資源簡介

章末檢測試卷(三)
(滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.(2023·廣州市高二期末)下列對能量理解正確的是 (　　)
A.能量在被利用的過程中，可利用的效率不變
B.能量轉(zhuǎn)化遵守能量守恒定律
C.能量可以憑空消失
D.自然界中的能量在不斷減少
2.關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量三者的關(guān)系，下列說法正確的是 (　　)
A.物體吸收熱量，溫度一定升高
B.物體溫度升高一定是吸收了熱量
C.物體溫度不變，就沒有吸熱或放熱
D.物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加
3.(2023·深圳市高二期中)關(guān)于熱力學定律，下列說法中正確的是 (　　)
A.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體
B.在一定條件下，物體的溫度可以降低到0 K
C.第二類永動機違背了熱力學第一定律，因而是不可能實現(xiàn)的
D.一個物體的內(nèi)能增加，必定有其他物體對它做功或向它傳遞熱量
4.(2024·廣州市模擬)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，用活塞封閉在開口向上的導熱氣缸內(nèi)。若環(huán)境溫度不變，活塞與氣缸壁間無摩擦，現(xiàn)對活塞向下施加壓力使其緩慢下降，此過程中 (　　)
A.氣體壓強增大，內(nèi)能增加
B.氣體壓強增大，吸收熱量
C.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變
D.氣體對外界做功，氣體吸收熱量
5.(2023·廣州市高二期末)某些汽車的發(fā)動機采用了“阿特金森循環(huán)”技術(shù)，可簡化成發(fā)動機內(nèi)部一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖a→b→c→d→a的循環(huán)，此過程中燃料與空氣混合燃燒，產(chǎn)生大量高溫高壓氣體而膨脹，通過機械裝置對外做功。其中a→b和c→d過程可認為是絕熱過程。下列說法正確的是 (　　)
A.b→c過程，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能增大
B.b→c過程，外界對氣體不做功，氣體內(nèi)能增大
C.a→b過程，外界對氣體不做功，氣體內(nèi)能增大
D.c→d過程，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能不變
6.如圖所示，氣缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸和活塞是絕熱的，氣缸固定不動，一條細線左端連接在活塞上，另一端跨過定滑輪后吊著一個裝沙的小桶，開始時活塞靜止，某時刻開始小桶中的沙緩慢漏出，不計活塞與氣缸間的摩擦，則下列說法正確的是 (　　)
A.氣缸內(nèi)的活塞向右運動
B.氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變小
C.氣缸內(nèi)氣體的壓強減小
D.氣缸內(nèi)氣體的分子平均動能變大
7.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，氣體在三個狀態(tài)的體積分別為Va、Vb、Vc，壓強分別為pa、pb、pc。已知pb=p0，pc=4p0，則下列說法正確的是 (　　)
A.pa=3p0
B.Vb=3Vc
C.從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體對外做功
D.從狀態(tài)c到狀態(tài)a，氣體從外界吸熱
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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。
8.(2023·潮州市高二月考)如圖所示，絕熱的氣缸被一個絕熱的活塞分成左、右兩部分，活塞質(zhì)量不計，活塞用銷釘鎖住，活塞與氣缸之間沒有摩擦，氣缸左邊裝有一定質(zhì)量的理想氣體，右邊為真空，現(xiàn)在拔去銷釘，抽去活塞，讓氣體向右邊的真空做絕熱自由膨脹，下列說法正確的是 (　　)
A.氣體在向真空膨脹的過程中不對外做功，分子平均動能不變
B.氣體在向真空膨脹的過程中對外做功，氣體內(nèi)能減少
C.氣體在向真空膨脹的過程中，氣體體積增大，內(nèi)能不變
D.若無外界的干預，氣體分子可能自發(fā)地退回到左邊，使右邊重新成為真空
9.(2023·中山市高二期末)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體的壓強p與體積V的關(guān)系圖像，氣體狀態(tài)經(jīng)歷A→B→C→A完成一次循環(huán)，A狀態(tài)的溫度為300 K，下列說法正確的是 (　　)
