新教材高中物理第三章熱力學(xué)定律第一二節(jié)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律及其應(yīng)用課件粵教版選擇性

第三章

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熱力學(xué)定律第一、二節(jié)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律及其應(yīng)用核心素養(yǎng)點(diǎn)擊物理觀念1.掌握內(nèi)能的概念，知道改變物體內(nèi)能的兩種方式。2.知道熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容。3.理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵從的基本原理。4.知道第一類永動機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的?？茖W(xué)思維能運(yùn)用熱力學(xué)第一定律解釋和計(jì)算能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移問題?？茖W(xué)探究探究能量的轉(zhuǎn)化過程和總量的變化情況?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任1.理解能量和能量守恒觀念對世界統(tǒng)一性的意義。2.體會科學(xué)探索中的挫折和失敗對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義，知道科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要科學(xué)家共同努力。一、物體的內(nèi)能1．填一填(1)分子勢能①定義：由分子間的相互作用力和分子間的___________決定的勢能。②宏觀上：分子勢能的大小與物體的______有關(guān)。③微觀上：分子勢能的大小與分子之間的_______有關(guān)。④當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為_____，若r增大，需克服引力做功，分子勢能______。⑤當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為______，若r減小，需克服斥力做功，分子勢能______。⑥當(dāng)r＝r0時，分子勢能______。相對位置體積距離引力增大斥力增大最小(2)分子動能①定義：由于分子永不停息地做______________而具有的動能。②分子的平均動能：大量分子動能的________。③溫度的微觀意義：溫度是分子熱運(yùn)動的__________的標(biāo)志。(3)內(nèi)能①定義：物體中所有分子_______________和__________的總和。②決定因素：物體的內(nèi)能由物體的質(zhì)量、_____和______共同決定。無規(guī)則熱運(yùn)動平均值平均動能熱運(yùn)動的動能分子勢能溫度體積2．判一判(1)物體的體積增大，分子勢能一定增大，體積減小，分子勢能一定減小。

()(2)物體運(yùn)動的速度越快，內(nèi)能越大。

(

)(3)某種物體的溫度是0℃，說明物體中分子的平均動能為零。

(

)3．想一想(1)物體的機(jī)械能為零，內(nèi)能可以為零嗎？提示：內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同的能，內(nèi)能由物體分子所處狀態(tài)決定，而機(jī)械能由物體的質(zhì)量、速度、相對高度或彈性形變程度決定，物體內(nèi)分子在永不停息地運(yùn)動，內(nèi)能不可能為零，而物體的機(jī)械能可以為零。(2)當(dāng)兩分子距離為平衡距離r0時，分子間作用力F＝0，此時分子勢能一定為零嗎？提示：不一定，當(dāng)兩分子從距離大于r0處逐漸靠近過程中分子間作用力先做正功，后做負(fù)功，分子勢能先減小后增大，相距r0時最小，但不一定為零?！痢痢炼⒏淖兾矬w內(nèi)能的兩種方式1．填一填(1)改變物體內(nèi)能的兩種方式：______和_______。(2)功、熱量和內(nèi)能改變的關(guān)系

①如果物體與外界無熱傳遞，外界對物體做功，物體的內(nèi)能______；物體對外做功，物體的內(nèi)能______。

②如果物體既不對外做功，外界也不對物體做功，則物體從外界吸收熱量時，它的內(nèi)能_____；物體向外放出熱量時，它的內(nèi)能______。做功熱傳遞增加減少增加減少2．判一判(1)做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是相同的。

()(2)系統(tǒng)內(nèi)能增加一定是因?yàn)橄到y(tǒng)從外界吸收熱量。

(

)(3)做功和熱傳遞不能同時改變物體的內(nèi)能。

(

)3．想一想一定質(zhì)量的理想氣體，做等壓膨脹，在變化過程中是氣體對外做功，還是外界對氣體做功？在變化過程中氣體吸熱，還是向外放熱？氣體內(nèi)能增加了，還是減少了？提示：氣體的變化為等壓膨脹，一定是氣體對外做功；理想氣體在等壓膨脹過程中需要從外界吸收熱量。由蓋－呂薩克定律可知，理想氣體在等壓膨脹過程中溫度升高，內(nèi)能一定增加。×××三、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用1．填一填(1)做功和_________都可以改變物體的內(nèi)能，而且這兩種方式是______的。(2)單純地對系統(tǒng)做功時內(nèi)能的變化量與功的關(guān)系：ΔU＝W。(3)單純地對系統(tǒng)熱傳遞時，內(nèi)能的變化量與傳遞熱量的關(guān)系：ΔU＝Q。(4)當(dāng)外界既對系統(tǒng)做功又對系統(tǒng)熱傳遞時，內(nèi)能的變化量：ΔU＝Q＋W。(5)熱力學(xué)第一定律①內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的______與外界對它所做的______之和。②表達(dá)式：ΔU＝___＋____熱傳遞等效熱量Q功WQW2．判一判(1)外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加。

