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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.關于溫度、內能和熱量，下列說法正確的是(　　)
把零下10 ℃的冰塊放在0 ℃的冰箱保鮮室中，一段時間后，冰塊的內能會增加
在汽油機的壓縮沖縮中，內能轉化為機械能
用鋸條鋸木板，鋸條的溫度升高，是由于鋸條從木板吸收了熱量
我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為湯含有的熱量較多
2.學校用如圖所示的壓縮式噴霧器對教室走廊等場所進行消殺工作。給儲液罐打足氣，打開開關就可以讓藥液噴灑出來。若罐內氣體溫度保持不變，隨著藥液的不斷噴出，則罐內氣體(　　)
內能不斷減小 壓強不斷減小
外界對氣體做功 氣體對外放熱
3.北方室內供暖后，室、內外溫差會很大，正所謂“窗外寒風刺骨，屋內溫暖如春”。現將一導熱性能良好的敞口空瓶在室外靜置一段時間，等充分熱交換后，蓋緊塞子，把瓶子拿回室內，設蓋好瓶蓋后瓶子密閉良好，瓶內氣體可視為理想氣體，在室內充分熱交換后，瓶內氣體(　　)
與室內空氣達到熱平衡，其標志是與室內氣體的壓強相等
溫度升高，所有分子熱運動的速率都增大，氣體對瓶子內壁和瓶塞做正功
壓強增大，分子對瓶和塞內側單位面積上的壓力增大
內能減小，氣體分子因活躍運動而減少了內能
4.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意圖如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口。扣動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度始終保持不變，則氣體(　　)
壓強變大 對外界做功
對外界放熱 分子平均動能變大
5.一定質量的理想氣體，分別在壓強p1和p2下的體積V與溫度T的關系圖線如圖所示。氣體由狀態A等容變化到狀態B的過程中，下列說法正確的是(　　)
壓強增大，吸收熱量 壓強增大，放出熱量
壓強減小，放出熱量 壓強減小，吸收熱量
6.一定質量的理想氣體從狀態A開始，經A→B、B→C兩個過程變化到狀態C，其p－V圖像如圖所示。已知氣體在狀態A時溫度為27 ℃ ，以下判斷正確的是(　　)
氣體在A→B過程中對外界做的功為2.0×104J
氣體在B→C過程中可能吸熱
氣體在狀態B時溫度為900 ℃
氣體在A→C過程中吸收熱量
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.關于熱力學定律，下列說法正確的是(　　)
一定質量的氣體吸收熱量，其內能一定增大
一定質量的氣體吸收熱量，其內能不一定增大
可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體
第二類永動機不僅違反了熱力學第二定律，也違反了能量守恒定律
8.夏天，從湖底形成的一個氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂(如圖所示)。若越接近水面，湖內水的溫度越高，大氣壓強沒有變化，將氣泡內氣體看作理想氣體。則上升過程中，以下說法正確的是(　　)
氣泡內氣體對外界做功
氣泡內氣體分子平均動能增大
氣泡內氣體溫度升高導致放熱
氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力增大
9.如圖甲所示，在內壁光滑、導熱性能良好的汽缸內，用具有一定質量的活塞封閉一定質量的理想氣體。初始時，汽缸開口豎直向上放置，活塞處于靜止狀態。設汽缸外部環境溫度始終不變，大氣壓恒定不變，活塞不漏氣，現將汽缸緩慢轉動到開口水平向右，如圖乙所示，在此過程中，下列說法正確的是(　　)
外界對缸內氣體做功 缸內氣體從外界吸收熱量
缸內氣體對外界做功 缸內氣體向外界放出熱量
10.如圖所示，一導熱性能良好的金屬汽缸放置在水平面上，汽缸內封閉了一定質量的理想氣體，現緩慢地在活塞上堆放一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，活塞與汽缸壁間的摩擦不計，在此過程中(　　)
氣體的內能增大
氣體吸熱
單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多
若汽缸和活塞換成絕熱材料，汽缸內氣體分子平均動能增大
三、非選擇題(本題共5小題，共52分。)
11.(8分)如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置。
主要步驟如下：
①將壓強傳感器調零；
②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；
③逐一連接注射器、壓強傳感器、數據采集器、計算機；
④推動活塞，記錄多組注射器內氣體的體積V，以及相應的壓強傳感器示數p。