A.A→B過程中，氣體從外界吸熱
B.B→C的過程中，外界對氣體做正功
C.C→A的過程中，氣體分子的平均動能減小
D.狀態(tài)B時，氣體溫度為100 K
10.圖中甲為氣壓升降椅，乙為其核心部件模型簡圖。活塞、活塞連桿與椅面的總質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，穩(wěn)定時氣柱長度為L，該氣缸導熱性能良好，忽略一切摩擦。某同學盤坐上椅面，穩(wěn)定后缸內(nèi)氣柱長為，已知大氣壓強為p0，室內(nèi)溫度為T0，重力加速度為g，則 (　　)
A.該同學的質(zhì)量為m+S
B.該同學坐穩(wěn)后，封閉氣體的壓強增大、溫度升高
C.該同學坐穩(wěn)后，室內(nèi)氣溫緩慢上升至1.1T0，每個氣體分子的動能都增大
D.該同學坐穩(wěn)后，室內(nèi)氣溫緩慢上升至1.1T0，該過程缸內(nèi)氣體對外界做功為0.1(p0S+mg)L
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11.(8分)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，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，對外界做了0.6 J的功，則此過程中氣泡　　　　(選填“吸收”或“放出”)的熱量是　　　　 J，氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1 J的功，同時吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了　　　　 J。
12.(10分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-T圖像如圖所示，已知該氣體在狀態(tài)A時的體積為2×10-3 m3，溫度為T0，氣體內(nèi)能U與熱力學溫度的關(guān)系為U=aT(a為常數(shù))。求：
(1)(3分)從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU=　　　　；
(2)(3分)該氣體在狀態(tài)C時的體積為　　　　 m3；
(3)(4分)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B再到狀態(tài)C的過程中，氣體從外界吸收的熱量為　　　　 J。
13.(10分)(2024·珠海市高二月考)如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖像，已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃，取1 atm=1×105 Pa。求：
(1)(5分)氣體在狀態(tài)B時的溫度；
(2)(5分)氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？
14.(12分)(2024·惠州市高二月考)如圖所示，將一容積為V0=480 mL的空玻璃瓶從空氣中開口向下緩緩壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，玻璃瓶中的氣體可視為理想氣體，大氣壓強為p0=1.0×105 Pa，水的密度為ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度為g=10 m/s2，玻璃瓶高度相對水深可忽略不計，當壓入水中h=2 m深處時，求：
(1)(3分)瓶內(nèi)空氣的壓強；
(2)(3分)瓶內(nèi)空氣的體積；
(3)(6分)被淹沒的玻璃瓶在下降過程中，瓶內(nèi)氣體是吸熱還是放熱，為什么？
15.(14分)如圖所示，一粗細均勻的直角導熱細玻璃管右端封閉，上端開口，水平部分長為2L，豎直部分長為3L，玻璃管內(nèi)的橫截面積為S，管內(nèi)用一段水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，外界的大氣壓強為p0，當環(huán)境溫度為T0時，水平和豎直管中的水銀柱長均為L。設(shè)高度為L的水銀柱產(chǎn)生的壓強為np0，理想氣體的內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=kT，n、k均為已知常數(shù)，現(xiàn)緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體，求：
(1)(6分)水銀柱剛好全部進入豎直管中時封閉氣體的溫度；
(2)(8分)從水銀柱剛好全部進入豎直管中到水銀柱上表面剛好與管的開口處平齊的過程中，封閉氣體從外界吸收的熱量。
答案精析
