第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律 课件-2025-2026学年高二下学期物理选择性必修第三册

第三章 热力学定律第2节 热力学第一定律 第3节 能量守恒定律图解课标要点学思用·典例详解例1-1 做功和传热都可以改变物体的内能，以下说法正确的是( )DA.物体放出热量，内能一定减少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，内能一定减少D.物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少 . .【学会了吗丨变式题】 A图3-2-1   B图3-2-2A.夜晚蓄电池放电，将电能转化为化学能B.风力发电，将机械能转化为电能C.太阳能电池板将太阳能转化为光能D.太阳能、风能属于不可再生能源【解析】例2-3 如图3-2-3所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是( )D图3-2-3A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量【解析】叶片进入水中后吸热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒定律知，转轮转动所需能量来源于热水，热水温度会降低，故A、B、C错误；由能量守恒定律知，叶片吸收的热量一部分转化为叶片的弹性势能，一部分释放于空气中，故D正确。   例3-5 （多选）下列关于第一类永动机的说法正确的是( )ABDA.第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器B.第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律C.第一类永动机不能制成的原因是技术问题D.第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律【解析】第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律和热力学第一定律，这也是它不能制成的原因。选项A、B、D正确，C错误。图3-2-4   图3-2-5   方法帮 解题课丨关键能力构建题型1 热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用致经典母题 致经典·母题探究 B图3-2-6  . .母题 致经典·母题探究 【答案】内能增加 易混易错 气体自由膨胀过程（向真空膨胀）对外界不做功。【学会了吗丨变式题】图3-2-7 B 【解析】题型2 气体做功和热量变化的求解 图3-2-8（1）汽缸内气体与大气达到平衡时的体积；   （2）在活塞下降过程中，活塞对气体做的功及汽缸内气体放出的热量。  【学会了吗丨变式题】图3-2-9  （1）求所加细砂的质量；  （2）分析活塞下移过程气体吸热还是放热？并求出吸收或放出了多少热量。   图3-2-10 C 巧画图像破疑难 【解析】【学会了吗丨变式题】图3-2-11 AD   图3-2-12 BC 【解析】【学会了吗丨变式题】图3-2-13 BCEA.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对外做的功E.气体吸收的热量等于其内能的增加量   ABD图3-2-14  【学会了吗丨变式题】图3-2-15 D  高考帮 考试课丨核心素养聚焦考向1 热力学第一定律的应用例13 (2025·安徽卷)在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体( )AA.对外做功，内能不变 B.向外放热，内能减少C.分子的平均动能变小 D.吸收的热量等于内能的增加量建构模型寻本质【解析】【类题链接丨变式题】类题1 (2024·重庆卷)某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体，密闭气囊与人一起上浮的过程中，若气囊内气体温度不变，体积增大，则( )DA.外界对气囊内气体做正功 B.气囊内气体压强增大C.气囊内气体内能增大 D.气囊内气体从外界吸热【解析】 .考向2 热力学第一定律与理想气体状态方程的综合应用图3-2-16  （1）从状态2到状态3，气体分子平均速率______（填“增大”“不变”或“减小”），单位时间撞击单位面积瓶壁的分子数______（填“增大”“不变”或“减小”）；不变减小       本题考查了气体压强的微观意义、玻意耳定律、盖-吕萨克定律等，通过瓶内气体的等压和等容变化情境，考查了考生对理想气体实验定律和热力学第一定律的理解。试题立足必备知识，关注学科能力，难度区分有度，全面评估考生的学科能力和科学素养。【类题链接丨变式题】图3-2-17 AD 【解析】 续表练习帮 习题课丨学业质量测评A 基础练丨知识测评建议时间：25分钟 DA.化学能转化为电能 B.内能转化为电能C.光能转化为电能 D.机械能转化为电能【解析】压电陶瓷片进行能量转化时要消耗机械能，消耗的机械能转化成了电能，故A、B、C错误，D正确。2.下列说法正确的是( )CA.随着科技的发展，第一类永动机是可能制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能实现的D.有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量是可能凭空产生的【解析】第一类永动机违背了能量守恒定律，故永远无法制成，A错误；太阳照射到宇宙空间的能量没有消失，B错误；马儿奔跑时需要消耗能量，故“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能实现的，C正确；不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动的“全自动”手表是通过手臂运动对其做功而工作的，D错误。3.(2023·天津卷)如图所示是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体体积和质量均不变，爬高过程中，温度减小，则气体( )BA.对外做功 B.内能减小 C.吸收热量 D.压强不变【解析】由于爬山过程中气体体积不变，故气体不对外做功，A错误；爬  D  . . BD   不变做正功吸热 B 综合练丨选考通关建议时间：35分钟7.[链接教材第54页“问题”]如图所示是中国传统玩具饮水鸟。在小鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，小鸟“喝”了一口水后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是( )AA.饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能B.水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水C.这种玩具饮水鸟是一种永动机D.此现象违背了热力学第一定律【解析】玩具饮水鸟的内部结构如图所示，饮水鸟的头和肚子分别为两个薄壁玻璃球，中间以一个玻璃管连接，肚子内部装有易挥发的液体。其原理是先把鸟嘴浸湿，水分蒸发时吸热使得头部玻璃球内气压小于下面玻璃球中的气压，从而使玻璃管中的液体上升时，整体重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜到一定程度，玻璃管口脱离液面，从而使玻璃管内的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而在刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，鸟回到竖直状态后，鸟嘴中的水分蒸发，重复之前的运动，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，故A正确；根据上述分析可知，当水杯中的水干了之后，由于不能形成头部玻璃球和肚子玻璃球内气体的压强差，小鸟不能再倾斜，也就是说小鸟不能再点头“喝”水，故B错误；这种玩具饮水鸟的运动仍然遵循能量守恒定律，没有违背热力学第一定律，它不是一种永动机，故C、D错误。 DA.气体对外界做功，内能减少 B.外界对气体做功，内能增加C.气体压强变小，温度降低 D.气体压强变小，温度不变  BD   D 【解析】续表  √  D 【解析】. .续表续表 （1）此过程中被封闭气体的内能变化了多少?  （2）未加热时，被封闭气体初始状态的体积为多少?  C 培优练丨能力提升建议时间：8分钟