()(2)系統(tǒng)內(nèi)能增加，一定是系統(tǒng)從外界吸收熱。

(

)(3)系統(tǒng)從外界吸收熱量5J，內(nèi)能可能增加5J。

()(4)系統(tǒng)內(nèi)能減少，一定是系統(tǒng)對外界做功。

(

)×××√3．想一想快速推動活塞對氣缸內(nèi)氣體做功10J，氣體內(nèi)能改變了多少？若保持氣體體積不變，外界對氣缸傳遞10J的熱量，氣體內(nèi)能改變了多少？能否說明10J的功等于10J的熱量？提示：無論外界對氣體做功10J，還是外界給氣體傳遞10J的熱量，氣體內(nèi)能都增加了10J，說明做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但不能說10J的功等于10J的熱量，因?yàn)楣εc熱量具有本質(zhì)區(qū)別。四、能量守恒定律第一類永動機(jī)不可能制成1．填一填(1)能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式______為其他形式，或者從一個物體______到別的物體；在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量_____。(2)意義①各種形式的能可以_________。②各種物理現(xiàn)象可以用_____________聯(lián)系在一起。(3)第一類永動機(jī)不可能制成①第一類永動機(jī)：不需要任何動力或燃料，卻能不斷地__________的機(jī)器。②第一類永動機(jī)不可能制成的原因：違背了______________。轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移不變相互轉(zhuǎn)化能量守恒定律對外做功能量守恒定律2．判一判(1)運(yùn)動的物體在阻力作用下會停下來，說明機(jī)械能憑空消失了。

()(2)功和能可以相互轉(zhuǎn)化。

(

)(3)第一類永動機(jī)不能制成，是因?yàn)樗`背了能量守恒定律。

()(4)某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加。

()××√√3．選一選“第一類永動機(jī)”是不可能制成的，這是因?yàn)?/p>

(

)A．它不符合機(jī)械能守恒定律B．它違背了能量守恒定律C．它做功產(chǎn)生的熱不符合熱功當(dāng)量D．暫時找不到合理的設(shè)計(jì)方案和理想材料解析：第一類永動機(jī)不可能制成的原因是違背了能量守恒定律，故B項(xiàng)正確。答案：B探究(一)分子動能、勢能與物體的內(nèi)能[問題驅(qū)動]一架飛機(jī)在空中以某一速度飛行，由于飛機(jī)中所有分子都具有飛機(jī)的速度，所以分子具有動能，又由于飛機(jī)在空中，飛機(jī)中所有分子都離地面有一定高度，以地面為零勢能參考平面，所以分子具有勢能，上述動能和勢能的總和就是飛機(jī)的內(nèi)能，當(dāng)飛機(jī)停在地上時，飛機(jī)的內(nèi)能為零，以上說法是否正確？為什么？

提示：不正確，飛機(jī)的內(nèi)能不是飛機(jī)的機(jī)械能，它是飛機(jī)中所有分子做無規(guī)則熱運(yùn)動和由于分子之間的相互作用而具有的勢能的總和，與飛機(jī)的高度和飛機(jī)速度無關(guān)。

[重難釋解]1．分子的平均動能(1)熱現(xiàn)象研究的是大量分子運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)，有意義的是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動動能的平均值，即分子的平均動能。(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，這是溫度的微觀意義。在相同溫度下，各種物質(zhì)分子的平均動能都相同，由于不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不一定相同，因此相同溫度時不同物質(zhì)分子的平均速率不一定相同。(3)物體溫度升高，分子熱運(yùn)動加劇，分子的平均動能增大，但并不是每個分子的動能都變大。2．分子勢能與分子間距離的關(guān)系