(1)實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了________________________________(2分)；
(2)為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是_______________________________________________________________(2分)；
A.注射器必須固定在豎直平面內 B.用手握注射器推拉活塞
C.緩慢推動活塞
(3)測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數據后，為直觀反映壓強與體積之間的關系，若以p為縱坐標，則應以________(1分)為橫坐標在坐標系中描點作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數據發現p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖線應為圖乙中的________(1分)(選填“①”或“②”)，造成該現象的原因可能是________________________________________________________
_____________________________________________________(2分)(答一種即可)。
12.(7分)如圖所示是某氣壓式柱形保溫瓶的結構示意簡圖，現倒入熱水，封閉活塞a，其與液面間封閉一定質量的理想氣體，此時瓶內氣體溫度為T1，壓強為p0，經過一段時間溫度降為T2，忽略這一過程中氣體體積的變化。
(1)(3分)求溫度降為T2時瓶內氣體的壓強p；
(2)(4分)封閉氣體溫度由T1降為T2過程中，其傳遞的熱量為Q，則氣體的內能如何變化，求變化量的大小ΔU。
13.(10分)如圖甲所示，一橫截面積S＝10 cm2的活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，不計活塞與汽缸間的摩擦。如圖乙所示是氣體從狀態A緩慢變化到狀態B的V－T圖像。已知AB的反向延長線通過坐標原點O，氣體在A狀態的壓強為p＝1.5×105 Pa，在從狀態A變化到狀態B的過程中，氣體吸收的熱量Q＝900 J，大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)(5分)活塞的質量m；
(2)(5分)此過程中氣體內能的增量ΔU。
14.(12分)如圖所示，密閉導熱容器A、B的體積均為V0，A、B浸在盛水容器中，達到熱平衡后，A中壓強為p0，溫度為T0，B內為真空，將A中的氣體視為理想氣體。打開活栓C，A中部分氣體進入B。
(1)(6分)若再次達到平衡時，水溫未發生變化，求此時氣體的壓強；
(2)(6分)若密閉氣體的內能增量與溫度的關系為ΔU＝k(T2－T1)(k為大于0的已知常量，T1、T2分別為氣體始末狀態的溫度)，在(1)所述狀態的基礎上，將水溫升至1.2T0，重新達到平衡時，求氣體的壓強及所吸收的熱量。
15.(15分)(2023·6月浙江選考，17)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。
(1)(4分)氣體從狀態A到狀態B，其分子平均動能________(2分)(選填“增大”“減小”或“不變”)，圓筒內壁單位面積受到的壓力________(2分)(選填“增大”“減小”或“不變”)；
(2)(5分)求氣體在狀態C的溫度TC；
(3)(6分)求氣體從狀態A到狀態B過程中外界對系統做的功W。
章末測評驗收卷(三)　熱力學定律
1.A　[把零下10 ℃的冰塊放在0 ℃的冰箱保鮮室中，一段時間，冰塊從冰箱中吸收熱量，內能一定會增加，故A正確；汽油機的壓縮沖程，是將機械能轉化為內能，故B錯誤；用鋸條鋸木板，鋸條的溫度升高，是通過做功的方式增加了鋸條和木板的內能，故C錯誤；我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為湯的溫度高，熱量是一個過程量，不能說含有，故D錯誤。]
2.B　[由于罐內氣體溫度保持不變，故內能保持不變，A錯誤；隨著藥液的不斷噴出，氣體的體積增大，氣體等溫膨脹，則壓強不斷減小，B正確；氣體的體積增大，氣體對外做功，而氣體的內能不變，由熱力學第一定律可知，氣體吸收熱量，C、D錯誤。]
3.C　[在室內充分熱交換后，瓶內氣體吸收熱量與室內空氣達到熱平衡，根據熱平衡定律，溫度相等是達到熱平衡的標志，故A錯誤；根據熱力學第一定律，瓶內氣體體積不變，不做功，吸收熱量，內能增大，溫度升高，分子熱運動的平均速率增大，但并不是所有分子熱運動的速率都增大，故B、D錯誤；根據氣體等容變化規律知，瓶內氣體體積不變，溫度升高，壓強增大，根據壓強的微觀意義可知，分子對單位面積上的壓力增大，故C正確。]
