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章末測評驗收卷(三)　熱力學定律(滿分:100分)
一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.下列關于熱現象的說法中正確的是 (　　)
在一定條件下物體的溫度可以降到絕對零度
在熱傳遞中,熱量不可能自發地從低溫物體傳給高溫物體
第二類永動機和第一類永動機一樣,都違背了能量守恒定律
在任何自然過程中,一個孤立系統的總熵會減小
2.騎自行車既是安全、綠色的出行方式之一,又是比較不錯的有氧運動。山地自行車安裝了氣壓式減震裝置來抵抗顛簸從而受到不少人的喜愛,其原理如圖所示。如果路面不平,隨著騎行時自行車的顛簸,活塞上下振動,下列說法正確的是 (　　)
活塞迅速下壓時氣缸內的氣體對外界做負功
活塞迅速下壓時氣缸內的氣體溫度可能減小
活塞迅速下壓時氣缸內的氣體的壓強變小
活塞迅速下壓時氣缸內的氣體的內能減小
3.抽水蓄能電站結構如圖所示。抽水蓄能電站有兩種工作模式,一種為抽水蓄能模式:居民用電低谷時(如深夜),電站利用居民電網中多余的電能把水從下水庫抽到上水庫。另一種為放水發電模式:居民用電高峰時,將上水庫中的水放到下水庫進行發電,將產生的電能輸送到居民電網中供居民使用。一抽一放起到了均衡電網負荷的作用。關于抽水蓄能電站,下列說法正確的是 (　　)
抽水蓄能的過程中,能量守恒
放水發電的過程中,機械能守恒
抽水蓄能電站建成之后,可以使能量增多
抽水蓄能電站建成之后,就不會再有能源危機問題了
4.如圖所示,氣缸內封閉一定質量的理想氣體,活塞通過定滑輪與一重物m相連并處于靜止狀態,此時活塞到氣缸口的距離h=0.2 m,活塞面積S=10 cm2,封閉氣體的壓強p=5×104 Pa,現通過電熱絲對缸內氣體加熱,使活塞緩慢上升直至缸口。在此過程中封閉氣體吸收了Q=60 J的熱量,假設氣缸壁和活塞都是絕熱的,活塞質量及一切摩擦力不計,則在此過程中氣體內能的增加量為 (　　)
70 J 60 J
50 J 10 J
5.如圖所示,一個內壁光滑、絕熱的氣缸固定在地面上,絕熱的活塞下方封閉著空氣,若用豎直向上的力F將活塞緩慢向上拉一些距離。則氣缸內封閉著的氣體 (　　)
分子平均動能不變
單位時間內缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數減少
每個分子對缸壁的沖力都會減小
若活塞重力不計,拉力F對活塞做的功等于缸內氣體內能的改變量
6.(2022·江蘇卷)如圖所示,一定質量的理想氣體分別經歷a→b和a→c兩個過程,其中a→b為等溫過程,狀態b、c的體積相同,則 (　　)
狀態a的內能大于狀態b
狀態a的溫度高于狀態c
a→c過程中氣體吸收熱量
a→c過程中外界對氣體做正功
二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
7.在一氣缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體,發生下列緩慢變化過程,氣體一定與外界有熱量交換的過程是 (　　)
氣體的體積不變,溫度升高
氣體的體積減小,溫度降低
氣體的體積減小,溫度升高
氣體的體積增大,溫度不變
8.(2022·福建泉州市檢測)如圖,放在水中的燒瓶內封閉有一定質量的理想氣體,其溫度與燒杯里的水溫相同,瓶內氣體的壓強和燒杯里的水溫分別可通過氣壓計和溫度計讀出。緩慢加熱燒杯里的水,當水溫為t1 ℃時,氣壓計的讀數為p1;當水溫升高為t2 ℃時,氣壓計的讀數為p2,不計軟管中的氣體,則在該過程中 (　　)
關系式=成立
關系式=成立
溫度為t2 ℃時燒瓶內每個氣體分子的動能都比t1 ℃時的大
溫度由t1 ℃升高到t2 ℃的過程中,燒瓶內氣體內能的增加量等于其吸收的熱量