分子勢能的大小與分子間的距離有關(guān)，距離發(fā)生變化時，分子力做

功，分子勢能發(fā)生變化。分子勢能隨分子間距離的變化情況如圖所

示(取無窮遠(yuǎn)處Ep為0)。(1)當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大。(2)當(dāng)分子間的距離r<r0時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。(3)當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小。3．對內(nèi)能的理解(1)內(nèi)能是對大量分子而言的，對單個分子來說無意義。(2)某個物體的內(nèi)能在宏觀上由物體的質(zhì)量、溫度和體積決定；微觀上由分子數(shù)、分子平均動能和分子勢能決定。(3)物體的內(nèi)能跟物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。4．內(nèi)能與機(jī)械能的比較

比較項(xiàng)目內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動形式微觀分子熱運(yùn)動宏觀物體機(jī)械運(yùn)動能量常見的形式分子動能、分子勢能物體的動能、重力勢能或彈性勢能能量存在的原因由物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則熱運(yùn)動和分子間相對位置決定由物體做機(jī)械運(yùn)動、與地球相對位置或物體形變決定影響因素物體的質(zhì)量、物體的溫度和體積物體的質(zhì)量、物體做機(jī)械運(yùn)動的速度、離地高度(或相對于零勢能參考平面的高度)或彈性形變

是否為零永遠(yuǎn)不能等于零一定條件下可以等于零

聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化續(xù)表典例1若某種實(shí)際氣體分子的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系是

(

)A．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能增大B．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能減少C．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能不變D．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能減少[解析]

若保持氣體的體積不變，則分子勢能不變，溫度升高，分子的平均動能變大，故氣體的內(nèi)能增大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；若保持氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，體積增大，分子間的引力做負(fù)功，分子勢能增大，故氣體的內(nèi)能增大，C、D兩項(xiàng)均錯誤。[答案]

A影響物體內(nèi)能的因素(1)物體的內(nèi)能：物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和。在其概念中有三個關(guān)鍵詞：所有分子、動能、分子勢能。(2)影響物體內(nèi)能的因素：①由于溫度越高，分子平均動能越大，所以，物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)。②由于分子勢能與分子間距有關(guān)，所以，物體的內(nèi)能與體積有關(guān)。③由于內(nèi)能應(yīng)包含所有分子的動能、勢能，所以，內(nèi)能還與分子數(shù)目有關(guān)，即與物體的物質(zhì)的量有關(guān)。[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．(多選)有關(guān)分子的熱運(yùn)動和內(nèi)能，下列說法正確的是

(

)A．一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變B．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈C．物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動動能和分子勢能的總和D．布朗運(yùn)動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的解析：溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以溫度不變，分子的平均動能不變，A正確；物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，B正確；物體的內(nèi)能就是物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的動能和分子勢能的總和，C正確；布朗運(yùn)動是微粒在液體中受到液體分子的撞擊不平衡引起的，D錯誤。答案：ABC2．玻璃杯中盛有冰水混合物，冰的質(zhì)量和水的質(zhì)量相等且保持不變，

則玻璃杯內(nèi)

(

)A．冰分子的平均動能大于水分子的平均動能B．水分子的平均動能等于冰分子的平均動能C．一個水分子的動能一定大于一個冰分子的動能D．一個水分子的動能一定等于一個冰分子的動能解析：冰水混合物溫度為0℃，冰、水溫度相同，二者分子平均動能相同，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；相同溫度的冰和水內(nèi)個別分子的動能是隨時變化的，比較個別分子的動能沒有意義，故選項(xiàng)C、D錯誤。答案：B3．

如圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說

法正確的是

(

)A．當(dāng)r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)r小于r2時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r由∞→r1變化過程中，分子間的作用力先變大再變小D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功解析：分子間距等于r0時分子勢能最小，即r0＝r2，當(dāng)r小于r2時分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)r大于r2時分子力表現(xiàn)為引力，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；當(dāng)r由∞→r1變化過程中，分子間的作用力先變大，后變小，再變大，C項(xiàng)錯誤；在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功，分子勢能減小，D項(xiàng)錯誤。答案：B

