高中物理选择性必修三第三章 章末素养提升学案

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章末素养提升例1　对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是(　　)A．一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收80 J的热量，则它的内能增大20 JB．物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，热量能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体D．热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律例2　(2022·枣庄市高二期末)我国建成后的“天宫”空间站，是“天和核心舱”、“问天实验舱”和“梦天实验舱”的三舱组合体，三舱皆有“气闸舱”；航天员出站时，要途经“气闸舱”“减压”后才能出站；从太空返回空间站时要途经“气闸舱”“升压”后才能进站。“气闸舱”的原理如图所示，相通的两容器A、B之间装有阀门K，A内充满气体，B内为真空；打开阀门K后，A内的气体进入B中，达到平衡后，再关闭阀门K；B即为“气闸舱”。若整个系统跟外界没有热交换，气体为理想气体，则(　　)A．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，对外做了功B．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，温度降低C．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子势能减少D．即使阀门K一直处于打开状态，容器B中气体也不可能自发地全部退回到容器A中例3　一定质量的理想气体，由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2，再经过等压变化到状态3，最后回到初态1，其变化过程如图所示，则(　　)A．从1到2过程中，气体对外做功，内能减小B．从2到3过程中，气体对外做功，内能减小C．从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热D．从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能增加例4　(2022·滨州市高二期中)绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能UP＝72 J，如图甲所示。已知活塞横截面积S＝5×10－4 m2，其质量为m＝1 kg，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P位置移动到Q位置，此过程封闭气体的V－T 图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比。求：(1)封闭气体最后的体积；(2)封闭气体吸收的热量。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例5　(2022·南京市高二期末)如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为10 cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底30 cm处设有卡槽a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞放在a、b上，活塞的质量为5 kg，气体温度为180 K。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为300 K，活塞恰好离开卡槽a、b；若继续给汽缸内气体缓慢加热，活塞上升10 cm 的过程中，气体的内能增加了240 J。(设大气压强为p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2)求：(1)开始时汽缸内气体的压强；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)活塞上升10 cm时汽缸内气体的温度；(3)活塞离开卡槽a、b之后上升10 cm的过程中，气体吸收的热量。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________物理观念描述热力学的物理量(1)热量(Q)：是传热过程中______的改变量，用来度量传热过程中______转移的多少(2)功(W): 做功过程是机械能或其他形式的能与内能之间的转化过程。功是该过程能量转化的量度热力学第一定律内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的______与外界对它所做的______的和表达式：ΔU＝______热力学第二定律克劳修斯表述：热量不能______地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不可能从______吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响第二类永动机不可能制成的原因：违背了______能量守恒定律内容：能量既不会凭空______，也不会凭空______，它只能从一种形式______为其他形式，或者从一个物体______到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量______。第一类永动机不能制成的原因：违背了______科学思维1.经历绝热过程模型的构建过程，会推导热力学第一定律2．能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化和转移问题3．能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题科学态度与责任1.通过对能量守恒的探索过程，领会人类对自然的认识要有实践的过程2．了解永动机的探索过程，领会科学探索的艰辛与曲折性