9.如圖是某種噴霧器示意圖,在貯液筒內裝入一些藥液后將密封蓋蓋好。多次拉壓活塞充氣,然后打開噴嘴開關,活塞位置不再改變,藥液可以持續地噴出,貯液筒內的空氣可視為理想氣體,若充氣和噴液過程筒內的空氣溫度不變,下列說法正確的是 (　　)
充氣過程中,貯液筒內的氣體內能增大
充氣過程中,貯液筒內氣體分子的平均動能增大
充氣過程中,貯液筒內的氣體壓強增大,體積也變大
噴液過程中,貯液筒內的氣體吸收的熱量全部用來對外做功
10.一定質量的理想氣體由狀態a經狀態b、c回到狀態a,其p-T圖像如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
a、b、c三個狀態的體積關系為Vaa到b過程,外界對氣體做功,吸收熱量
b到c過程,氣體分子在單位時間內對單位面積器壁的碰撞次數減少
c到a過程,氣體對外做功,分子的平均動能減少
三、非選擇題(本題共5小題,共52分)
11.(6分)如圖所示,導熱良好的固定直立圓筒內用面積S=100 cm2、質量m=1 kg的活塞封閉一定質量的理想氣體,活塞能無摩擦滑動。圓筒與溫度300 K的熱源接觸,平衡時圓筒內氣體處于狀態A,其體積VA=600 cm3。緩慢推動活塞使氣體達到狀態B,此時體積VB=500 cm3。固定活塞,升高熱源溫度,氣體達到狀態C,此時壓強pC=1.4×105 Pa。已知從狀態A到狀態C,氣體從外界吸收熱量Q=14 J;從狀態B到狀態C,氣體內能增加ΔU=25 J,大氣壓p0=1.01×105 Pa,重力加速度g=10 m/s2。
(1)(2分)氣體從狀態A到狀態B,其分子平均動能　　　　(1分)(選填“增大”“減小”或“不變”),圓筒內壁單位面積受到的壓力　　　　(1分)(選填“增大”“減小”或“不變”);
(2)(2分)求氣體在狀態C的溫度TC;
(3)(2分)求氣體從狀態A到狀態B過程中外界對系統做的功W。
12.(6分)某簡易火情報警裝置如圖所示,導熱良好的玻璃管豎直放置,管內用水銀柱封閉一定質量的理想氣體,當環境溫度升高,水銀柱上升到一定高度時,電路接通,蜂鳴器發出火情警報。已知玻璃管中的導線下端距離玻璃管底部60 cm,環境溫度為27 ℃時,玻璃管中封閉氣柱長度為10 cm;當環境溫度上升到177 ℃時,蜂鳴器發出火情警報(T=t+273 K)。
(1)(3分)求水銀柱的長度;
(2)(3分)請分析說明在環境溫度升高過程中,管中封閉氣體是吸熱還是放熱。
13.(12分)質量為m的理想氣體,從狀態A開始,經歷AB、BC、CA三個過程又回到狀態A,氣體的壓強p與密度ρ的關系圖像如圖所示;AB的反向延長線經過坐標原點O,BC、AC分別與縱軸、橫軸平行,已知氣體在狀態A的壓強為p0、溫度為T0,在狀態A、C的密度分別為ρA、ρC,求:
(1)(6分)氣體在狀態B的溫度;
(2)(6分)從狀態C到狀態A氣體對外做的功。
14.(12分)如圖所示,高為L、橫截面積為S的導熱氣缸內有一不規則物體,厚度不計的輕質活塞封閉了一定質量的理想氣體,活塞正好在氣缸的頂部。再在活塞上放置一重力為的物體后,活塞下移,并靜止在與缸底的間距為0.8L的高度(活塞仍未接觸到內部不規則的物體)。已知大氣壓強為p0,環境溫度不變,不計活塞和氣缸的摩擦,氣缸不漏氣。
(1)(6分)求不規則物體的體積V0;
(2)(6分)該過程中缸內氣體向外界是吸收還是放出熱量 傳遞的熱量為多少
15.(16分)如圖所示,一個質量為m的T形活塞在氣缸內封閉一定質量的理想氣體,活塞體積可忽略不計,距氣缸底部h0處連接一U形細管(管內氣體的體積忽略不計),細管內裝有一定量水銀,初始時,封閉氣體溫度為T0,活塞距離氣缸底部為1.5h0,U形管兩邊水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ,大氣壓強為p0,氣缸橫截面積為S,活塞豎直部分高為1.2h0,重力加速度為g,不計活塞與氣缸壁間的摩擦。
(1)(8分)通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度,當溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平