探究(二)熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用[重難釋解]1．公式ΔU＝Q＋W中符號的規(guī)定符號QWΔU＋物體吸熱外界對物體做功內(nèi)能增加－物體放熱物體對外界做功內(nèi)能減少2．三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，即Q＝0，則ΔU＝W，物體內(nèi)能的增加量等于外界對物體做的功。(2)若過程中不做功，即W＝0，則ΔU＝Q，物體內(nèi)能的增加量等于物體從外界吸收的熱量。(3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q(或Q＝－W)，外界對物體做的功等于物體放出的熱量(或物體吸收的熱量等于物體對外界做的功)。3．判斷是否做功的方法一般情況下看物體的體積是否變化：(1)若物體體積增大，表明物體對外界做功，W<0。(2)若物體體積減小，表明外界對物體做功，W>0。典例2一定質(zhì)量的實(shí)際氣體從外界吸收了×105J的熱量，同時氣體對外做了6×105J的功，問：(1)氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2)分子勢能是增加還是減少？(3)分子的平均動能是增加還是減少？[解析]

(1)氣體從外界吸熱，故Q＝4.2×105J，氣體對外做功，故W＝－6×105J，由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q＝(－6×105J)＋(4.2×105J)＝－1.8×105J。ΔU為負(fù)，說明氣體的內(nèi)能減少了，所以氣體內(nèi)能減少了1.8×105J。(2)因?yàn)闅怏w對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大了，分子力做負(fù)功，氣體分子勢能增加。(3)因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少，同時氣體分子勢能增加，說明氣體分子的平均動能一定減少。[答案]

(1)減少×105J

(2)增加(3)減少應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的方法(1)明確研究對象是哪個物體或者是哪個熱力學(xué)系統(tǒng)。(2)分別找出題目中研究對象吸收或放出的熱量；外界對研究對象所做的功或研究對象對外界所做的功；研究對象內(nèi)能的增加量或減少量。(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W列出方程進(jìn)行求解。(4)特別注意物理量的正負(fù)號及其意義。[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．下列說法正確的是

(

)A．物體放出熱，其內(nèi)能一定減少B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律(ΔU＝Q＋W)可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)外界對物體做的功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)A、B錯誤，C正確；物體放出熱同時對外做功，則Q＋W<0，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D錯誤。答案：C

2．

對于自熱米飯很多人還不是很了解，自熱米飯盒內(nèi)有一個發(fā)熱包，遇水發(fā)

生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱能，不需要明火，溫度可超過100℃，蓋上盒蓋便

能在10～15分鐘內(nèi)迅速加熱食品。自熱米飯的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成小型爆炸。有關(guān)自熱米飯盒爆炸的說法，正確的是

(

)A．自熱米飯盒爆炸，是盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果B．在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體內(nèi)能增加C．在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體溫度降低D．自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，標(biāo)志著每一個氣體分子速率都增大了解析：自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，由分子動理論知，體積不變，氣體分子間作用力忽略不計(jì)，分子間的作用力不變，故A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，爆裂前氣體溫度升高，內(nèi)能增大，突然爆裂的瞬間氣體對外界做功，其內(nèi)能減少，溫度也會有所下降，故B錯誤，C正確；自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，分子平均動能增加，但并不是每一個氣體分子速率都增大，故D錯誤。答案：C3．(2021·河北高考)兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱氣缸A、B，氣缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖甲所示?，F(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙，若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，重新平衡后。氣缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能________(填“大于”“小于”或“等于”)氣缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。圖乙為重新平衡后A、B氣缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線________(填圖像中曲線標(biāo)號)表示氣缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。解析：當(dāng)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙時，活塞緩慢下降，外界對氣缸內(nèi)氣體做功；當(dāng)A、B活塞上表面加入的細(xì)沙質(zhì)量相同時，A、B氣缸內(nèi)的氣體體積相同，由于A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量，則重新平衡時A中氣體的體積小，氣缸A中活塞和細(xì)沙對氣缸內(nèi)氣體做功多，由于活塞和氣缸都是絕熱的，則由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能大于氣缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故氣缸A內(nèi)氣體的溫度更高；溫度升高，大多數(shù)氣體分子的速率增大，氣體分子的速率分布圖線的峰值向速率大的方向移動，故曲線①表示氣缸B內(nèi)氣體分子的速率分布規(guī)律。答案：大于①探究(三)對能量守恒定律的理解[問題驅(qū)動]有一種所謂“全自動”機(jī)械手表，既不需要上發(fā)條，也不用任何電源，卻能不停地走下去。討論：(1)這是不是一種永動機(jī)？提示：這不是永動機(jī)。(2)如果不是，維持表針走動的能量是從哪兒來的？提示：手表戴在手腕上，通過手臂的運(yùn)動，機(jī)械手表獲得能量，供手表發(fā)條做機(jī)械運(yùn)動。若將此手表長時間放置不動，它就會停下來。