1.B　［開爾文的表述闡述了機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性：機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不可能全部用來做功以轉(zhuǎn)化為機械能，因此能量在被利用的過程中，可利用的效率是不同的，A錯誤；由能量守恒定律可知，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，因此能量轉(zhuǎn)化遵守能量守恒定律，B正確，C錯誤；由能量守恒定律可知，自然界中的能量不會減少，D錯誤。］
2.D　［晶體熔化過程中物體吸收熱量，內(nèi)能增大但溫度不變，故A錯誤； 物體溫度升高可能是因為吸收熱量，也可能是外界對其做功，故B錯誤；物體溫度不變，但仍可能有吸熱或放熱。例如在晶體熔化過程中，溫度不變，物體持續(xù)吸熱；在晶體凝固過程中，溫度不變，物體持續(xù)放熱，故C錯誤；內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，與物體溫度、體積有關(guān)，故D正確。］
3.D　［根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，只是要引起其他的變化，故A錯誤；絕對零度是一切低溫物體的極限溫度，不可能達到，故B錯誤；第二類永動機違背了熱力學第二定律，因而是不可能實現(xiàn)的，故C錯誤；一個物體的內(nèi)能增加，必定有其他物體對它做功或向它傳遞熱量，故D正確。］
4.C　［緩慢下降過程，氣體體積減小，外界對氣體做功，由于環(huán)境溫度不變，可知氣體溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q，氣體放出熱量，故選C。］
5.B　［b→c過程氣體體積不變，外界對氣體不做功，由=可知壓強增大時，則溫度升高，內(nèi)能增大，故A錯誤，B正確；a→b過程氣體體積減小，外界對氣體做正功，即W>0；由題意可知a→b過程為絕熱過程，即Q=0，由熱力學第一定律ΔU=Q+W可知氣體內(nèi)能增大，故C錯誤；c→d過程，氣體體積增大，外界對氣體做負功，W<0，又因為c→d過程為絕熱過程，即Q=0，由熱力學第一定律ΔU=Q+W可知氣體內(nèi)能減小，故D錯誤。］
6.D　［設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強為p，以活塞為研究對象受力分析，根據(jù)平衡條件得pS+FT=p0S，細沙不斷流出時細線拉力FT變小，而p0不變，則氣缸內(nèi)的活塞向左運動，氣體體積減小，氣體被壓縮，外界對氣體做功，由于氣缸和活塞是絕熱的，由熱力學第一定律可知氣體的內(nèi)能變大，溫度升高，則氣缸內(nèi)氣體的分子平均動能變大，由理想氣體狀態(tài)方程=C，可知p變大，則選項A、B、C錯誤，D正確。］
7.D　［由題圖可知，從狀態(tài)a到狀態(tài)b屬于等容過程，氣體體積不變，由查理定律可得=，又pb=p0，得pa=2p0，故A錯誤；由題圖可知，從狀態(tài)b到狀態(tài)c屬于等溫過程，氣體溫度不變，由玻意耳定律可得pbVb=pcVc，解得Vb=4Vc，故B錯誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積不變，所以氣體不對外做功，故C錯誤；從狀態(tài)c到狀態(tài)a，Vc8.AC　［氣體在向真空膨脹過程中體積增加，而在該過程中沒有力的作用，所以氣體不做功，即W=0，而該過程屬于絕熱過程，即Q=0，由上述可知，其溫度不變，所以分子的平均動能不變。根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=W+Q，所以氣體內(nèi)能不發(fā)生變化，故A、C正確，B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，若無外界的干預，氣體分子不可能自發(fā)地退回到左邊，使右邊重新成為真空，故D錯誤。］
9.AC　［由圖像可知A→B過程中，氣體的體積不變，根據(jù)查理定律，可得=，代入數(shù)據(jù)，解得TB=900 K，即溫度升高，氣體內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學第一定律，可得ΔU=W+Q，其中W=0，ΔU>0，解得Q>0，即氣體從外界吸熱，故A正確，D錯誤；由圖像可知B→C的過程中，氣體體積增加，氣體對外界做正功，故B錯誤；由圖像可知C→A的過程中，氣體的壓強不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律，可得=，解得TC=900 K，易知該過程氣體溫度降低，分子的平均動能減小，故C正確。］
10.AD　［人盤坐上椅面，缸內(nèi)壓強由p1變?yōu)閜2，環(huán)境溫度不變，氣缸導熱，所以氣體做等溫壓縮變化，根據(jù)玻意耳定律可得p1LS=p2S，以活塞、活塞連桿與椅面整體為研究對象，根據(jù)平衡條件可得p1S=p0S+mg，p2S=p0S+mg+Mg，解得M=m+，故A正確，B錯誤；氣體溫度升高，分子的平均動能增大，并不是每個氣體分子的動能都增大，故C錯誤；室內(nèi)氣溫緩慢上升至1.1T0，氣體等壓膨脹，設(shè)穩(wěn)定后氣柱的長度為L'，根據(jù)蓋—呂薩克定律有=，又因為氣體膨脹，所以氣體對外界做功為W=p2S(L'-)=0.1(p0S+mg)L，故D正確。］