4.B　[在水向外不斷噴出的過程中，罐內氣體體積增大，根據玻意耳定律可知，罐內氣體的壓強減小，選項A錯誤；由于罐內氣體溫度不變，內能不變，體積增大，氣體對外做功，根據熱力學第一定律可知，氣體吸熱，選項B正確，C錯誤；根據溫度是分子平均動能的標志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯誤。]
5.C　[根據理想氣體狀態方程＝C可知＝，則在V－T圖像中，斜率越大，壓強越小，故p1>p2，即從A到B，氣體的壓強減小，由于從A到B做等容變化，氣體不做功，溫度降低，內能減小，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體放熱，故A、B、D錯誤，C正確。]
6.D　[氣體在A→B過程中，壓強不變，體積增大，氣體對外界做功，做的功W＝pA(VB－VA)＝1.5×105×(0.3－0.1) J＝3.0×104 J，A錯誤；氣體在B→C過程中，體積不變，壓強減小，則溫度降低，內能減少，氣體不做功，由熱力學第一定律可知氣體一定放熱，B錯誤；氣體在A→B過程，由＝，可得氣體在狀態B時溫度為TB＝900 K＝627 ℃，C錯誤；氣體在A→C的過程，由理想氣體狀態方程可知＝，解得TA＝TC，故A和C兩狀態氣體內能相同，A→C過程，氣體體積增大，對外做功，則由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可知氣體吸收熱量，D正確。]
7.BC　[做功與傳熱是改變物體內能的兩種方式，一定質量的氣體吸收熱量，如果同時氣體對外做功，氣體內能不一定增大，故A錯誤，B正確；不可能使熱量自發地由低溫物體傳到高溫物體，但在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，故C正確；第二類永動機不違反能量守恒定律但違反了熱力學第二定律，故D錯誤。]
8.AB　[氣泡內氣體壓強p＝p0＋ρgh，氣泡升高過程中，其壓強減小，溫度升高，根據理想氣體狀態方程＝C，氣泡體積一定增大，故氣泡內氣體對外界做功，故A正確；溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，氣泡內氣體分子平均動能增大，故B正確；溫度升高，氣泡內氣體內能增大，即ΔU＞0，體積增大，即W＜0，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可得Q＞0，故氣泡內的氣體吸熱，故C錯誤；根據氣體壓強的定義及其微觀意義，氣泡內氣體壓強減小，氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力減小，故D錯誤。]
9.BC　[初始時汽缸開口向上，活塞處于平衡狀態，則有p1S＝p0S＋mg，汽缸在緩慢轉動的過程中，由于汽缸內外氣體對活塞的壓力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸內氣體緩慢的將活塞往外推，最后汽缸水平，缸內氣壓等于大氣壓，此過程氣體對外界做功，故A錯誤，C正確；由于汽缸導熱性能良好，溫度不變，內能不變，根據熱力學第一定律可知，此過程缸內氣體從外界吸收熱量，故B正確，D錯誤。]
10.CD　[金屬汽缸導熱性能良好，由于熱交換，汽缸內封閉氣體溫度與環境溫度相同，則在活塞上堆放一定質量的沙土時氣體等溫壓縮，內能不變，故A錯誤；氣體內能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體要向外放出熱量，故B錯誤；汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，而質量不變，則汽缸內氣體分子數密度增大，單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多，故C正確；若汽缸和活塞換成絕熱材料，氣體不吸熱也不放熱，氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能增大，溫度升高，汽缸內氣體分子平均動能增大，故D正確。]
11.(1)防止漏氣　(2)C　(3)　②　漏氣
解析　(1)實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了防止漏氣。
(2)注射器是否固定在豎直面內與保持溫度恒定無關，A錯誤；用力推動注射器會使氣體溫度升高，B錯誤；緩慢推動活塞，使注射器中氣體溫度始終與環境溫度一致，C正確。
(3)由理想氣體狀態方程可得p＝CT·，為直觀反映壓強與體積之間的關系，若以p為縱坐標，則應以為橫坐標在坐標系中描點作圖；壓縮氣體的過程V減小，增大，由于p與V的乘積減小，故壓強增大的越來越慢，圖線應為圖乙中的②，造成該現象的原因可能是漏氣，也可能是溫度降低。
12.(1)p0　(2)內能減少　Q
解析　(1)由查理定律得＝
解得p＝p0。
(2)溫度由T1下降到T2過程為等容變化過程，W＝0，溫度降低，內能減少，由熱力學第一定律得ΔU＝Q。
