2020年高中物理 10.3《热力学第一定律 能量守恒定律 》导学案4 3-3

第3节热力学第一定律能量守恒定律

1．一个热力学系统的内能增量等于______________________________与_______________的和，这个关系叫做热力学第一定律，公式____________．它们的正负号规定如下：

外界对系统做功，W____0；系统对外界做功，W____0.

系统从外界吸热，Q____0；系统向外界放热，Q____0.

系统内能增加，ΔU____0；系统内能减小，ΔU____0.

2．能量既不会____________，也不会____________，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在________或________的过程中，能量的总量保持不变．

3．任何机器对外界做功都要消耗能量，能量转化和守恒定律的发现使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从____________转化为____________形式，而不能无中生有地________能量．因此，第一类永动机是____________制成的，因为它违背了____________．4．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

5．一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( )

A．机械能守恒 B．总能量守恒

C．机械能和内能增加 D．机械能减少，内能增加

6．“第一类永动机”不可能制成，是因为( )

A．不符合机械能守恒定律

B．违背了能量守恒定律

C．做功产生的热不符合热功当量

D．找不到合适的材料和合理的设计方案

【概念规律练】

知识点一热力学第一定律

1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了

1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )

A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 J

B．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 J

C．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 J

D．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J

2．下列关于物体内能的说法正确的是( )

A．物体吸收热量，内能一定增加

B．物体放出热量，内能一定减少

C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变

D．物体对外做功，内能可能增加

知识点二能量守恒定律

3．如图1所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂，现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为Q A、Q B，则( )

图1

A．Q A＝Q B B．Q A

C．Q A>Q B D．无法确定Q A、Q B的大小

4．水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6 000 m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50 m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．(g取10 m/s2)

【方法技巧练】

热力学第一定律的应用技巧

5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa 的状况下，体积从20 L 膨胀到30 L ，这

一过程中气体从外界吸热4×103 J ，则气体内能的变化为( )

A ．增加了5×103 J

B ．减少了5×103 J

C ．增加了3×103 J

D ．减少了3×103 J

6．如

图2

图2所示，A 、B 两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A 变化到状态B 时( )

A ．体积必然变大

B ．有可能经过体积减小的过程

C ．外界必然对气体做正功

D ．气体必然从外界吸热

1．某系统的初状态具有内能1 J ，在外界对它做0.5 J 的功后，它放出0.2 J 的热量，系统在这个过程中内能的增量是( )

A ．0.7 J

B ．0.3 J

C ．0.66 J

D ．－0.34 J

2．某气体温度升高了(体积不变)，可能的原因是( )

A ．气体一定吸收了热量

B ．气体可能放出了热量

C ．外界对气体可能做了功

D ．气体可能吸收了热量

图3

3．如图3所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时( )

A ．氢气的温度不变

B ．氢气的压强减小

C ．氢气的体积增大

D ．氧气的温度升高

图4

4．如图4，一绝热容器被隔板K 隔开a 、b 两部分．已知a 内有一定量的稀薄气体，b 内为真空．抽开隔板K 后，a 内气体进入b ，最终达到平衡状态．在此过程中( )

A ．气体对外界做功，内能减少

B ．气体不做功，内能不变

C ．气体压强变小，温度降低

D ．气体压强变小，温度不变

5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W 1表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量．则在整个过程中一定有( )

A ．Q 1－Q 2＝W 2－W 1

B ．Q 1－Q 2＝W 1－W 2

C ．W 1＝W 2

D ．Q 1＝Q 2

图5

6．如图5所示是一定质量的理想气体从状态A 经B 至C 的p —1V

图线，则在此过程中( ) A ．气体的内能改变

B ．气体的体积增大

C ．气体向外界放热

D ．气体对外界做功

图6

7．如图6所示，a 、b 、c 、d 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad 平行于横坐标轴，dc 平行于纵坐标轴，ab 的延长线过原点，以下说法正确的是( )

A ．从状态d 到c ，气体不吸热也不放热

B ．从状态c 到b ，气体放热

C ．从状态a 到d ，气体对外做功