1、人教版高中物理總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理重點(diǎn)題型(常考知識(shí)點(diǎn))鞏固練習(xí)物理總復(fù)習(xí)：熱力學(xué)定律及能量守恒【考綱要求】1、理解熱力學(xué)第一定律、第二定律；2、運(yùn)用能量守恒定律解決問(wèn)題。【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、改變內(nèi)能的兩種方式1、熱傳遞條件：存在溫度差，最終結(jié)果是使兩物體溫度一樣。方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。規(guī)律：熱量從高溫物體傳向低溫物體。和內(nèi)能變化的關(guān)系： 系統(tǒng)在單純的傳熱過(guò)程中，內(nèi)能的增量AU等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q,即AU =Q。2、做功做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程是將其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程， 做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，內(nèi)能改變了多少用做功的數(shù)值來(lái)度量。要點(diǎn)詮釋：(1)要使物體改變同樣

2、的內(nèi)能， 通過(guò)做功或者熱傳遞都可以實(shí)現(xiàn)，若不知道過(guò)程，我們無(wú)法分辨出是做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的這種改變。(2)做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)向物體的微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化。熱傳遞則是通過(guò)分子之 間的相互作用，使不同物體間分子熱運(yùn)動(dòng)變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。前者能的性質(zhì)發(fā)生了變化， 后者能的性質(zhì)不變。(3)物體的內(nèi)能增加與否，不能單純地只看做功或熱傳遞，兩個(gè)過(guò)程需要全面考慮。 考點(diǎn)二、熱力學(xué)第一定律1物體內(nèi)能的增量 AU等于外界對(duì)物體做的功 W和物體吸收的熱量 Q的總和。2、公式W Q U要點(diǎn)詮釋：(1)在應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，應(yīng)特別分清W、Q的正負(fù)號(hào)，以便準(zhǔn)確地判斷 AU的正、負(fù)。熱力學(xué)第一定律的符號(hào)法則： 功W&

3、gt;0,表示外界對(duì)系統(tǒng)做功；W<0,表示系統(tǒng)對(duì)外界做功。 熱量Q >0,表布物體吸熱；Q< 0,表布物體放熱。 內(nèi)能AU >0,表示內(nèi)能增加； AU <0,表示內(nèi)能減少。(2)容易出錯(cuò)的幾種特殊情況若是絕熱過(guò)程，則 Q=0、W=AU ,即外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；若過(guò)程中不做功，即 W=0,則Q=AU ,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加； 若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AU =0,則W + Q=0或W = -Q ,外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。考點(diǎn)三、熱力學(xué)第二定律1、兩種表述(1)按熱傳遞的方向性來(lái)表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

4、。(2)按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。要點(diǎn)詮釋：這里所說(shuō)自發(fā)地”是指沒(méi)有任何外界的影響或幫助，電冰箱工作時(shí)能將冰箱內(nèi)(溫度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因?yàn)殡姳湎牧穗娔埽瑢?duì)制冷系統(tǒng)做了功。上述兩種表述是等價(jià)的， 即一個(gè)說(shuō)法是正確的， 另一個(gè)說(shuō)法也必然是正確的；如果一個(gè)說(shuō)法是錯(cuò)誤的，另一個(gè)說(shuō)法必然也是不成立的。2、熱力學(xué)第二定律的意義提示了有大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要自然規(guī)律。3、熱力學(xué)第二定律的微觀解釋(1) 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。這是熱力學(xué)

5、第二定 律的微觀意義。(2)從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：一個(gè)孤立系統(tǒng)總是從嫡小的狀態(tài)向嫡大的狀態(tài)發(fā)展， 而嫡值較大代表著較為無(wú)序，所以自發(fā)的宏觀過(guò)程總是向無(wú)序度更大的方向發(fā)展。4、兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類水動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功 的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的 機(jī)器違背能量守恒，不可能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)-考點(diǎn)四、能量守恒定律1、能量守恒定律(1)能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或 者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變，這就是能的轉(zhuǎn)化和

6、守恒定律。(2)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的規(guī)律。(3)永動(dòng)機(jī)是永遠(yuǎn)造不出來(lái)的。2、能源、環(huán)境(1)常規(guī)能源：人們把煤、石油、天然氣叫做常規(guī)能源。常規(guī)能源有限，常規(guī)能源帶 來(lái)環(huán)境問(wèn)題：溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧等。(2)新能源：風(fēng)能、水流(河流、潮汐)能、太陽(yáng)能、熱核能、氫能源、反物質(zhì)能等。 風(fēng)能、水流能、生物質(zhì)能等是可再生能源，而石油、煤炭、天然氣是不可再生能源。 要點(diǎn)詮釋：對(duì)能量守恒定律的理解：1、某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量與增加量相等。2、某個(gè)物體能量的減少，一定存在其他物體能量的增加，且減少量和增加量一定相等。3、在利用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律解題時(shí)，要注意先