11.吸收　0.6　0.2
解析　理想氣體做等溫變化的過程中內(nèi)能不變，由熱力學第一定律ΔU=Q+W及氣泡對外界做功0.6 J，可知氣泡一定同時從外界吸收熱量0.6 J，而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.3 J-0.1 J=0.2 J。
12.(1)-aT0　(2)6×10-3　(3)400
解析　(1)從A到B發(fā)生等容變化：=，
可得TB=T0，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU=UB-UA=-aT0
(2)因為VB=VA，從B到C發(fā)生等壓變化：
=，
由題圖知TC=TA=T0，所以VC=6×10-3 m3
(3)從A到B再到C的過程中ΔU=0，WAB=0，
WBC=-pBΔV=-105×4×10-3 J=-400 J
根據(jù)熱力學第一定律可得Q=400 J，
即氣體從外界吸收的熱量為400 J。
13.(1)150 K　(2)氣體對外界做功　5×104 J
解析　(1)氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，發(fā)生的是等容變化，即=
求得：TB=TA=150 K
(2)氣體從B到C的過程中，發(fā)生的是等壓變化，體積變大，氣體對外界做功，且做功大小為W=pBΔV=5×104 J。
14.(1)1.2×105 Pa　(2)400 mL　(3)放熱，見解析
解析　(1)由平衡條件，瓶內(nèi)空氣的壓強
p=p0+ρgh
解得p=1.2×105 Pa
(2)緩緩壓入水溫均勻且恒定的水中，瓶內(nèi)的理想氣體保持溫度不變，由玻意耳定律得p0V0=pV
代入數(shù)據(jù)解得V=400 mL
(3)由熱力學第一定律得ΔU=Q+W
因為瓶內(nèi)氣體體積減小，所以外界對氣體做功，即W>0，而氣體溫度不變從而內(nèi)能保持不變，
即ΔU=0，解得Q<0，故氣體要放熱。
15.(1)　(2)(1+2n)(+p0SL)
解析　(1)溫度為T0時，封閉氣體的壓強為
p1=p0+np0， ①
體積為V1=LS， ②
設(shè)水銀剛好全部進入豎直管中時封閉氣體的溫度為T1，此時封閉氣體的壓強為p2=p0+2np0， ③
體積為V2=2LS ④
對封閉氣體溫度從T0變至T1的過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有= ⑤
聯(lián)立①~⑤式解得T1= ⑥
(2)設(shè)管內(nèi)水銀柱與管的開口處平齊時，封閉氣體的溫度為T2，此時封閉氣體的體積為V3=3LS ⑦
封閉氣體溫度從T1變至T2的過程壓強不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律有= ⑧
聯(lián)立④⑥⑦⑧式解得T2= ⑨
在封閉氣體溫度從T1變至T2的過程中，水銀柱上移的距離為L，則該過程中氣體對外做功為
W=p2SL ⑩
由題意可知此過程氣體內(nèi)能的增加量
ΔU=k(T2-T1) 11
根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=Q-W 12
聯(lián)立③⑥⑨⑩1112可得封閉氣體從外界吸收的熱量為Q=(1+2n)(+p0SL)。(共39張PPT)
章末檢測試卷(三)
一、單項選擇題
1.(2023·廣州市高二期末)下列對能量理解正確的是
A.能量在被利用的過程中，可利用的效率不變
B.能量轉(zhuǎn)化遵守能量守恒定律
C.能量可以憑空消失
D.自然界中的能量在不斷減少
1
2
3
4
5
6
7
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√
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開爾文的表述闡述了機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性：機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不可能全部用來做功以轉(zhuǎn)化為機械能，因此能量在被利用的過程中，可利用的效率是不同的，A錯誤；
由能量守恒定律可知，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變，因此能量轉(zhuǎn)化遵守能量守恒定律，B正確，C錯誤；
由能量守恒定律可知，自然界中的能量不會減少，D錯誤。
2.關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量三者的關(guān)系，下列說法正確的是
A.物體吸收熱量，溫度一定升高
B.物體溫度升高一定是吸收了熱量
C.物體溫度不變，就沒有吸熱或放熱
