5、從狀態(tài)a到狀態(tài)c的過程中，體積不變，溫度升高，內(nèi)能增加，由于b、c狀態(tài)溫度相同，所以兩種情況下內(nèi)能增加相同，由熱力學(xué)第一定律知Qab>Qac.故選項(xiàng)C正確．
5．(改編題)隨著海拔的升高，大氣壓逐漸減小．某登山隊(duì)在攀登到山頂時(shí)，用如圖5－9所示的壓力鍋煮飯，其結(jié)構(gòu)如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥頂起時(shí)，停止加熱．則：
圖5－9
(1)假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對(duì)壓力閥及外界做功1.5 J，并向外界釋放了2.5 J的熱量，鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？
(2)若已知某高壓鍋的壓力閥質(zhì)量
6、為m＝0.1 kg，排氣孔直徑為d＝0.3 cm，則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少？設(shè)壓強(qiáng)每增加3.6×103 Pa，水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1 ℃，則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)多高？(外界的大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2)
解析：(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律知：ΔU＝W＋Q＝－4 J
鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少4 J.
(2)當(dāng)壓力閥受到的向上的壓力等于壓力閥的重力和大氣壓力的合力時(shí)，氣體將排出鍋外，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再增大，壓強(qiáng)達(dá)最大，此時(shí)溫度最高
鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為p＝p0＋，S＝
代入數(shù)據(jù)得p＝2.4×105 Pa
此時(shí)水的沸點(diǎn)t＝100 ℃＋ ℃＝139 ℃.
答案：(1)減少
7、4 J (2)2.4×105 Pa 139 ℃
一、選擇題
1．(2020年高考山東理綜卷)人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過程．以下說法正確的是( )
A．液體的分子勢(shì)能與體積有關(guān)
B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的
C．溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大
D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用
解析：選AD.分子勢(shì)能與分子間距有關(guān)，選項(xiàng)A正確；晶體分子分為單晶體和多晶體，單晶體的某個(gè)性質(zhì)具有各向異性，而多晶體具有各向同性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，但每個(gè)分子的動(dòng)能不一定增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；露珠呈球狀就是因?yàn)橐后w表面張力的作用，選項(xiàng)D正確．
2．(2020
8、年高考廣東理綜卷)如圖5－10所示，兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是( )
圖5－10
A．鉛分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
B．鉛柱受到大氣壓力作用
C．鉛柱間存在萬有引力作用
D．鉛柱間存在分子引力作用
解析：選D.當(dāng)兩個(gè)接觸面平滑的鉛柱壓緊時(shí)，接觸面上的分子與分子間的距離非常小，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，使鉛柱不脫落．
3．下列說法中正確的是( )
A．氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大
B．氣體的體積變小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上
9、的分子數(shù)增多，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大
C．壓縮一定量的氣體，氣體的內(nèi)能一定增加
D．分子a從遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零處時(shí)，a的動(dòng)能一定最大
解析：選D.根據(jù)一定質(zhì)量氣體由＝C可知：氣體壓強(qiáng)的大小是由溫度和體積兩方面的因素共同決定的，A和B兩選項(xiàng)都是只強(qiáng)調(diào)了一個(gè)方面，故A、B均錯(cuò)；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，C項(xiàng)中壓縮氣體W>0，而Q的正負(fù)不能確定，因此不能判定ΔU的情況，故C錯(cuò)誤；分子在從遠(yuǎn)處趨近于另一分子到達(dá)作用力為零處過程中，分子間作用力為引力，分子力一直做正功，分子勢(shì)能減少，分子的動(dòng)能不斷增大，故D選項(xiàng)正確．
4．(2020年高考海南卷)關(guān)于空氣濕度，
10、下列說法正確的是( )
A．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大
B．當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小
C．空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示
D．空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和蒸氣壓與相同濕度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比
解析：BC.人們對(duì)干燥、潮濕的感受由相對(duì)濕度來決定；相對(duì)濕度越大，感覺越潮濕，相對(duì)濕度越小，感覺越干燥，故A錯(cuò)，B正確．用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示的濕度為絕對(duì)濕度；空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比描述的濕度為相對(duì)濕度，故C正確，D錯(cuò)誤．綜上所述，正確選項(xiàng)為B、C.