7、搞清過(guò)程中有幾種形式的能在轉(zhuǎn)化或 轉(zhuǎn)移，分析初、末狀態(tài)確定 &E增、AE減各為多少，再由AE增=AE減列式計(jì)算。 【典型例題】類型一、熱力學(xué)第一定律例1、(2015北京卷)下列說(shuō)法正確的是()A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B.物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C.物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加D.物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變【答案】C【解析】物體內(nèi)能的改變方式有兩種：做功和熱傳遞，只說(shuō)某一種方式我們無(wú)法判斷內(nèi) 能是否變化，故 A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體放出熱量又同時(shí)對(duì)外做功內(nèi)能一定減小，故 D選 項(xiàng)錯(cuò)誤。物體吸收熱量同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能增大、減小或不變，故C選項(xiàng)正確。

8、【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律舉一反三【變式1】100 c的水完全變成100 c的水蒸氣，則（）A.水分子的內(nèi)能增加B .水的內(nèi)能增加C.水所增加的內(nèi)能小于所吸收的熱量D.水所增加的內(nèi)能等于所吸收的熱量【答案】BC【解析】由于溫度不變，水分子的內(nèi)能不變。 體積膨脹，水分子的勢(shì)能變大，水的內(nèi)能增加。 體積膨脹時(shí)要克服外界大氣壓力做功，由熱力學(xué)第一定律可知， 水所增加的內(nèi)能要小于吸收的熱量。【變式2】（2014廣東卷）用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時(shí)，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，則袋內(nèi)氣體（）A.體積減小，內(nèi)能增大B.體積減小，壓強(qiáng)減小C.對(duì)外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D.對(duì)外

9、界做正功，壓強(qiáng)減小易碎品【答案】AC【解析】充氣袋被擠壓時(shí)，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，由于袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，故由熱力學(xué)第一定律知，氣體內(nèi)能增加，故選項(xiàng) ,C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；體積減小， 內(nèi)能增加，由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強(qiáng)變大，故選項(xiàng) A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【熱力學(xué)定律及能量守恒例 4【變式3】A、B兩裝置，均由一支一端封閉，一端開(kāi)口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽 組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開(kāi)口向下豎直插入水銀槽中（插入過(guò)程沒(méi)有空氣進(jìn)入管內(nèi)），水銀柱上升至圖示位置停止。假設(shè)這一過(guò)程水銀與外界沒(méi)有熱交換，則下列說(shuō)法正確的是（）ABA . A中水銀

10、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D. A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同【答案】B【解析】因?yàn)锳、B兩管中水銀上升的體積是一樣的，所以水銀槽中水銀面下降的高度相等，外界大氣壓對(duì)A、B管水銀做功相等。由于沒(méi)有熱交換，由熱力學(xué)第一定律有內(nèi)能增量與外界做功有關(guān)。大氣壓做功一方面使水銀上升轉(zhuǎn)變?yōu)樗y的重力勢(shì)能，另一方面使A、B中水銀內(nèi)能增加。由于 A中水銀重心高于B中的，所以A中勢(shì)能大于B中勢(shì)能。外界大氣壓做 功又是相等的，所以 A中內(nèi)能增量小于B中內(nèi)能增量。故選 Bo 類型二、熱力學(xué)第二定律E. 、關(guān)

11、于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是（）A. 一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大B.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C.若兩分子間距離增大，分子勢(shì)能一定增大D.若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大【思路點(diǎn)撥】重溫?zé)崃W(xué)第一定律、 第二定律，分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢(shì)能與 分子間距的函數(shù)圖象。【答案】D【解析】由熱力學(xué)第一定律可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，一定量的氣體吸收熱量如果氣體同時(shí)對(duì)外做功，且做功比吸熱多，則氣體的內(nèi)能減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)外界做功，可以使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩分子間的距離小于平衡時(shí)的距離，分子力是斥力，在增大的過(guò)程中分

12、子力先做正功，分子勢(shì)能先減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若分子間的距離在減小，分子間的引力和斥力都在增大，只不過(guò)斥力增大的快些，D項(xiàng)正確。【總結(jié)升華】關(guān)鍵是要準(zhǔn)確理解熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、分子力與分子間距的函數(shù)圖象和分子勢(shì)能與分子間距的函數(shù)圖象。（兩個(gè)定律、兩個(gè)圖像） 舉一反三【變式】關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是 （填入正確選項(xiàng)前的字母。選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B.對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.

13、功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程【答案】ACE【解析】由熱力學(xué)第一定律 W+Q=AU ,知A正確，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，C、D這些過(guò)程在借助于外界幫助的情況下是可以實(shí)現(xiàn)的，所以C正確、D錯(cuò)誤；由自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都是不可逆的，所以E正確。【熱力學(xué)定律及能量守恒例5例3、如圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外，下列說(shuō)法正確的是（）FI嗡機(jī)A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱

14、的工作原理不違反熱力學(xué)第二定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律【思路點(diǎn)撥】熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體”，但是做功是可以的，就不是自發(fā)的了。電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律、第二定律。【答案】BC【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)橄牧穗娔埽簿褪菍?duì)外界產(chǎn)生了影響， 它的工作原理不違背能量守恒定律， 也就是熱 力學(xué)第一定律，選項(xiàng) B、C正確。【總結(jié)升華】關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體”,電冰箱制冷是通過(guò)消耗電能對(duì)制冷系統(tǒng)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并不是自發(fā)的不可能從單一熱源吸收熱量，使之