(2)(8分)從開始至兩水銀面恰好相平的過程中,若氣體放出的熱量為Q,求氣體內能的變化量。
章末測評驗收卷(三)　熱力學定律
1.B　[絕對零度是低溫的極限，不可能達到，A錯誤；由熱力學第二定律可知，在熱傳遞中，熱量不可能自發地從低溫物體傳給高溫物體，B正確；第一類永動機違背了能量守恒定律，第二類永動機違背了熱力學第二定律，C錯誤；在任何自然過程中，一個孤立系統的總熵會增加，D錯誤。]
2.A　[根據題意可知，活塞迅速下壓時外界對氣體做功且來不及熱交換，根據熱力學第一定律，氣體的內能增大，溫度升高，氣缸內的氣體分子平均動能增大，氣體的體積減小，則氣體壓強增大，故A正確。]
3.A　[抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的，故A正確；放水發電的過程中，有部分重力勢能轉化為電能，機械能不守恒，故B錯誤；抽水蓄能、放水發電過程，總的能量保持不變，并不能使能量增多，故C錯誤；抽水蓄能電站能夠合理調節用電高峰期和低谷期的調峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們仍面臨著能源危機，還需節約能源，故D錯誤。]
4.C　[在活塞移動過程中，氣缸內氣體對外界做功W＝Fx＝pSh＝5×104×10×10－4×0.2 J＝10 J，由熱力學第一定律得氣缸內氣體內能的變化量ΔU＝Q＋(－W)＝(60－10) J＝50 J，氣缸內的氣體內能增加了50 J，故C正確，A、B、D錯誤。]
5.B　[向上拉活塞時，氣體體積變大，氣體對外做功，W＜0，由于氣缸與活塞是絕熱的，在此過程中氣體既不吸熱，也不放熱，則Q＝0，由熱力學第一定律可知，ΔU＝Q＋W＜0，氣體內能減小，溫度降低，分子平均動能變小，但并不是每一個分子動能都減小，也不是每個分子對缸壁的沖力都會減小，故A、C錯誤；氣體物質的量不變，氣體體積變大，分子數密度變小，單位時間內缸壁單位面積上受到氣體分子碰撞的次數減少，故B正確；若活塞重力不計，緩慢向上拉活塞時，活塞動能與重力勢能均為零，拉力F與大氣壓力對活塞做的總功等于缸內氣體的內能改變量，故D錯誤。]
6.C　[由于a→b為等溫過程，即狀態a和狀態b溫度相同，分子平均動能相同，對于理想氣體狀態a的內能等于狀態b的內能，故A錯誤；由于狀態b和狀態c體積相同，且pb7.ABD　[理想氣體的分子勢能忽略不計，氣體質量一定，分子數一定，故氣體內能與氣體分子平均動能(溫度)呈正相關。氣體的體積不變，外界對氣體不做功，即W＝0，溫度升高，氣體內能U增大，即ΔU>0，則由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q>0，即氣體從外界吸熱，A正確；氣體的體積減小，外界對氣體做功，即W>0，溫度降低，氣體內能U減小，即ΔU<0，則Q<0，即氣體對外界放熱，B正確；氣體的體積減小，W>0，溫度升高，氣體內能U增大，即ΔU>0，則Q可能為零，即氣體可能與外界無熱量交換，C錯誤；氣體的體積增大，氣體對外界做功，即W<0，溫度不變，氣體內能U不變，即ΔU＝0，則Q>0，即氣體從外界吸熱，D正確。]
8.BD　[燒瓶內的氣體進行等容變化，則由查理定律可知＝＝，選項A錯誤，B正確；溫度升高，則分子的平均動能變大，但并非每個分子的動能都增加，即溫度為t2 ℃時燒瓶內每個氣體分子的動能不一定都比t1 ℃時的大，選項C錯誤；根據熱力學第一定律可知，溫度由t1 ℃升高到t2 ℃的過程中，燒瓶內氣體體積不變，則W＝0，溫度升高則內能增加ΔU>0，因ΔU＝Q＋W，則氣體內能的增加量等于其吸收的熱量，選項D正確。]
9.AD　[充氣過程中筒內的空氣溫度視為不變，則分子的平均動能不變，故B錯誤；充氣的過程中分子的總個數增加，則內能增加，故A正確；充氣的過程中筒內氣體的壓強增大，體積不變，故C錯誤；噴液過程中筒內的空氣溫度視為不變，則分子的平均動能不變，氣體的內能也不變，藥液噴出，氣體體積增大，對外做功，由熱力學第一定律可知貯液筒內氣體吸收的熱量全部用來對外做功，故D正確。]