5．(2020年高考江蘇卷)如圖5－11所示，一演示用的“永動(dòng)
11、機(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用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而“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)．離開熱水后，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)．下列說法正確的是( )
圖5－11
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
解析：選D.形狀記憶合金進(jìn)入水后受熱形狀發(fā)生改變而攪動(dòng)熱水，由能量守恒知能量來源于熱水，故A、B、C錯(cuò)；由能量守恒知，葉片吸收的能量一部分轉(zhuǎn)化成葉片的動(dòng)能，一部分釋放于空氣中，故D對(duì)．
12、
6．(2020年上海閔行模擬)如圖5－12所示，兩端封閉，粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，中間用長(zhǎng)為h的水銀柱將其分為兩部分，分別充有空氣，現(xiàn)將玻璃管豎直放置，兩段空氣柱長(zhǎng)度分別為l1、l2，已知l1>l2，如果同時(shí)對(duì)它們均勻加熱，使之升高相同的溫度，這時(shí)出現(xiàn)的情況是( )
圖5－12
A．水銀柱上升 B．水銀柱下降
C．水銀柱不動(dòng) D．無法確定
解析：選A.假定兩段空氣柱的體積不變，即V1、V2不變，初始溫度為T，當(dāng)溫度升高ΔT時(shí)，空氣柱l1的壓強(qiáng)由p1增至p1′，Δp1＝|p1′－p1|，空氣柱l2的壓強(qiáng)由p2增至p2′，則Δp2＝|p2－p2′|
由氣體實(shí)驗(yàn)定
13、律得：Δp1＝ΔT，Δp2＝ΔT
因?yàn)閜2＝p1＋h>p1，所以Δp1<Δp2，即水銀柱應(yīng)向上移動(dòng)．
圖5－13
7．(2020年福建四校聯(lián)考)如圖5－13所示，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長(zhǎng)度為l，管內(nèi)外水銀面高度差為h，若溫度保持不變，把玻璃管稍向下移動(dòng)一段距離，則( )
A．h、l均變大
B．h、l均變小
C．h變大，l變小
D．h變小，l變大
解析：選B.當(dāng)把玻璃管稍向下移動(dòng)一段距離穩(wěn)定時(shí)，漏出液面的試管長(zhǎng)度減小，根據(jù)連通器原理可知P點(diǎn)壓強(qiáng)不變，若被封閉氣體體積不變，則液柱下降，P點(diǎn)壓強(qiáng)減小，與事實(shí)不符；若液柱高度不變，氣體體積減小，根據(jù)玻意耳定律可知被封閉氣
14、體壓強(qiáng)增大，也與事實(shí)不符；故被封閉氣體體積減小，液柱高度也減?。?