15、完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響”，消耗了電能對(duì)制冷系統(tǒng)做了功，對(duì)外界產(chǎn)生了影響。 舉一反三【變式1】（1）如圖所示，一淙用的 永動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有 形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展面劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng) 時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是#雅窿1占分金A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C.轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量（2）如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為

16、Po。現(xiàn)對(duì)氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由Vi增大為V2。則在此過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能 （選增 揩大“、不變“或 減小”）氣體內(nèi)能變化了【答案】(1) D (2)增大；AU =Q - po(V2 -Vi)【解析】形狀記憶合金制成的葉片，在熱水中吸收熱量而伸長(zhǎng)，離開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，使輕桿的重心位置發(fā)生變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，一部分能量散發(fā)空氣中，葉片不斷攪動(dòng)熱水，對(duì) 水做功。但葉片吸收的能量大于對(duì)水做的功，水的溫度逐漸降低，當(dāng)與環(huán)境溫度達(dá)到平衡， 葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)。故正確的選項(xiàng)為Do(2)氣體吸收熱量 Q,溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大。氣體吸收熱量 Q為正，對(duì)外做功為負(fù)，W =P0W2 Vi

17、),根據(jù)熱力學(xué)第一定律， W + Q=AU ,氣體內(nèi)能變化了AU =Q Po(V2 -Vi) o【熱力學(xué)定律及能量守恒例 6【變式2】如圖所示，兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K, P中充滿氣體，Q為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換，打開(kāi)閥門KB, P中的氣體進(jìn)入Q中，最終達(dá)到平衡，則()A.氣體體積膨脹，內(nèi)能增加B.氣體分子勢(shì)能減少，內(nèi)能增加C.氣體分子勢(shì)能增加，壓強(qiáng)可能不變D. Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中【答案】D【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，知D正確。容器內(nèi)氣體自由膨脹， 氣體與外界之間不做功也沒(méi)有熱交換， 故氣體的內(nèi)能不變，A項(xiàng)不正 確。氣體分

18、子間作用力很弱，氣體體積變化時(shí)，氣體分子勢(shì)能可認(rèn)為不變，B、C項(xiàng)也不正確。故選D。類型三、能量守恒定律例4、現(xiàn)代典型的燃煤發(fā)電廠，總效率一般為40%,有一座大型燃煤發(fā)電廠，如果發(fā)出1.0刈09 J的電力，可供一個(gè)大城市使用。下圖表示這座發(fā)電廠的能量流向，請(qǐng)回答:(1)燃煤提供的能量應(yīng)等于哪幾項(xiàng)能量之和？(2)圖中煙囪廢氣所帶走的能量及渦輪機(jī)損耗沒(méi)有標(biāo)出，請(qǐng)你算出來(lái)，并在圖上標(biāo)出；(3)算出這座發(fā)電廠的總效率；(4)根據(jù)如圖所示的電廠能量流向， 你認(rèn)為在哪些地方進(jìn)行改進(jìn)可以提高發(fā)電廠的總效率?(山冷凝器排出)961明由燃煤提供 進(jìn)入渦輪機(jī)$2,5*10*J * 2.2x101 功1.0*1 問(wèn)傳

19、輸損耗1ml的有用功曳。K1優(yōu)一燃煤發(fā)電廠中的能量流向圖【思路點(diǎn)撥】抓住能量守恒定律，讀懂圖的意思，進(jìn)行基本計(jì)算。【答案】見(jiàn)解析。【解析】仔細(xì)分析發(fā)電過(guò)程的能量流向圖，搞清各項(xiàng)能量或功之間的關(guān)系，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可求解。(1)燃煤提供的能量等于進(jìn)入渦輪機(jī)的能量和通過(guò)煙囪排出的能量。(2)根據(jù)(1)中的解析可得通過(guò)煙囪廢氣所帶走的能量為：998E =2.5父10(4)從能量流向圖中可以看出，該發(fā)電廠的損耗共達(dá)到了 1.5父109，即達(dá)到了 60%,最主要的損耗是渦輪機(jī)的損耗，由冷凝器排出，所以這個(gè)地方應(yīng)作為改造的重點(diǎn)，降低通過(guò)冷凝器時(shí)能量的消耗，以此提高渦輪機(jī)的效率，進(jìn)而提高整個(gè)電廠的效率。另外，也要盡可能降低另外兩個(gè)途徑的損耗，一是通過(guò)煙囪廢氣帶走的能量，對(duì)燃煤鍋爐及其煙囪進(jìn)行改造；二是減少輸電過(guò)程中的電能損耗。【總結(jié)升華】能的轉(zhuǎn)化一定要通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，而能的轉(zhuǎn)移是要通過(guò)某種形式的傳遞來(lái)完成。由熱力學(xué)第一定律可知，要使一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)能增加，其他系統(tǒng)必須對(duì)它傳遞熱量、做功或者既 傳遞熱量又做功，其他系統(tǒng)減少等量的能量，而二者的總能量保持不變。