10.AC　[a到b過程，氣體做等壓變化，有＝，可知Vb>Va，則a到b過程，氣體對外做功，氣體的溫度升高，可知氣體的內能增大，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可知a到b過程，氣體吸收熱量，故B錯誤；b到c過程，氣體做等溫變化，有pbVb＝pcVc，可得Vc>Vb，故a、b、c三個狀態的體積關系為Va11.(1)不變　增大　(2)350 K　(3)11 J
解析　(1)氣體從狀態A到狀態B發生等溫壓縮變化，內能不變，分子平均動能不變。
體積減小，壓強增大，圓筒內壁單位面積受到的壓力增大。
(2)氣體處于狀態A時，對活塞受力分析，有
pAS＋mg＝p0S
解得pA＝1×105 Pa
氣體從狀態A到狀態B發生等溫壓縮變化，由玻意耳定律有
pAVA＝pBVB
解得pB＝1.2pA＝1.2×105 Pa
氣體從狀態B到狀態C，發生等容變化，由查理定律有＝
解得TC＝350 K。
(3)氣體從狀態B到狀態C，外界對氣體不做功，所以W等于氣體從狀態A到狀態C外界對氣體做的功。由(1)問分析可知，從狀態A到狀態C內能的變化量等于從狀態B到狀態C內能的變化量，從狀態A到狀態C由熱力學第一定律有
ΔU＝W＋Q
解得W＝11 J。
12.(1)45 cm　(2)吸熱
解析　(1)由題意可知T1＝300 K，T2＝450 K，L＝60 cm，l＝10 cm，設玻璃管橫截面積為S，水銀柱的長度為h，由蓋—呂薩克定律有＝，解得h＝45 cm。
(2)封閉氣體溫度升高，內能增大，氣體膨脹對外做功，根據熱力學第一定律可知，封閉氣體吸熱。
13.(1)T0　(2)
解析　(1)密度ρ＝，結合理想氣體狀態方程
＝C，可得p＝ρ
因此pρ關系圖像的本質是p關系圖像，而對一定質量的理想氣體，當T是定值時，pρ關系圖像是經過坐標原點的傾斜直線，則氣體從狀態A到狀態B做等溫變化，氣體在狀態B的溫度為TB＝T0。
(2)由ρ＝得VA＝，VC＝
氣體從狀態C到狀態A對外做的功為WCA＝p0(VA－VC)，
綜合可得WCA＝。
14.(1)SL　(2)放出熱量　p0SL
解析　(1)放置重物穩定后，假設缸內氣體的壓強為p1，根據受力平衡可得，p1S＝p0S＋G
即p1S＝p0S＋，解得p1＝p0
根據玻意耳定律可得
p0(SL－V0)＝p1(0.8SL－V0)
解得V0＝SL。
(2)外界對氣體做正功W＝p1SΔh
又Δh＝L－0.8L，解得W＝p0LS
氣體溫度不變，內能不變，即ΔU＝0
根據熱力學第一定律有ΔU＝Q＋W
解得Q＝－p0SL
故氣體向外界放出的熱量為p0SL。
15.(1)　(2)0.3(p0＋)h0S－Q
解析　(1)初態時，對活塞受力分析，可求氣缸內氣體
p1＝p0＋
V1＝1.5h0S
T1＝T0
要使兩邊水銀面相平，氣缸內氣體的壓強
p2＝p0
此時活塞下端一定與氣缸底接觸
V2＝1.2h0S
設此時溫度為T2，由理想氣體狀態方程有
＝
解得T2＝。
(2)從開始至活塞豎直部分恰與氣缸底接觸，氣體壓強不變，外界對氣體做功
W＝p1ΔV＝(p0＋)×0.3h0S
之后氣體發生等容變化，外界對氣體的功為0，從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，由熱力學第一定律有
ΔU＝－Q＋W
解得ΔU＝0.3(p0＋)h0S－Q。(共35張PPT)
章末測評驗收卷(三)
(時間：75分鐘　滿分：100分)
B
一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.下列關于熱現象的說法中正確的是(　　)
A.在一定條件下物體的溫度可以降到絕對零度
B.在熱傳遞中，熱量不可能自發地從低溫物體傳給高溫物體
