高中物理新教材同步选修第三册课件+讲义 第3章　3.1　功、热和内能的改变

这是一份高中物理新教材同步选修第三册课件+讲义 第3章　3.1　功、热和内能的改变，文件包含高中物理新教材同步选修第三册第3章31功热和内能的改变pptx、高中物理新教材同步选修第三册第3章31功热和内能的改变教师版docx、高中物理新教材同步选修第三册第3章31功热和内能的改变学习笔记docx、高中物理新教材同步选修第三册第3章31功热和内能的改变讲义练习docx等4份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。

高中物理新教材同步课件选修第三册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第三章GONG、REHENEINENGDEGAIBIAN1　功、热和内能的改变梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练 1.了解焦耳的两个实验的原理，知道做功和传热的实质.2.知道做功和传热是改变内能的两种方式，理解做功和传热对改 变系统内能是等效的，明确两种方式的区别.3.明确内能、功、热量、温度四个物理量的区别和联系.学习目标内容索引梳理教材　夯实基础Part　11.绝热过程：系统不从外界 ，也不向外界 的过程.2.代表性实验(1)重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度 .(2)通过电流的 给液体加热.3.实验结论：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的 两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式.4.内能：只依赖于热力学系统 的物理量.一、焦耳的实验吸热放热上升热效应始末自身状态1.功与内能的改变在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝ .2.理解(1)ΔU＝W的适用条件是 过程.(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能 ；系统对外做功，系统的内能 .二、功与内能的改变W绝热增加减少1.传热(1)条件：物体的 不同.(2)传热：热从 物体传到了 物体.2.热和内能(1)热量：在单纯的传热过程中系统 变化的量度.(2)热与内能的改变当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1等于外界向系统传递的热量Q，即ΔU＝___.三、热与内能的改变温度高温低温内能Q(3)传热与做功在改变系统内能上的异同.①做功和传热都能引起系统 的改变.②做功时，内能与其他形式的能(如内能与机械能、内能与电能等)发生 ；传热只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的 .内能转化转移1.判断下列说法的正误.(1)系统只从外界吸热，而不向外界放热的过程就是绝热过程.(　　)(2)热量一定从内能多的物体传递给内能少的物体.(　　)(3)做功和传热都可改变物体的内能，从效果上是等效的.(　　)(4)在绝热过程中，外界对系统做的功小于系统内能的增加量.(　　)(5)绝热情况下，系统内能的增量等于外界对它做的功.(　　)(6)传热只能发生在两个物体间，同一物体不能发生传热.(　　)×√√×即学即用××2.有各种方法可使物体的内能发生改变：a.电炉通电后发热；b.一杯开水放在桌面上冷却；c.阳光照射下冰块融化；d.锯木头时，锯片发烫；e.人坐在火炉旁取暖；f.用打气筒给自行车轮胎打气后，打气筒变热.其中属于做功使物体内能改变的是_____；属于传热使物体内能改变的是_____.adfbce返回探究重点　提升素养Part　2一、功与内能的改变1.在焦耳的许多实验中，有两个最具有代表性：一个实验是重物下落时带动叶片转动，搅拌容器中的水，水由于摩擦而温度上升；另一个实验是通过电流的热效应给液体加热.焦耳的这两个实验说明了什么问题？答案　绝热过程中，外界对系统做的功仅由过程的始末状态决定，与做功的具体过程和方式无关.导学探究2.如图，在有机玻璃筒底放少量的硝化棉(燃点较低)，迅速压下活塞，观察硝化棉的变化.(1)你能看到什么现象？实验现象说明了什么？答案　可以看到硝化棉燃烧.实验现象说明外界对筒内气体做功，使气体内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点后引起硝化棉燃烧.导学探究(2)图中用力迅速按压活塞时为什么一定要迅速？答案　迅速按下活塞是为了减少传热，尽量创造一个绝热条件.导学探究1.内能(1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和势能之和，因此物体的内能是一个状态量.(2)当物体温度变化时，分子平均动能变化；物体体积变化时，分子势能发生变化.物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关.知识深化知识深化2.做功与内能变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程.(2)在绝热过程中，外界对物体做功，则W>0，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做功，则W<0，物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少.知识深化3.功与内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量.(2)物体的内能大，并不意味着外界对它做功多.只有在绝热过程中，内能变化越大时，相应地做功才越多.特别提醒　外界对某一系统做功时系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热，以及向外放热的多少.　如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体A.温度升高，压强增大，内能减少B.温度降低，压强增大，内能减少C.温度升高，压强增大，内能增加D.温度降低，压强减小，内能增加例1√向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确.(多选)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成.开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热量交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体A.对外做正功，分子的平均动能减小B.对外做正功，内能增大C.对外做负功，分子的平均动能增大D.对外做正功，内能减小√√气体膨胀，气体对外做正功，又因为气体与外界无热量交换，由此可知气体内能减小，B错误，D正确；因忽略气体分子间的相互作用，没有分子势能，所以分子平均动能减小，A正确，C错误.二、热与内能的改变1.用铁锤反复敲击铁棒，铁棒的温度会升高，把铁棒放在炭火上烧，铁棒的温度也会升高，这说明了什么问题？答案　说明做功和传热都能改变物体的内能.导学探究2.如图所示是传热的三种方式——传导、对流和辐射.答案　三种方式都是热量从一个物体传递到另一个物体.导学探究(1)这三种方式在传递能量时有什么共同点？答案　传热是内能在物体间(或一个物体的不同部分之间)转移，做功是其他形式的能和内能之间的转化.