝×102J此过程中气体内能增加×102J二、热力学第二定律及应用1．热力学第二定律的几种表现形式(1)热传递具有方向性：两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．(2)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方里面，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同的气体．(3)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来的现象．(4)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地再从容器中流回，使容器变为真空．2．深刻理解热力学第二定律的内涵热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述，这些不同形式的表述都是等价的．3．热力学第二定律的微观解释一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少．[复习过关]7．下列说法中正确的是()A．对于理想热机，若无摩擦、漏气等能量损失，就能使热机效率达到100%B．热量不能从低温物体传到高温物体C．一切物理过程都具有方向性D．由热力学定律可推断出某个物理过程是否能自发进行答案D8．下列说法中不正确的是()A．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性B．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行C．满足能量守恒定律的客观过程并不都是可以自发进行的D．从单一热源吸取热量，使之全部变成功而不产生其他影响是完全有可能的答案D9．(多选)对热力学第二定律理解正确的是()A．有可能制成第二类永动机B．热效率为100%的热机是不可能制成的C．热传导、摩擦生热等热现象是不可逆的D．内能可以全部转化为机械能，同时不引起其他变化答案BC10．下列说法中正确的是()A．任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行答案C解析物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，所以A选项错误；将内能全部转化为机械能而不引起其他变化是不可能的，B选项错误；在热力学第二定律中，热传导是具有方向性的，不违背能量守恒定律，但不