D.物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加
√
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晶體熔化過程中物體吸收熱量，內(nèi)能增大但溫度不變，故A錯誤；
物體溫度升高可能是因為吸收熱量，也可能是外界對其做功，故B錯誤；
物體溫度不變，但仍可能有吸熱或放熱。例如在晶體熔化過程中，溫度不變，物體持續(xù)吸熱；在晶體凝固過程中，溫度不變，物體持續(xù)放熱，故C錯誤；
內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和，與物體溫度、體積有關(guān)，故D正確。
3.(2023·深圳市高二期中)關(guān)于熱力學定律，下列說法中正確的是
A.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體
B.在一定條件下，物體的溫度可以降低到0 K
C.第二類永動機違背了熱力學第一定律，因而是不可能實現(xiàn)的
D.一個物體的內(nèi)能增加，必定有其他物體對它做功或向它傳遞熱量
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根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，只是要引起其他的變化，故A錯誤；
絕對零度是一切低溫物體的極限溫度，不可能達到，故B錯誤；
第二類永動機違背了熱力學第二定律，因而是不可能實現(xiàn)的，故C錯誤；
一個物體的內(nèi)能增加，必定有其他物體對它做功或向它傳遞熱量，故D正確。
14
15
4.(2024·廣州市模擬)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，用活塞封閉在開口向上的導熱氣缸內(nèi)。若環(huán)境溫度不變，活塞與氣缸壁間無摩擦，現(xiàn)對活塞向下施加壓力使其緩慢下降，此過程中
A.氣體壓強增大，內(nèi)能增加
B.氣體壓強增大，吸收熱量
C.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變
D.氣體對外界做功，氣體吸收熱量
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緩慢下降過程，氣體體積減小，外界對氣體做功，由于環(huán)境溫度不變，可知氣體溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q，氣體放出熱量，故選C。
5.(2023·廣州市高二期末)某些汽車的發(fā)動機采用了“阿特金森循環(huán)”技術(shù)，可簡化成發(fā)動機內(nèi)部一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖a→b→c→d→a的循環(huán)，此過程中燃料與空氣混合燃燒，產(chǎn)生大量高溫高壓氣體而膨脹，通過機械裝置對外做功。其中a→b和c→d過程可認為是絕熱過程。下列說法正確的是
A.b→c過程，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能增大
B.b→c過程，外界對氣體不做功，氣體內(nèi)能增大
C.a→b過程，外界對氣體不做功，氣體內(nèi)能增大
D.c→d過程，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能不變
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b→c過程氣體體積不變，外界對氣體不做功，由可知壓強增大時，則溫度升高，內(nèi)能增大，故A錯誤，B正確；
a→b過程氣體體積減小，外界對氣體做正功，即W>0；由題意可知a→b過程為絕熱過程，即Q=0，由熱力學第一定律ΔU=Q+W可知氣體內(nèi)能增大，故C錯誤；
c→d過程，氣體體積增大，外界對氣體做負功，W<0，又因為c→d過程為絕熱過程，即Q=0，由熱力學第一定律ΔU=Q+W可知氣體內(nèi)能減小，故D錯誤。
6.如圖所示，氣缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸和活塞是絕熱的，氣缸固定不動，一條細線左端連接在活塞上，另一端跨過定滑輪后吊著一個裝沙的小桶，開始時活塞靜止，某時刻開始小桶中的沙緩慢漏出，不計活塞與氣缸間的摩擦，則下列說法正確的是
A.氣缸內(nèi)的活塞向右運動
B.氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變小
C.氣缸內(nèi)氣體的壓強減小
D.氣缸內(nèi)氣體的分子平均動能變大
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設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強為p，以活塞為研究對象受力
分析，根據(jù)平衡條件得pS+FT=p0S，細沙不斷流