导学探究(2)传热和做功都可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能时本质上又有什么不同？知识深化1.在单纯传热的过程中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少.即ΔU＝U2－U1＝Q.2.传热改变物体内能的过程是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移.3.传热与物体的内能的多少无关，只与两个物体(或一个物体的两部分)的温度差有关，热量总是从高温物体自发地传递到低温物体.　(2021·泰安市高二检测)如图所示，太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置.这种装置可以使装置内的水温度升高，这种改变水的内能的方式是A.做功B.传热C.既有做功也有传热D.电流的热效应例2√太阳能热水器是通过吸收太阳光的热量，通过传热的方式将水加热，故选B.　(多选)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块　内能的增加量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于　　铁块内能的增加量C.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于　铁块内能的增加量D.达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低√√例3热平衡的条件是温度相等，传热的方向是从温度高的物体传向温度低的物体；因不和外界交换能量，则在传热过程中及传热过程的任意一段时间内，铜块内能的减少量都等于铁块内能的增加量，故A、C正确，B、D错误.三、内能、功、热量和温度的区别和联系1.热量和内能(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定.要使系统的内能发生变化，可以通过传热和做功两种方式来完成.(2)热量是传热过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义.(3)对某一状态而言，只有“内能”，不存在“热量”和“功”.不能说一个系统中含有多少热量.2.热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志.传热的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度.3.改变内能的两种方式的比较　对于热量、功和物体的内能这三个物理量，下列叙述正确的是A.热量、功、内能三者的物理意义相同B.热量和功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位肯定不相同D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的例4√热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，故A错误；功与热量都可以作为物体内能变化的量度，但不是物体内能的量度，故B错误；热量、功和内能的单位相同，都是焦耳，故C错误；功和热量由过程决定，内能由物体的状态决定，故D正确.返回课时对点练Part　3考点一　焦耳的实验1.(多选)如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是A.该装置可测定做功和内能变化的关系B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的，无区别√123456789101112131415√该实验测定做功和内能变化的关系，故选项A正确；该实验是绝热过程，没有传热，水内能的改变是由于做功，故选项C正确；做功表示能量的转化，而热量表示传热中内能的转移，二者有区别，故选项B、D错误.1234567891011121314152.如图所示是焦耳在研究热与功之间关系的两个典型实验，那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是A.热量可由高温物体传给低温物体B.机械能守恒C.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功的方式无关，仅与 做功数量有关D.在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变不仅与做功方式有关，还 与做功数量有关√123456789101112131415焦耳通过多次实验，最后得到的结论是，在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关，故选项C正确.123456789101112131415考点二　功与内能的改变3.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图.M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A.外界对气体做功，气体内能增大B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大D.气体对外界做功，气体内能减小√123456789101112131415筒内气体不与外界发生热交换，当M向下滑动时，筒内气体体积变小，外界对气体做功，使气体的内能增大，故选A.1234567891011121314154.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中A.气体温度升高，压强不变B.气体温度升高，压强变大C.气体对外界做正功，气体内能增加D.外界对气体做正功，气体内能减少在猛推推杆的过程中，气体来不及和外界进行热交换，就认为是绝热过程，在压缩过程中，外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高，压强变大，故选B.√1234567891011121314155.如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气.以U甲、U乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向左拉的过程中A.U甲不变，U乙减小 B.U甲不变，U乙增大C.U甲增大，U乙不变 D.U甲增大，U乙减小√123456789101112131415由题意可知甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况.对甲室内的气体，在拉杆缓慢向左拉的过程中，活塞左移，压缩123456789101112131415气体，外界对甲室内的气体做功，内能增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，乙室内的气体对外界做功，内能减小，D正确6.如图所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，面积为0.1 m2，处于静止状态时，被封闭气体的高度为50 cm，现在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)123456789101112131415答案　1 030 J由于汽缸及活塞均绝热，故外界对气体所做的功全部转化为气体的内能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物体)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1 J＋1.01×105×0.1×0.1 J＝1 030 J.