13.(1)5 kg　(2)600 J
解析　(1)處于狀態A時，對活塞受力分析得
pS＝mg＋p0S
代入數據解得m＝5 kg。
(2)由題意知理想氣體從狀態A變化到狀態B的過程中，發生的是等壓變化，
有＝
解得VB＝8.0×10－3 m3
則氣體對外界做功W＝－pΔV＝－300 J
內能的增量ΔU＝W＋Q＝600 J。
14.(1)p0　(2)0.6p0　0.2kT0
解析　(1)容器內的理想氣體從打開C到再次平衡時，發生等溫變化，
根據氣體等溫變化規律得p0V0＝p·2V0
解得此時氣體壓強p＝p0。
(2)升高溫度，理想氣體發生等容變化，根據氣體等容變化規律得
＝
解得壓強為p′＝1.2p＝0.6p0
溫度改變，理想氣體的體積不變，則外界既不對理想氣體做功，理想氣體也不對外界做功，
即W＝0
升高溫度，內能增量為
ΔU＝k(1.2T0－T0)＝0.2kT0
根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W
可得氣體吸收的熱量為Q＝ΔU＝0.2kT0。
15.(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，則有
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，則有＝
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＝Q＋W
解得W＝11 J。(共26張PPT)
章末測評驗收卷(三)
(時間：75分鐘　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.關于溫度、內能和熱量，下列說法正確的是(　　)
A.把零下10 ℃的冰塊放在0 ℃的冰箱保鮮室中，一段時間后，冰塊的內能會增加
B.在汽油機的壓縮沖縮中，內能轉化為機械能
C.用鋸條鋸木板，鋸條的溫度升高，是由于鋸條從木板吸收了熱量
D.我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為湯含有的熱量較多
解析　把零下10 ℃的冰塊放在0 ℃的冰箱保鮮室中，一段時間，冰塊從冰箱中吸收熱量，內能一定會增加，故A正確；汽油機的壓縮沖程，是將機械能轉化為內能，故B錯誤；用鋸條鋸木板，鋸條的溫度升高，是通過做功的方式增加了鋸條和木板的內能，故C錯誤；我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為湯的溫度高，熱量是一個過程量，不能說含有，故D錯誤。
A
2.學校用如圖所示的壓縮式噴霧器對教室走廊等場所進行消殺工作。給儲液罐打足氣，打開開關就可以讓藥液噴灑出來。若罐內氣體溫度保持不變，隨著藥液的不斷噴出，則罐內氣體(　　)
A.內能不斷減小 B.壓強不斷減小
C.外界對氣體做功 D.氣體對外放熱
B
解析　由于罐內氣體溫度保持不變，故內能保持不變，A錯誤；隨著藥液的不斷噴出，氣體的體積增大，氣體等溫膨脹，則壓強不斷減小，B正確；氣體的體積增大，氣體對外做功，而氣體的內能不變，由熱力學第一定律可知，氣體吸收熱量，C、D錯誤。
3.北方室內供暖后，室、內外溫差會很大，正所謂“窗外寒風刺骨，屋內溫暖如春”。現將一導熱性能良好的敞口空瓶在室外靜置一段時間，等充分熱交換后，蓋緊塞子，把瓶子拿回室內，設蓋好瓶蓋后瓶子密閉良好，瓶內氣體可視為理想氣體，在室內充分熱交換后，瓶內氣體(　　)
A.與室內空氣達到熱平衡，其標志是與室內氣體的壓強相等
B.溫度升高，所有分子熱運動的速率都增大，氣體對瓶子內壁和瓶塞做正功
C.壓強增大，分子對瓶和塞內側單位面積上的壓力增大
D.內能減小，氣體分子因活躍運動而減少了內能
解析　在室內充分熱交換后，瓶內氣體吸收熱量與室內空氣達到熱平衡，根據熱平衡定律，溫度相等是達到熱平衡的標志，故A錯誤；根據熱力學第一定律，瓶內氣體體積不變，不做功，吸收熱量，內能增大，溫度升高，分子熱運動的平均速率增大，但并不是所有分子熱運動的速率都增大，故B、D錯誤；根據氣體等容變化規律知，瓶內氣體體積不變，溫度升高，壓強增大，根據壓強的微觀意義可知，分子對單位面積上的壓力增大，故C正確。
C
B
4.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意圖如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口。扣動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度始終保持不變，則氣體(　　)
A.壓強變大 B.對外界做功
C.對外界放熱 D.分子平均動能變大
解析　在水向外不斷噴出的過程中，罐內氣體體積增大，根據玻意耳定律可知，罐內氣體的壓強減小，選項A錯誤；由于罐內氣體溫度不變，內能不變，體積增大，氣體對外做功，根據熱力學第一定律可知，氣體吸熱，選項B正確，C錯誤；根據溫度是分子平均動能的標志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯誤。