出時細線拉力FT變小，而p0不變，則氣缸內(nèi)的活
塞向左運動，氣體體積減小，氣體被壓縮，外界
對氣體做功，由于氣缸和活塞是絕熱的，由熱力學第一定律可知氣體的內(nèi)能變大，溫度升高，則氣缸內(nèi)氣體的分子平均動能變大，由理想氣體狀態(tài)方程=C，可知p變大，則選項A、B、C錯誤，D正確。
7.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，氣體在三個狀態(tài)的體積分別為Va、Vb、Vc，壓強分別為pa、pb、pc。已知pb=p0，pc=4p0，則下列說法正確的是
A.pa=3p0
B.Vb=3Vc
C.從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體對外做功
D.從狀態(tài)c到狀態(tài)a，氣體從外界吸熱
√
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由題圖可知，從狀態(tài)a到狀態(tài)b屬于等容過程，氣體體積不變，由查理定律可得，又pb=p0，得pa=2p0，故A錯誤；
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由題圖可知，從狀態(tài)b到狀態(tài)c屬于等溫過程，氣體溫度不變，由玻意耳定律可得pbVb=pcVc，解得Vb=4Vc，故B錯誤；
從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積不變，所以氣體不對外做功，故C錯誤；
從狀態(tài)c到狀態(tài)a，Vc1
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二、多項選擇題
8.(2023·潮州市高二月考)如圖所示，絕熱的氣缸被一個絕熱的活塞分成左、右兩部分，活塞質(zhì)量不計，活塞用銷釘鎖住，活塞與氣缸之間沒有摩擦，氣缸左邊裝有一定質(zhì)量的理想氣體，右邊為真空，現(xiàn)在拔去銷釘，抽去活塞，讓氣體向右邊的真空做絕熱自由膨脹，下列說法正確的是
A.氣體在向真空膨脹的過程中不對外做功，分子平均動
能不變
B.氣體在向真空膨脹的過程中對外做功，氣體內(nèi)能減少
C.氣體在向真空膨脹的過程中，氣體體積增大，內(nèi)能不變
D.若無外界的干預，氣體分子可能自發(fā)地退回到左邊，使右邊重新成為真空
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氣體在向真空膨脹過程中體積增加，而在該過程
中沒有力的作用，所以氣體不做功，即W=0，而
該過程屬于絕熱過程，即Q=0，由上述可知，其溫度不變，所以分子的平均動能不變。根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=W+Q，所以氣體內(nèi)能不發(fā)生變化，故A、C正確，B錯誤；
根據(jù)熱力學第二定律，若無外界的干預，氣體分子不可能自發(fā)地退回到左邊，使右邊重新成為真空，故D錯誤。
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9.(2023·中山市高二期末)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體的壓強p與體積V的關(guān)系圖像，氣體狀態(tài)經(jīng)歷A→B→C→A完成一次循環(huán)，A狀態(tài)的溫度為300 K，下列說法正確的是
A.A→B過程中，氣體從外界吸熱
B.B→C的過程中，外界對氣體做正功
C.C→A的過程中，氣體分子的平均動能減小
D.狀態(tài)B時，氣體溫度為100 K
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由圖像可知A→B過程中，氣體的體積不變，根據(jù)查理定律，可得，代入數(shù)據(jù)，解得TB=900 K，即溫度升高，氣體內(nèi)能增大，
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根據(jù)熱力學第一定律，可得ΔU=W+Q，其中W=0，ΔU>0，解得Q>0，即氣體從外界吸熱，故A正確，D錯誤；
由圖像可知B→C的過程中，氣體體積增加，氣體對外界做正功，故B錯誤；
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由圖像可知C→A的過程中，氣體的壓強不變，根據(jù)蓋—呂薩克定律，可得，解得TC=900 K，易知該過程氣體溫度降低，分子的平均動能減小，故C正確。
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10.圖中甲為氣壓升降椅，乙為其核心部件模型簡圖。活塞、活塞連桿與椅面的總質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，穩(wěn)定時氣柱長度為L，該氣缸導熱性能良好，忽略一切摩擦。某同學盤坐上椅面，穩(wěn)定后缸內(nèi)氣柱長為，已知大氣壓強為p0，室內(nèi)溫度為T0，重力加速度為g，則