考点三　热与内能的改变7.以下所述现象中，属于通过传热改变了物体内能的是A.将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热B.放在空气中的一杯热水会冷却C.在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热D.电流通过电阻丝，电阻丝发热√123456789101112131415弯折铁丝是力对铁丝做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功，电阻丝发热是因为电流的热效应，故A、C、D选项错误；热水放在空气中，热水向外传热，而使自身的内能减少，温度下降，它是通过传热改变内能的，故B选项正确.1234567891011121314158.关于传热，下列说法正确的是A.传热的实质是温度的传递B.物体间存在温度差，才能发生传热C.传热可以在任何情况下进行D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量√123456789101112131415123456789101112131415传热的实质是物体间能量的转移，故A错误；传热的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生传热，故B正确，C错误；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是传热引起的，也可能是做功引起的，故D错误.9.(多选)在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法正确的是A.一定是物体放出了50 J的热量B.一定是物体吸收了50 J的热量C.一定是物体的分子动能增加了50 J D.物体分子的平均动能可能不变√123456789101112131415√123456789101112131415在外界不做功的情况下，内能的改变量等于传递的热量，内能增加50 J，一定是吸收了50 J的热量，故A错，B对；物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J，物体分子的平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能，故C错，D对.10.(2021·上海市徐汇中学高二期中)对于热量、功和内能三个物理量，下列说法中正确的是A.热量和功与过程有关，而内能与状态有关B.热量、功和内能的物理意义相同C.热量和功都可以作为内能的量度D.内能大的物体具有的热量多√123456789101112131415热量和功是过程量，与过程有关，而内能是状态量，与状态有关，故A正确；热量、功和内能是三个不同的物理量，它们的物理意义不同，热量反映了物体内能的变化量多少，功是能量转化的量度，内能是物体内所有分子动能和势能之和，做功和热量都可以作为改变物体内能变化的量度，故B、C错误；热量是过程量，不是状态量，不能说内能大的物体具有的热量多，故D错误.12345678910111213141511.(多选)(2021·临沂市期中)A、B两物体之间接触，但没有发生传热，则A.两物体所含的热量相等B.两物体的内能一定相等C.两物体的温度相等D.两物体的内能不一定相等√√123456789101112131415热量是过程量，不是状态量，不能说物体所含的热量；处于热平衡的两物体温度一定相等，不发生传热；物体的内能取决于物体的物质的量、温度、体积及物态，温度相等，内能不一定相等，选项C、D正确.12345678910111213141512.关于内能，下列说法正确的是A.物体的内能包括物体运动的动能B.0 ℃的水结冰过程中温度不变，内能减小C.提起重物，因为提力做正功，所以物体内能增大D.摩擦冰块使其融化是采用传热的方式改变物体的内能√123456789101112131415物体的内能是指物体内所有分子的总动能和分子势能之和，不包括物体运动的动能，选项A错误；0 ℃的水结冰过程中温度不变，因要放热，则内能减小，选项B正确；提起重物，因为提力对物体做正功，所以物体机械能变大，但是内能不一定增大，选项C错误；摩擦冰块使其融化是采用做功的方式改变物体的内能，选项D错误.12345678910111213141513.(2021·镇江市第一中学高二月考)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法不正确的是A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中，气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功√123456789101112131415气体自由膨胀，不对外做功，又是绝热汽缸，没有传热，故内能不变，A正确，C错误；气体被压缩的过程，外界对气体做功，气体内能增大，B、D正确.12345678910111213141514.(多选)夏季，长春市的天气温差比较大，充足气的车胎经过中午阳光的暴晒容易爆胎.若车胎内的气体可视为理想气体，爆胎前车胎内气体体积及质量均不变，爆胎过程时间极短.关于车胎内的气体，下列说法正确的是A.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体压强增大B.爆胎前随着气温的升高，车胎内气体吸收热量，内能增大C.爆胎过程中，车胎内气体对外做功，内能减小D.爆胎过程中，车胎内气体分子平均动能不变123456789101112131415√√√123456789101112131415爆胎前气体体积不变，温度升高时，压强增大，内能增大，A、B正确；爆胎过程时间极短，气体来不及与外界热交换，其体积膨胀对外做功，则气体内能减小，温度降低，气体分子平均动能减小，故C正确，D错误.15.如图所示，在广口玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气.然后用一与打气筒相连的瓶塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来.当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”.对于“白雾”的形成，下列说法正确的是A.这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶 口遇冷形成的小水珠B.这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气C.这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾D.瓶内空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，使水蒸气液化形成小 水滴√123456789101112131415当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出.形成“白雾”的原因是，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分液化成小水滴，故选项D正确.123456789101112131415返回