C.第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律
D.在任何自然過程中，一個孤立系統的總熵會減小
解析　絕對零度是低溫的極限，不可能達到，A錯誤；由熱力學第二定律可知，在熱傳遞中，熱量不可能自發地從低溫物體傳給高溫物體，B正確；第一類永動機違背了能量守恒定律，第二類永動機違背了熱力學第二定律，C錯誤；在任何自然過程中，一個孤立系統的總熵會增加，D錯誤。
A
2.騎自行車既是安全、綠色的出行方式之一，又是比較不錯的有氧運動。山地自行車安裝了氣壓式減震裝置來抵抗顛簸從而受到不少人的喜愛，其原理如圖所示。如果路面不平，隨著騎行時自行車的顛簸，活塞上下振動，下列說法正確的是(　　)
A.活塞迅速下壓時氣缸內的氣體對外界
做負功
B.活塞迅速下壓時氣缸內的氣體溫度可
能減小
C.活塞迅速下壓時氣缸內的氣體的壓強變小
D.活塞迅速下壓時氣缸內的氣體的內能減小
解析　根據題意可知，活塞迅速下壓時外界對氣體做功且來不及熱交換，根據熱力學第一定律，氣體的內能增大，溫度升高，氣缸內的氣體分子平均動能增大，氣體的體積減小，則氣體壓強增大，故A正確。
A
3.抽水蓄能電站結構如圖所示。抽水蓄能電站有兩種工作模式，一種為抽水蓄能模式：居民用電低谷時(如深夜)，電站利用居民電網中多余的電能把水從下水庫抽到上水庫。另一種為放水發電模式：居民用電高峰時，將上水庫中的水放到下水庫進行發電，將產生的電能輸送到居民電網中供居民使用。一抽一放起到了均衡電網負荷的作用。關于抽水蓄能電站，下列說法正確的是 (　　)
A.抽水蓄能的過程中，能量守恒
B.放水發電的過程中，機械能守恒
C.抽水蓄能電站建成之后，可以使能量增多
D.抽水蓄能電站建成之后，就不會再有能源危
機問題了
解析　抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的，故A正確；放水發電的過程中，有部分重力勢能轉化為電能，機械能不守恒，故B錯誤；抽水蓄能、放水發電過程，總的能量保持不變，并不能使能量增多，故C錯誤；抽水蓄能電站能夠合理調節用電高峰期和低谷期的調峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們仍面臨著能源危機，還需節約能源，故D錯誤。
C
4.如圖所示，氣缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞通過定滑輪與一重物m相連并處于靜止狀態，此時活塞到氣缸口的距離h＝0.2 m，活塞面積S＝10 cm2，封閉氣體的壓強p＝5×104 Pa，現通過電熱絲對缸內氣體加熱，使活塞緩慢上升直至缸口。在此過程中封閉氣體吸收了Q＝60 J的熱量，假設氣缸壁和活塞都是絕熱的，活塞質量及一切摩擦力不計，則在此過程中氣體內能的增加量為 (　　)
A.70 J B.60 J C.50 J D.10 J
解析　在活塞移動過程中，氣缸內氣體對外界做功W＝Fx＝pSh＝5×104×10×10－4×0.2 J＝10 J，由熱力學第一定律得氣缸內氣體內能的變化量ΔU＝Q＋(－W)＝(60－10) J＝50 J，氣缸內的氣體內能增加了50 J，故C正確，A、B、D錯誤。
B
5.如圖所示，一個內壁光滑、絕熱的氣缸固定在地面上，絕熱的活塞下方封閉著空氣，若用豎直向上的力F將活塞緩慢向上拉一些距離。則氣缸內封閉著的氣體(　　)
A.分子平均動能不變
B.單位時間內缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數減少
C.每個分子對缸壁的沖力都會減小
D.若活塞重力不計，拉力F對活塞做的功等于缸內氣體內能
的改變量