A.該同學的質(zhì)量為m+S
B.該同學坐穩(wěn)后，封閉氣體的壓強增大、
溫度升高
C.該同學坐穩(wěn)后，室內(nèi)氣溫緩慢上升至
1.1T0，每個氣體分子的動能都增大
D.該同學坐穩(wěn)后，室內(nèi)氣溫緩慢上升至1.1T0，該過程缸內(nèi)氣體對外界做功為
0.1(p0S+mg)L
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√
√
人盤坐上椅面，缸內(nèi)壓強由p1變?yōu)閜2，環(huán)境溫度不變，氣缸導熱，所以氣體做等溫壓縮變化，根據(jù)玻意耳定律可得p1LS=p2S，以活塞、活塞連桿與椅面整體為研究對象，根據(jù)平衡條件可得p1S=p0S+mg，p2S=p0S+mg+Mg，解得M=m+，故A正確，B錯誤；
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氣體溫度升高，分子的平均動能
增大，并不是每個氣體分子的動
能都增大，故C錯誤；
室內(nèi)氣溫緩慢上升至1.1T0，氣體
等壓膨脹，設(shè)穩(wěn)定后氣柱的長度為L'，根據(jù)蓋—呂薩克定律有，
又因為氣體膨脹，所以氣體對外界做功為W=p2S(L'-)=0.1(p0S+mg)L，故D正確。
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三、非選擇題
11.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，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，對外界做了0.6 J的功，則此過程中氣泡　　　(選填“吸收”或“放出”)的熱量是　　　 J，氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1 J的功，同時吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了　　 J。
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吸收
0.6
0.2
理想氣體做等溫變化的過程中內(nèi)能不變，由熱力學第一定律ΔU=Q+
W及氣泡對外界做功0.6 J，可知氣泡一定同時從外界吸收熱量0.6 J，而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.3 J-0.1 J=0.2 J。
12.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-T圖像如圖所示，已知該氣體在狀態(tài)A時的體積為2×10-3 m3，溫度為T0，氣體內(nèi)能U與熱力學溫度的關(guān)系為U=aT(a為常數(shù))。求：
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-aT0
(1)從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU=　　　　；
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從A到B發(fā)生等容變化：，
可得TB=T0，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，
氣體內(nèi)能的變化量ΔU=UB-UA=-aT0
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(2)該氣體在狀態(tài)C時的體積為　　　　 m3；
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6×10-3
因為VB=VA，從B到C發(fā)生等壓變化：，
由題圖知TC=TA=T0，所以VC=6×10-3 m3
(3)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B再到狀態(tài)C的過程中，氣體從外界吸收的熱量為　　　 J。
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400
從A到B再到C的過程中ΔU=0，WAB=0，
WBC=-pBΔV=-105×4×10-3 J=-400 J
根據(jù)熱力學第一定律可得Q=400 J，
即氣體從外界吸收的熱量為400 J。
13.(2024·珠海市高二月考)如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖像，已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃，取1 atm=1×105 Pa。求：
(1)氣體在狀態(tài)B時的溫度；
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答案　150 K　
氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，發(fā)生的是等容變化，即
求得：TB=TA=150 K
(2)氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，是氣體對外界做功還是外界對氣體做功？做了多少功？
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答案　氣體對外界做功　5×104 J
氣體從B到C的過程中，發(fā)生的是等壓變化，體積變大，氣體對外界做功，且做功大小為W=pBΔV=5×104 J。
14.(2024·惠州市高二月考)如圖所示，將一容積為V0=480 mL的空玻璃瓶從空氣中開口向下緩緩壓入水中。設(shè)水溫均勻且恒定，玻璃瓶中的氣體可視為理想氣體，大氣壓強為p0=1.0×105 Pa，水的密度為ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度為g=10 m/s2，玻璃瓶高度相對水深可忽略不計，當壓入水中h=2 m深處時，求：
(1)瓶內(nèi)空氣的壓強；
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答案　1.2×105 Pa
由平衡條件，瓶內(nèi)空氣的壓強p=p0+ρgh
解得p=1.2×105 Pa
(2)瓶內(nèi)空氣的體積；
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答案　400 mL
緩緩壓入水溫均勻且恒定的水中，瓶內(nèi)的理想氣體保持溫度不變，由玻意耳定律得p0V0=pV
代入數(shù)據(jù)解得V=400 mL
(3)被淹沒的玻璃瓶在下降過程中，瓶內(nèi)氣體是吸熱還是放熱，為什么？
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答案　放熱，見解析
由熱力學第一定律得ΔU=Q+W
因為瓶內(nèi)氣體體積減小，所以外界對氣體做功，即W>0，而氣體溫度不變從而內(nèi)能保持不變，即ΔU=0，解得Q<0，故氣體要放熱。
15.如圖所示，一粗細均勻的直角導熱細玻璃管右端封閉，上端開口，水平部分長為2L，豎直部分長為3L，玻璃管內(nèi)的橫截面積為S，管內(nèi)用一段水銀柱封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，外界的大氣壓強為p0，當環(huán)境溫度為T0時，水平和豎直管中的水銀柱長均為L。設(shè)高度為L的水銀柱產(chǎn)生的壓強為np0，理想氣體的內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=kT，
n、k均為已知常數(shù)，現(xiàn)緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體，求：
(1)水銀柱剛好全部進入豎直管中時封閉氣體的溫度；
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答案　
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溫度為T0時，封閉氣體的壓強為p1=p0+np0， ①
體積為V1=LS， ②
設(shè)水銀剛好全部進入豎直管中時封閉氣體的溫度
為T1，此時封閉氣體的壓強為p2=p0+2np0， ③
體積為V2=2LS ④
對封閉氣體溫度從T0變至T1的過程，
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有 ⑤
聯(lián)立①~⑤式解得T1= ⑥
(2)從水銀柱剛好全部進入豎直管中到水銀柱上表面剛好與管的開口處平齊的過程中，封閉氣體從外界吸收的熱量。
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答案　
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設(shè)管內(nèi)水銀柱與管的開口處平齊時，封閉氣體的
溫度為T2，此時封閉氣體的體積為V3=3LS ⑦
封閉氣體溫度從T1變至T2的過程壓強不變，根據(jù)
蓋—呂薩克定律有 ⑧
聯(lián)立④⑥⑦⑧式解得T2= ⑨
在封閉氣體溫度從T1變至T2的過程中，水銀柱上移的距離為L，則該過程中氣體對外做功為
W=p2SL ⑩
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由題意可知此過程氣體內(nèi)能的增加量
ΔU=k(T2-T1)
根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=Q-W
聯(lián)立③⑥⑨⑩1112可得封閉氣體從外界吸收的熱量為
Q=(1+2n)(+p0SL)。

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