5.一定質量的理想氣體，分別在壓強p1和p2下的體積V與溫度T的關系圖線如圖所示。氣體由狀態A等容變化到狀態B的過程中，下列說法正確的是(　　)
A.壓強增大，吸收熱量 B.壓強增大，放出熱量
C.壓強減小，放出熱量 D.壓強減小，吸收熱量
C
6.一定質量的理想氣體從狀態A開始，經A→B、B→C兩個過程變化到狀態C，其p－V圖像如圖所示。已知氣體在狀態A時溫度為27 ℃ ，以下判斷正確的是(　　)
A.氣體在A→B過程中對外界做的功為2.0×104J
B.氣體在B→C過程中可能吸熱
C.氣體在狀態B時溫度為900 ℃
D.氣體在A→C過程中吸收熱量
D
解析　氣體在A→B過程中，壓強不變，體積增大，氣體對外界做功，做的功W＝pA(VB－VA)＝1.5×105×(0.3－0.1) J＝3.0×104 J，A錯誤；氣體在B→C過程中，體積不變，壓強減小，則溫度降低，內能減少，氣體不做功，由熱力學第一定律可知氣體一定放熱，B錯誤；
BC
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.關于熱力學定律，下列說法正確的是(　　)
A.一定質量的氣體吸收熱量，其內能一定增大
B.一定質量的氣體吸收熱量，其內能不一定增大
C.可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體
D.第二類永動機不僅違反了熱力學第二定律，也違反了能量守恒定律
解析　做功與傳熱是改變物體內能的兩種方式，一定質量的氣體吸收熱量，如果同時氣體對外做功，氣體內能不一定增大，故A錯誤，B正確；不可能使熱量自發地由低溫物體傳到高溫物體，但在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，故C正確；第二類永動機不違反能量守恒定律但違反了熱力學第二定律，故D錯誤。
8.夏天，從湖底形成的一個氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂(如圖所示)。若越接近水面，湖內水的溫度越高，大氣壓強沒有變化，將氣泡內氣體看作理想氣體。則上升過程中，以下說法正確的是(　　)
A.氣泡內氣體對外界做功
B.氣泡內氣體分子平均動能增大
C.氣泡內氣體溫度升高導致放熱
D.氣泡內分子單位時間內對氣泡壁單位面積的撞擊力增大
AB
9.如圖甲所示，在內壁光滑、導熱性能良好的汽缸內，用具有一定質量的活塞封閉一定質量的理想氣體。初始時，汽缸開口豎直向上放置，活塞處于靜止狀態。設汽缸外部環境溫度始終不變，大氣壓恒定不變，活塞不漏氣，現將汽缸緩慢轉動到開口水平向右，如圖乙所示，在此過程中，下列說法正確的是(　　)
A.外界對缸內氣體做功
B.缸內氣體從外界吸收熱量
C.缸內氣體對外界做功
D.缸內氣體向外界放出熱量
BC
解析　初始時汽缸開口向上，活塞處于平衡狀態，則有p1S＝p0S＋mg，汽缸在緩慢轉動的過程中，由于汽缸內外氣體對活塞的壓力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸內氣體緩慢的將活塞往外推，最后汽缸水平，缸內氣壓等于大氣壓，此過程氣體對外界做功，故A錯誤，C正確；由于汽缸導熱性能良好，溫度不變，內能不變，根據熱力學第一定律可知，此過程缸內氣體從外界吸收熱量，故B正確，D錯誤。
10.如圖所示，一導熱性能良好的金屬汽缸放置在水平面上，汽缸內封閉了一定質量的理想氣體，現緩慢地在活塞上堆放一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，活塞與汽缸壁間的摩擦不計，在此過程中(　　)
A.氣體的內能增大
B.氣體吸熱
C.單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多
D.若汽缸和活塞換成絕熱材料，汽缸內氣體分子平均動能增大
CD
解析　金屬汽缸導熱性能良好，由于熱交換，汽缸內封閉氣體溫度與環境溫度相同，則在活塞上堆放一定質量的沙土時氣體等溫壓縮，內能不變，故A錯誤；氣體內能不變，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定
律可知，氣體要向外放出熱量，故B錯誤；汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，而質量不變，則汽缸內氣體分子數密度增大，單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多，故C正確；若汽缸和活塞換成絕熱材料，氣體不吸熱也不放熱，氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能增大，溫度升高，汽缸內氣體分子平均動能增大，故D正確。
三、非選擇題(本題共5小題，共52分。)