解析　向上拉活塞時，氣體體積變大，氣體對外做功，W＜0，由于氣缸與活塞是絕熱的，在此過程中氣體既不吸熱，也不放熱，則Q＝0，由熱力學第一定律可知，ΔU＝Q＋W＜0，氣體內能減小，溫度降低，分子平均動能變小，但并不是每一個分子動能都減小，也不是每個分子對缸壁的沖力都會減小，故A、C錯誤；氣體物質的量不變，氣體體積變大，分子數密度變小，單位時間內缸壁單位面積上受到氣體分子碰撞的次數減少，故B正確；若活塞重力不計，緩慢向上拉活塞時，活塞動能與重力勢能均為零，拉力F與大氣壓力對活塞做的總功等于缸內氣體的內能改變量，故D錯誤。
C
6.(2022·江蘇卷)如圖所示，一定質量的理想氣體分別經歷a→b和a→c兩個過程，其中a→b為等溫過程，狀態b、c的體積相同，則(　　)
A.狀態a的內能大于狀態b
B.狀態a的溫度高于狀態c
C.a→c過程中氣體吸收熱量
D.a→c過程中外界對氣體做正功
ABD
二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
7.在一氣缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是(　 　)
A.氣體的體積不變，溫度升高
B.氣體的體積減小，溫度降低
C.氣體的體積減小，溫度升高
D.氣體的體積增大，溫度不變
解析　理想氣體的分子勢能忽略不計，氣體質量一定，分子數一定，故氣體內能與氣體分子平均動能(溫度)呈正相關。氣體的體積不變，外界對氣體不做功，即W＝0，溫度升高，氣體內能U增大，即ΔU>0，則由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q>0，即氣體從外界吸熱，A正確；氣體的體積減小，外界對氣體做功，即W>0，溫度降低，氣體內能U減小，即ΔU<0，則Q<0，即氣體對外界放熱，B正確；氣體的體積減小，W>0，溫度升高，氣體內能U增大，即ΔU>0，則Q可能為零，即氣體可能與外界無熱量交換，C錯誤；氣體的體積增大，氣體對外界做功，即W<0，溫度不變，氣體內能U不變，即ΔU＝0，則Q>0，即氣體從外界吸熱，D正確。
BD
8.(2022·福建泉州市檢測)如圖，放在水中的燒瓶內封閉有一定質量的理想氣體，其溫度與燒杯里的水溫相同，瓶內氣體的壓強和燒杯里的水溫分別可通過氣壓計和溫度計讀出。緩慢加熱燒杯里的水，當水溫為t1 ℃時，氣壓計的讀數為p1；當水溫升高為t2 ℃時，氣壓計的讀數為p2，不計軟管中的氣體，則在該過程中(　　)
AD
9.如圖是某種噴霧器示意圖，在貯液筒內裝入一些藥液后將密封蓋蓋好。多次拉壓活塞充氣，然后打開噴嘴開關，活塞位置不再改變，藥液可以持續地噴出，貯液筒內的空氣可視為理想氣體，若充氣和噴液過程筒內的空氣溫度不變，下列說法正確的是(　　)
A.充氣過程中，貯液筒內的氣體內能增大
B.充氣過程中，貯液筒內氣體分子的平均動能增大
C.充氣過程中，貯液筒內的氣體壓強增大，體積也變大
D.噴液過程中，貯液筒內的氣體吸收的熱量全部用來對外做功
解析　充氣過程中筒內的空氣溫度視為不變，則分子的平均動能不變，故B錯誤；充氣的過程中分子的總個數增加，則內能增加，故A正確；充氣的過程中筒內氣體的壓強增大，體積不變，故C錯誤；噴液過程中筒內的空氣溫度視為不變，則分子的平均動能不變，氣體的內能也不變，藥液噴出，氣體體積增大，對外做功，由熱力學第一定律可知貯液筒內氣體吸收的熱量全部用來對外做功，故D正確。
AC
10.一定質量的理想氣體由狀態a經狀態b、c回到狀態a，其p－T圖像如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.a、b、c三個狀態的體積關系為VaB.a到b過程，外界對氣體做功，吸收熱量
C.b到c過程，氣體分子在單位時間內對單位面積器壁
的碰撞次數減少
D.c到a過程，氣體對外做功，分子的平均動能減少
三、非選擇題(本題共5小題，共52分)