[重難釋解]1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運(yùn)動形式都有對應(yīng)的能：機(jī)械運(yùn)動有機(jī)械能，分子的熱運(yùn)動有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、原子能等。(2)各種形式的能通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化。例如，利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．與某種運(yùn)動形式對應(yīng)的能是否守恒是有條件的

例如，物體的機(jī)械能守恒，必須是只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功；而能量守恒定律是沒有條件的，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。3．能量守恒定律中的“轉(zhuǎn)化”和“轉(zhuǎn)移”(1)某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等。(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。4．第一類永動機(jī)失敗的原因分析

如果沒有外界熱源供給熱，則有U2－U1＝W，就是說，如果系統(tǒng)內(nèi)能減少，即U2<U1，則W<0，系統(tǒng)對外做功是要以內(nèi)能減少為代價的。若想源源不斷地做功，就必須使系統(tǒng)不斷回到初始狀態(tài)，在無外界能量供給的情況下是不可能的。典例3

如圖所示，直立容器的內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體，A的密度小，B的密度大。抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合。設(shè)在此過程中氣體吸收的熱量為Q，氣體內(nèi)能的增量為ΔE，則

(

)A．ΔE＝Q

B．ΔE<QC．ΔE>Q D．ΔE＝0[解析]

抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻分布，其重心升高，重力勢能增加，由能量守恒定律知，氣體吸收的熱量一部分用來克服重力做功，一部分用于增加氣體的內(nèi)能，所以內(nèi)能的增量小于吸收的熱量，故選項(xiàng)B正確。[答案]

B利用能量守恒定律解決問題時，首先應(yīng)明確題目中涉及哪幾種形式的能量，其次分析哪種能量增加了，哪種能量減少了，確定研究的系統(tǒng)后，用能量守恒的觀點(diǎn)求解。

[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．“第一類永動機(jī)”是不可能制成的，這是因?yàn)樗?/p>

(

)A．不符合熱力學(xué)第一定律B．做功產(chǎn)生的熱量太少C．由于有摩擦、熱損失等因素的存在D．找不到合適的材料和合理的設(shè)計(jì)方案解析：第一類永動機(jī)是不可能制成的，因?yàn)樗`背了能量守恒定律，即熱力學(xué)第一定律，故A正確，B、C、D錯誤。答案：A2．(多選)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁體在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是

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)A．物體克服阻力做功B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：這四個現(xiàn)象中物體運(yùn)動過程都受到阻力作用，汽車主要是制動阻力，流星、降落傘是空氣阻力，條形磁體下落主要是受到磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，故A正確；四個運(yùn)動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，故D正確，B、C錯誤。答案：AD

3．下列有關(guān)能量的描述正確的是

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)A．“既要馬兒跑得快，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律B．工作中的電風(fēng)扇，消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過程能量不守恒C．滑塊在粗糙的水平面上減速滑行，最終停了下來，動能消失，能量不守恒D．同時做自由落體運(yùn)動的物體，質(zhì)量越大，勢能減少越快，機(jī)械能減少也越快解析：馬兒跑的時候需要消耗能量，而草能夠?yàn)轳R兒提供能量，因此“既要馬兒跑得快，又要馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，故A正確；工作中的電風(fēng)扇，消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，損失的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，該過程能量仍守恒，故B錯誤；滑塊在粗糙的水平面上減速滑行，最終停了下來，減小的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量守恒，故C錯誤；同時做自由落體運(yùn)動的物體，運(yùn)動的快慢與質(zhì)量無關(guān)，減少的勢能轉(zhuǎn)化為動能，機(jī)械能不變，故D錯誤。答案：A(選自魯科版新教材“物理聊吧”)如圖是歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)的幾種永動機(jī)的設(shè)計(jì)方案示意圖：圖甲是想利用短桿上的重球產(chǎn)生的作用，使輪子不停地轉(zhuǎn)動；圖乙是想利用像燈芯那樣的棉線把水吸到高處，再流下沖擊輪子的葉片，使輪子不停地轉(zhuǎn)動；