11.(8分)如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置。
主要步驟如下：
①將壓強傳感器調零；
②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；
③逐一連接注射器、壓強傳感器、數據采集器、計算機；
④推動活塞，記錄多組注射器內氣體的體積V，以及相應的壓強傳感器示數p。
(1)實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了________；
解析　實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了防止漏氣。
防止漏氣
(2)為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行
的是________；
A.注射器必須固定在豎直平面內
B.用手握注射器推拉活塞
C.緩慢推動活塞
(3)測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數據后，為直觀
反映壓強與體積之間的關系，若以p為縱坐標，則應以
________為橫坐標在坐標系中描點作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數據發現p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖線應為圖乙中的________(選填“①”或“②”)，造成該現象的原因可能是_____________
(答一種即可)。
C
②
漏氣
解析　(2)注射器是否固定在豎直面內與保持溫度恒定無關，A錯誤；用力推動注射器會使氣體溫度升高，B錯誤；緩慢推動活塞，使注射器中氣體溫度始終與環境溫度一致，C正確。
12.(7分)如圖所示是某氣壓式柱形保溫瓶的結構示意簡圖，現倒入熱水，封閉活塞a，其與液面間封閉一定質量的理想氣體，此時瓶內氣體溫度為T1，壓強為p0，經過一段時間溫度降為T2，忽略這一過程中氣體體積的變化。
(1)求溫度降為T2時瓶內氣體的壓強p；
(2)封閉氣體溫度由T1降為T2過程中，其傳遞的熱量為Q，則氣體的內能如何變化，求變化量的大小ΔU。
(2)溫度由T1下降到T2過程為等容變化過程，W＝0，溫度降低，內能減少，由熱力學第一定律得ΔU＝Q。
13.(10分)如圖甲所示，一橫截面積S＝10 cm2的活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，不計活塞與汽缸間的摩擦。如圖乙所示是氣體從狀態A緩慢變化到狀態B的V－T圖像。已知AB的反向延長線通過坐標原點O，氣體在A狀態的壓強為p＝1.5×105 Pa，在從狀態A變化到狀態B的過程中，氣體吸收的熱量Q＝900 J，大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)活塞的質量m；
(2)此過程中氣體內能的增量ΔU。
答案　(1)5 kg　(2)600 J
解析　(1)處于狀態A時，對活塞受力分析得pS＝mg＋p0S
代入數據解得m＝5 kg。
解得VB＝8.0×10－3 m3
則氣體對外界做功W＝－pΔV＝－300 J
內能的增量ΔU＝W＋Q＝600 J。
14.(12分)如圖所示，密閉導熱容器A、B的體積均為V0，A、B浸在盛水容器中，達到熱平衡后，A中壓強為p0，溫度為T0， B內為真空，將A中的氣體視為理想氣體。打開活栓C，A中部分氣體進入B。
(1)若再次達到平衡時，水溫未發生變化，求此時氣體的壓強；
解析　容器內的理想氣體從打開C到再次平衡時，發生等溫變化，
根據氣體等溫變化規律得p0V0＝p·2V0
(2)若密閉氣體的內能增量與溫度的關系為ΔU＝k(T2－T1)(k為大于0的已知常量，T1、T2分別為氣體始末狀態的溫度)，在(1)所述狀態的基礎上，將水溫升至1.2T0，重新達到平衡時，求氣體的壓強及所吸收的熱量。
答案　0.6p0　0.2kT0
解得壓強為p′＝1.2p＝0.6p0
溫度改變，理想氣體的體積不變，則外界既不對理想氣體做功，理想氣體也不對外界做功，即W＝0
升高溫度，內能增量為
ΔU＝k(1.2T0－T0)＝0.2kT0
根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W
可得氣體吸收的熱量為Q＝ΔU＝0.2kT0。
15.(15分)(2023·6月浙江選考，17)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。
(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，則有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＝Q＋W
解得W＝11 J。

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