8．如圖5－14所示，是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的過程中密度ρ隨熱力學(xué)溫度T變化的曲線，由圖線可知( )
圖5－14
A．A→B過程中氣體的壓強(qiáng)變大
B．B→C過程中氣體的體積不變
C．A→B過程中氣體沒有做功
D．B→C過程中氣體的壓強(qiáng)與其熱力學(xué)溫度的平方成正比
解析：選ACD.因?yàn)锳→B過程中一定質(zhì)量的理想氣體的密度隨熱力學(xué)溫度的升高保持不變，所以，氣體的體積保持不變，則A→B過程中氣體沒有做功，根據(jù)查理定律可知，氣體的壓強(qiáng)變大，故選項(xiàng)A、C正確；因?yàn)锽→C過程中圖線的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，所以ρ∝T，由V＝
15、可知V∝，因此V∝，即氣體的體積增大，又由理想氣體狀態(tài)方程＝恒量可知?dú)怏w的壓強(qiáng)p∝，即p∝T2，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤、D正確．
圖5－15
9．(2020年高考福建理綜卷)如圖5－15所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞．今對(duì)活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減?。艉雎曰钊c容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體( )
A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少
B．溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少
C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加
D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加
解析：選C.外力F做正功，W>0；絕熱，
16、Q＝0；由勢(shì)力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W>0，內(nèi)能增加，溫度升高；另外，由＝C可以判斷出壓強(qiáng)增大．故C對(duì)．
二、非選擇題
10．(2020年高考浙江卷)質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)不變的條件下由液體Ⅰ到氣態(tài)Ⅲ(可看成理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時(shí)間(t)變化關(guān)系如圖5－16所示．單位時(shí)間所吸收的熱量可看做不變．
圖5－16
(1)以下說法正確的是________．
A．在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的內(nèi)能不變
B．在區(qū)間Ⅲ，分子間的勢(shì)能不變
C．從區(qū)間Ⅰ到區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)的熵增加
D．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大
(2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升
17、高_(dá)_______(選填“變快”“變慢”或“快慢不變”), 請(qǐng)說明理由．
解析：(1)在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)處于液態(tài)向氣態(tài)的轉(zhuǎn)化過程，雖然溫度不變，但狀態(tài)改變，分子間勢(shì)能增加，所以物質(zhì)的內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤．在區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)處于氣態(tài)，分子間的勢(shì)能不變，分子動(dòng)能不斷增加，B正確．從區(qū)間Ⅰ到區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)分子的無規(guī)則程度在增加，所以熵增加，C正確．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)處于液態(tài)，溫度隨著時(shí)間的增加而升高，分子的平均動(dòng)能也隨之增大，D正確．
(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W和理想氣體的狀態(tài)方程＝C可知：
在吸收相同的熱量Q時(shí)，壓強(qiáng)不變的條件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|.
體積不變的條件下，W＝0，ΔU
18、2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，體積不變的條件下溫度升高變快．
答案：(1)BCD (2)變快 原因見解析
11. (2020年高考課標(biāo)全國卷)如圖5－17所示，一開口汽缸內(nèi)盛有密度為ρ的某種液體；一長(zhǎng)為l的粗細(xì)均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時(shí)小瓶露出液面的部分和進(jìn)入小瓶中液柱的長(zhǎng)度均為l/4.現(xiàn)有活塞將汽缸封閉(圖中未畫出)，使活塞緩慢向下運(yùn)動(dòng)，各部分氣體的溫度均保持不變．當(dāng)小瓶的底部恰好與液面相平時(shí)，進(jìn)入小瓶中的液柱長(zhǎng)度為l/2，求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.
圖5－17
解析：設(shè)當(dāng)小瓶?jī)?nèi)氣體的長(zhǎng)度為l時(shí)，壓強(qiáng)為p1；當(dāng)小瓶的底部恰好與液面相平時(shí)，
19、瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p3，由題意知
p1＝p0＋ρgl①
由玻意耳定律得p1S＝p2(l－l)S②
式中S為小瓶的橫截面積．聯(lián)立①②，得
p2＝(p0＋ρgl)③
又有p2＝p3＋ρgl.④
聯(lián)立③④得p3＝p0＋ρgl.
答案：p0＋ρgl
12．(2020年高考江蘇卷)如圖5－18所示，內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在汽缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)對(duì)汽缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2.則在此過程中，氣體分子平均動(dòng)能________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了________．
20、圖5－18
(2)某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)得知：油酸的摩爾質(zhì)量M＝0.283 kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103 kg·m－3.若100滴油酸的體積為1 mL，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA＝6.02×1023 mol－1，球的體積V與直徑D的關(guān)系為V＝πD3，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
解析：(1)加熱后，氣體溫度升高，平均動(dòng)能增大，
ΔU＝Q＋W＝Q－p0S0d＝Q－p0(V2－V1)
(2)一個(gè)油酸分子的體積V＝
由球的體積與直徑的關(guān)系得分子直徑D＝
最大面積S＝，解得S＝1×101 m2.
答案：(1)增大 Q－p0(V2－V1)
(2)1×101 m2
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