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．某登山隊在攀登到山頂時，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)氣體壓強達(dá)到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥頂起時，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)氣體的壓強最大可達(dá)多少？設(shè)壓強每增加3.6×103 Pa，水的沸點相應(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，氣體將排出鍋外，鍋內(nèi)氣體壓強不再增大，壓強達(dá)最大，此時溫度最高
鍋內(nèi)最大壓強為p＝p0＋，S＝
代入數(shù)據(jù)得p＝2.4×105 Pa
此時水的沸點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)人類對自然的認(rèn)識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，每個分子的動能都增大
D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用
解析：選AD.分子勢能與分子間距有關(guān)，選項A正確；晶體分子分為單晶體和多晶體，單晶體的某個性質(zhì)具有各向異性，而多晶體具有各向同性，選項B錯誤；溫度升高，分子平均動能增大，但每個分子的動能不一定增大，選項C錯誤；露珠呈球狀就是因為液體表面張力的作用，選項D正確．
2．(2020
8、年高考廣東理綜卷)如圖5－10所示，兩個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)則熱運動
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)兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊時，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，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大
B．氣體的體積變小時，單位體積的分子數(shù)增多，單位時間內(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)處趨近固定不動的分子b，當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零處時，a的動能一定最大
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兩選項都是只強調(diào)了一個方面，故A、B均錯；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，C項中壓縮氣體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，分子勢能減少，分子的動能不斷增大，故D選項正確．
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，空氣的絕對濕度一定較大
B．當(dāng)人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小
C．空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示
D．空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸氣壓與相同濕度時空氣中所含水蒸氣的壓強之比
解析：BC.人們對干燥、潮濕的感受由相對濕度來決定；相對濕度越大，感覺越潮濕，相對濕度越小，感覺越干燥，故A錯，B正確．用空氣中所含水蒸氣的壓強表示的濕度為絕對濕度；空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比描述的濕度為相對濕度，故C正確，D錯誤．綜上所述，正確選項為B、C.
5．(2020年高考江蘇卷)如圖5－11所示，一演示用的“永動
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”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動．下列說法正確的是( )
圖5－11
A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量
B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身
C．轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，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)生改變而攪動熱水，由能量守恒知能量來源于熱水，故A、B、C錯；由能量守恒知，葉片吸收的能量一部分轉(zhuǎn)化成葉片的動能，一部分釋放于空氣中，故D對．
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，兩段空氣柱長度分別為l1、l2，已知l1>l2，如果同時對它們均勻加熱，使之升高相同的溫度，這時出現(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 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，空氣柱l1的壓強由p1增至p1′，Δp1＝|p1′－p1|，空氣柱l2的壓強由p2增至p2′，則Δp2＝|p2－p2′|
由氣體實驗定
13、律得：Δp1＝ΔT，Δp2＝ΔT
因為p2＝p1＋h>p1，所以Δp1<Δp2，即水銀柱應(yīng)向上移動．
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一段距離穩(wěn)定時，漏出液面的試管長度減小，根據(jù)連通器原理可知P點壓強不變，若被封閉氣體體積不變，則液柱下降，P點壓強減小，與事實不符；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、體壓強增大，也與事實不符；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過程中氣體的壓強與其熱力學(xué)溫度的平方成正比
解析：選ACD.因為A→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，氣體的壓強變大，故選項A、C正確；因為B→C過程中圖線的延長線通過原點，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＝恒量可知氣體的壓強p∝，即p∝T2，故選項B錯誤、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)裝有一可以活動的絕熱活塞．今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，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，壓強增大，內(nèi)能減少
B．溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少
C．溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加
D．溫度降低，壓強減小，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可以判斷出壓強增大．故C對．
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)隨加熱時間(t)變化關(guān)系如圖5－16所示．單位時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)分子的平均動能隨著時間的增加而增大
(2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強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，分子間勢能增加，所以物質(zhì)的內(nèi)能增加，A錯誤．在區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)處于氣態(tài)，分子間的勢能不變，分子動能不斷增加，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)，溫度隨著時間的增加而升高，分子的平均動能也隨之增大，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，壓強不變的條件下，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；一長為l的粗細(xì)均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進(jìn)入小瓶中液柱的長度均為l/4.現(xiàn)有活塞將汽缸封閉(圖中未畫出)，使活塞緩慢向下運動，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，進(jìn)入小瓶中的液柱長度為l/2，求此時汽缸內(nèi)氣體的壓強．大氣壓強為p0，重力加速度為g.
圖5－17
解析：設(shè)當(dāng)小瓶內(nèi)氣體的長度為l時，壓強為p1；當(dāng)小瓶的底部恰好與液面相平時，
19、瓶內(nèi)氣體的壓強為p2，汽缸內(nèi)氣體的壓強為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)，外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對汽缸緩慢加熱，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“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：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，平均動能增大，
ΔU＝Q＋W＝Q－p0S0d＝Q－p0(V2－V1)
(2)一個油酸分子的體積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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