11.(6分)如圖所示，導熱良好的固定直立圓筒內用面積S＝100 cm2、質量m＝1 kg的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。圓筒與溫度300 K的熱源接觸，平衡時圓筒內氣體處于狀態A，其體積VA＝600 cm3。緩慢推動活塞使氣體達到狀態B，此時體積VB＝500 cm3。固定活塞，升高熱源溫度，氣體達到狀態C，此時壓強pC＝1.4×105 Pa。已知從狀態A到狀態C，氣體從外界吸收熱量Q＝14 J；從狀態B到狀態C，氣體內能增加ΔU＝25 J，大氣壓p0＝1.01×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。
(1)氣體從狀態A到狀態B，其分子平均動能________(選填“增大”“減小”或“不變”)，圓筒內壁單位面積受到的壓力________(選填“增大”“減小”或“不變”)；
(2)求氣體在狀態C的溫度TC；
(3)求氣體從狀態A到狀態B過程中外界對系統做的功W。
答案　(1)不變　增大　(2)350 K　(3)11 J
解析　(1)氣體從狀態A到狀態B發生等溫壓縮變化，內能不變，分子平均動能不變。
體積減小，壓強增大，圓筒內壁單位面積受到的壓力增大。
(2)氣體處于狀態A時，對活塞受力分析，有
pAS＋mg＝p0S
解得pA＝1×105 Pa
氣體從狀態A到狀態B發生等溫壓縮變化，由玻意耳定律有
pAVA＝pBVB
解得pB＝1.2pA＝1.2×105 Pa
(3)氣體從狀態B到狀態C，外界對氣體不做功，所以W等于氣體從狀態A到狀態C外界對氣體做的功。由(1)問分析可知，從狀態A到狀態C內能的變化量等于從狀態B到狀態C內能的變化量，從狀態A到狀態C由熱力學第一定律有
ΔU＝W＋Q
解得W＝11 J。
12.(6分)某簡易火情報警裝置如圖所示，導熱良好的玻璃管豎直放置，管內用水銀柱封閉一定質量的理想氣體，當環境溫度升高，水銀柱上升到一定高度時，電路接通，蜂鳴器發出火情警報。已知玻璃管中的導線下端距離玻璃管底部60 cm，環境溫度為27 ℃時，玻璃管中封閉氣柱長度為10 cm；當環境溫度上升到177 ℃時，蜂鳴器發出火情警報(T＝t＋273 K)。
(1)求水銀柱的長度；
(2)請分析說明在環境溫度升高過程中，管中封閉氣體是吸熱還是
放熱。
答案　(1)45 cm　(2)吸熱
(2)封閉氣體溫度升高，內能增大，氣體膨脹對外做功，根據熱力學第一定律可知，封閉氣體吸熱。
13.(12分)質量為m的理想氣體，從狀態A開始，經歷AB、BC、CA三個過程又回到狀態A，氣體的壓強p與密度ρ的關系圖像如圖所示；AB的反向延長線經過坐標原點O，BC、AC分別與縱軸、橫軸平行，已知氣體在狀態A的壓強為p0、溫度為T0，在狀態A、C的密度分別為ρA、ρC，求：
(1)氣體在狀態B的溫度；
(2)從狀態C到狀態A氣體對外做的功。
解析　(1)放置重物穩定后，假設缸內氣體的壓強為p1，
根據受力平衡可得，p1S＝p0S＋G
15.(16分)如圖所示，一個質量為m的T形活塞在氣缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞體積可忽略不計，距氣缸底部h0處連接一U形細管(管內氣體的體積忽略不計)，細管內裝有一定量水銀，初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞距離氣缸底部為1.5h0，U形管兩邊水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，氣缸橫截面積為S，活塞豎直部分高為1.2h0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸壁間的摩擦。
(1)通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當溫度為多少
時兩邊水銀面恰好相平？
(2)從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體放
出的熱量為Q，求氣體內能的變化量。

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