1、高效作業(yè)知能提升一、選擇題1圖134為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()圖134A這個(gè)裝置可測(cè)定熱功當(dāng)量B做功增加了水的熱量C做功增加了水的內(nèi)能D功和熱量是完全等價(jià)的，無(wú)區(qū)別解析：使相同的水升高相同的溫度可采用加熱和做功兩種方法，用這個(gè)裝置測(cè)出葉片對(duì)水做的功，即可知道熱功當(dāng)量，A對(duì)對(duì)水做功可使水的內(nèi)能變大，而與熱量無(wú)關(guān)，B錯(cuò)，C對(duì)功是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的量度，熱量是同種能量(內(nèi)能)轉(zhuǎn)移的量度，D錯(cuò)答案：AC2下列說法正確的是()A外界對(duì)一物體做功，此物體的內(nèi)能一定增加B機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是不可能的

2、C將熱量傳給一個(gè)物體，此物體的內(nèi)能一定改變D一定量氣體對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能不一定減少解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，UWQ，可判斷D正確外界對(duì)物體做功，同時(shí)物體可能放熱，內(nèi)能不一定增加，故A錯(cuò)物體的機(jī)械能可通過克服摩擦做功全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，故B錯(cuò)物體吸熱可能同時(shí)對(duì)外做功，物體的內(nèi)能不一定改變，故C錯(cuò)答案：D3如圖135所示，兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充滿氣體，Q內(nèi)為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換打開閥門K后，P中的氣體進(jìn)入Q中，最終達(dá)到平衡，則()圖135A氣體體積膨脹，內(nèi)能增加B氣體分子勢(shì)能減少，內(nèi)能增加C氣體分子勢(shì)能增加，壓強(qiáng)可能不變DQ中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中解析：整個(gè)系統(tǒng)與

3、外界沒有熱交換，Q0.氣體體積變大，但Q內(nèi)為真空，氣體對(duì)外界不做功，W0.由UWQ可以判定U0，此過程氣體內(nèi)能不變，氣體溫度不變氣體發(fā)生等溫變化，體積變大，壓強(qiáng)變小根據(jù)熱力學(xué)第二定律，Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中答案：D4在一個(gè)大氣壓下，1 kg 100 的水變?yōu)? kg 100 的水蒸氣的過程，下列說法中正確的是()A內(nèi)能不變，對(duì)外界做功，一定是吸熱過程B內(nèi)能增加，吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量C內(nèi)能不變，吸收的熱量等于對(duì)外界做的功D內(nèi)能增加，從外界吸熱，吸收的熱量等于對(duì)外界做的功和增加的內(nèi)能解析：水變成同溫度的水蒸氣時(shí)，分子間距從r0增大到約10r0，體積要擴(kuò)大約1000倍，故需克服大氣

4、壓力對(duì)外做功，同時(shí)克服分子力做功，分子勢(shì)能增加，內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律UQW，則QUW，其中W為負(fù)值，故選項(xiàng)D正確答案：D5圖136所示為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外下列說法正確的是()圖136A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律解析：由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，除非有外界的影響或幫助電冰箱把熱量

5、從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，答案是B、C.答案：BC6(2010高考重慶卷)給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體()A從外界吸熱B對(duì)外界做負(fù)功C分子平均動(dòng)能減小 D內(nèi)能增加解析：本題意在考查考生理解氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生，理解并能正確應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律根據(jù)pp0可知，當(dāng)車的載重減小時(shí)，胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，而胎內(nèi)氣體溫度不變，由于胎內(nèi)的氣體不計(jì)分子間的勢(shì)能，故可視為理想氣體由一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程恒量可知，胎內(nèi)氣體的體積增大，胎內(nèi)氣體對(duì)外界做正功，B錯(cuò)誤；由于胎內(nèi)氣體的溫度不變，所以

6、氣體的平均分子動(dòng)能不變，胎內(nèi)氣體的內(nèi)能不變，C、D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律EWQ可知，氣體從外界吸熱，A正確答案：A7(2010高考廣東卷)如圖137是密閉的汽缸，外力推動(dòng)活塞P壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800 J，同時(shí)氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)氣體的()圖137A溫度升高，內(nèi)能增加600 JB溫度升高，內(nèi)能減少200 JC溫度降低，內(nèi)能增加600 JD溫度降低，內(nèi)能減少200 J解析：本題考查氣體的內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律對(duì)氣體做功800 J，同時(shí)氣體放出熱量200 J，由熱力學(xué)第一定律得UWQ800 J200 J600 J，即氣體溫度升高，內(nèi)能增加600 J，故A項(xiàng)正確答案：A8(2010高考

7、全國(guó)卷)如圖138，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分，已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過程中，()圖138A氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變解析：本題考查熱力學(xué)第一定律，氣體的壓強(qiáng)的微觀解釋，氣體的內(nèi)能等知識(shí)點(diǎn)b室為真空，則a氣體體積膨脹對(duì)外不做功，由熱力學(xué)第一定律UWQ知，在絕熱時(shí)，氣體的內(nèi)能不變，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對(duì)又氣體是稀薄氣體，則只有動(dòng)能，因此氣體的溫度不變，由C知，氣體的壓強(qiáng)減小，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)對(duì)答案：BD9如圖139，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩

8、部分，隔板可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電 熱絲汽缸壁和隔板均絕熱，初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等現(xiàn)給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比()圖139A右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變B左右兩邊氣體溫度都升高C左邊氣體壓強(qiáng)增大D右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量解析：當(dāng)給電熱絲通電后，右邊的氣體溫度升高，氣體膨脹，將隔板向左推，對(duì)左邊的氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能增加，氣體的溫度升高，A錯(cuò)、B對(duì)根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律可知左邊的氣體壓強(qiáng)增大，C對(duì)右邊氣體內(nèi)能的增加量為電熱絲放出的熱量減去對(duì)左邊的氣體所做的功，D錯(cuò)答案：BC10如

9、圖1310所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無(wú)摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡下列說法中正確的是()圖1310A初始時(shí)氫分子的平均動(dòng)能大于氧分子的平均動(dòng)能B系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小C松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小解析：溫度是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，初始時(shí)兩部分氣體溫度相同，故平均動(dòng)能相同，A錯(cuò)因?yàn)楦舭鍖?dǎo)熱，系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，兩部分氣體溫度

10、必相等對(duì)兩部分氣體構(gòu)成的系統(tǒng)，由UWQ，可知當(dāng)Q0，W0時(shí)，U0，即系統(tǒng)內(nèi)能不變，故重新達(dá)到平衡后溫度與松開固定栓前相同，故B錯(cuò)對(duì)氫氣，U0，因其體積增大，W0，必有Q0，即氫氣從氧氣吸熱，C對(duì)松開固定栓后，氫氣快速壓縮氧氣，氧氣內(nèi)能增加，溫度升高，隨著熱量逐漸傳遞給氫氣，氧氣內(nèi)能再逐漸減小，D對(duì)答案：CD二、非選擇題11某同學(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一面積為0.1 m2的面盆盛6 kg的水，經(jīng)太陽(yáng)垂直照射15 min，溫度升高5 ，若地表植物每秒接收太陽(yáng)能的能力與水相等，試計(jì)算：(1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽(yáng)能為多少？(2)若綠色植物在光合作用下每吸收1 kJ的

11、太陽(yáng)能可能放出0.05 L的氧氣，則每公頃綠地每秒可放出多少升氧氣？(1公頃104 m2)解析：根據(jù)水升溫吸收的熱量，便可求出單位面積、單位時(shí)間吸收的太陽(yáng)能，進(jìn)而可求出每公頃綠地每秒放出的氧氣(1)單位面積、單位時(shí)間吸收的太陽(yáng)能為P J/(m2s)14103 J/(m2s)(2)氧氣的體積為V0.05 L700 L.答案：(1)1.4103 J/(m2s)(2)700 L12(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法中正確的是_(填寫選項(xiàng)前的字母)A氣體分子間的作用力增大B氣體分子的平均速率增大C氣體分子的平均動(dòng)能減小D氣體組成的系統(tǒng)的熵增加(2

12、)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對(duì)外界做了0.6 J的功，則此過程中的氣泡_(填“吸收”或“放出”)的熱量是_J氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又對(duì)外界做了0.1 J的功，同時(shí)吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了_J.(3)已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29 kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，取氣體分子的平均直徑為21010 m，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來氣體體積的比值(結(jié)果保留一個(gè)有效數(shù)字)解析：(1)掌握分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題氣泡的上升過程

13、，氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減小，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，由玻意耳定律知，上升過程中體積增大，微觀上體現(xiàn)為分子間距增大，分子間引力減小，溫度不變，所以氣體分子的平均動(dòng)能、平均速率不變，此過程為自發(fā)過程，故熵增大D項(xiàng)正確(2)本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行處理理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律UQW，物體對(duì)外做功0.6 J，則一定同時(shí)從外界吸收熱量0.6 J，才能保證內(nèi)能不變而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.2 J.(3)微觀量的運(yùn)算，注意從單位制檢查運(yùn)算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級(jí)正確即可設(shè)氣體體積為V0，液體體積為V1，氣體分子數(shù)nNA，V1n(或V1nd3)

14、，則d3NA(或d3NA)，解得1104.(91052104都算對(duì))答案：(1)D(2)吸收0.60.2(3)1104(91052104都算對(duì))13如圖1311所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通(忽略細(xì)管的容積)兩氣缸各有一活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸壁無(wú)摩擦活塞的下方為理想氣體，上方為真空當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.(已知m13m，m22m)圖1311(1)在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差(假定環(huán)境的溫度始終保持為T0)(2)在達(dá)到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到T，試問在這個(gè)過程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？氣體是吸收還是放出了熱量？(假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部)解析：(1)設(shè)左、右活塞的面積分別為A和A.由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