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章末测评验收卷(三)　热力学定律
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是(　　)
把零下10 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
在汽油机的压缩冲缩中，内能转化为机械能
用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
2.学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷洒出来。若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体(　　)
内能不断减小 压强不断减小
外界对气体做功 气体对外放热
3.北方室内供暖后，室、内外温差会很大，正所谓“窗外寒风刺骨，屋内温暖如春”。现将一导热性能良好的敞口空瓶在室外静置一段时间，等充分热交换后，盖紧塞子，把瓶子拿回室内，设盖好瓶盖后瓶子密闭良好，瓶内气体可视为理想气体，在室内充分热交换后，瓶内气体(　　)
与室内空气达到热平衡，其标志是与室内气体的压强相等
温度升高，所有分子热运动的速率都增大，气体对瓶子内壁和瓶塞做正功
压强增大，分子对瓶和塞内侧单位面积上的压力增大
内能减小，气体分子因活跃运动而减少了内能
4.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体(　　)
压强变大 对外界做功
对外界放热 分子平均动能变大
5.一定质量的理想气体，分别在压强p1和p2下的体积V与温度T的关系图线如图所示。气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是(　　)
压强增大，吸收热量 压强增大，放出热量
压强减小，放出热量 压强减小，吸收热量
6.一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变化到状态C，其p－V图像如图所示。已知气体在状态A时温度为27 ℃ ，以下判断正确的是(　　)
气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104J
气体在B→C过程中可能吸热
气体在状态B时温度为900 ℃
气体在A→C过程中吸收热量
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
7.关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)
一定质量的气体吸收热量，其内能一定增大
一定质量的气体吸收热量，其内能不一定增大
可能使热量由低温物体传递到高温物体
第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律
8.夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂(如图所示)。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是(　　)
气泡内气体对外界做功
气泡内气体分子平均动能增大
气泡内气体温度升高导致放热
气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力增大
9.如图甲所示，在内壁光滑、导热性能良好的汽缸内，用具有一定质量的活塞封闭一定质量的理想气体。初始时，汽缸开口竖直向上放置，活塞处于静止状态。设汽缸外部环境温度始终不变，大气压恒定不变，活塞不漏气，现将汽缸缓慢转动到开口水平向右，如图乙所示，在此过程中，下列说法正确的是(　　)
外界对缸内气体做功 缸内气体从外界吸收热量
缸内气体对外界做功 缸内气体向外界放出热量
10.如图所示，一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中(　　)
气体的内能增大
气体吸热
单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多
若汽缸和活塞换成绝热材料，汽缸内气体分子平均动能增大
三、非选择题(本题共5小题，共52分。)
11.(8分)如图甲是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
主要步骤如下：
①将压强传感器调零；
②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；
③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。
(1)实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了________________________________(2分)；
(2)为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行的是_______________________________________________________________(2分)；
A.注射器必须固定在竖直平面内 B.用手握注射器推拉活塞
C.缓慢推动活塞
(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________(1分)为横坐标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的________(1分)(选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是________________________________________________________
_____________________________________________________(2分)(答一种即可)。
12.(7分)如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意简图，现倒入热水，封闭活塞a，其与液面间封闭一定质量的理想气体，此时瓶内气体温度为T1，压强为p0，经过一段时间温度降为T2，忽略这一过程中气体体积的变化。
(1)(3分)求温度降为T2时瓶内气体的压强p；
(2)(4分)封闭气体温度由T1降为T2过程中，其传递的热量为Q，则气体的内能如何变化，求变化量的大小ΔU。
13.(10分)如图甲所示，一横截面积S＝10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，不计活塞与汽缸间的摩擦。如图乙所示是气体从状态A缓慢变化到状态B的V－T图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p＝1.5×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝900 J，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)(5分)活塞的质量m；
(2)(5分)此过程中气体内能的增量ΔU。
14.(12分)如图所示，密闭导热容器A、B的体积均为V0，A、B浸在盛水容器中，达到热平衡后，A中压强为p0，温度为T0，B内为真空，将A中的气体视为理想气体。打开活栓C，A中部分气体进入B。
(1)(6分)若再次达到平衡时，水温未发生变化，求此时气体的压强；
(2)(6分)若密闭气体的内能增量与温度的关系为ΔU＝k(T2－T1)(k为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度)，在(1)所述状态的基础上，将水温升至1.2T0，重新达到平衡时，求气体的压强及所吸收的热量。
15.(15分)(2023·6月浙江选考，17)如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100 cm2、质量m＝1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300 K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积VA＝600 cm3。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积VB＝500 cm3。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强pC＝1.4×105 Pa。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14 J；从状态B到状态C，气体内能增加ΔU＝25 J，大气压p0＝1.01×105 Pa。
(1)(4分)气体从状态A到状态B，其分子平均动能________(2分)(选填“增大”“减小”或“不变”)，圆筒内壁单位面积受到的压力________(2分)(选填“增大”“减小”或“不变”)；
(2)(5分)求气体在状态C的温度TC；
(3)(6分)求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
章末测评验收卷(三)　热力学定律
1.A　[把零下10 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱保鲜室中，一段时间，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定会增加，故A正确；汽油机的压缩冲程，是将机械能转化为内能，故B错误；用锯条锯木板，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度高，热量是一个过程量，不能说含有，故D错误。]
2.B　[由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A错误；随着药液的不断喷出，气体的体积增大，气体等温膨胀，则压强不断减小，B正确；气体的体积增大，气体对外做功，而气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，C、D错误。]
3.C　[在室内充分热交换后，瓶内气体吸收热量与室内空气达到热平衡，根据热平衡定律，温度相等是达到热平衡的标志，故A错误；根据热力学第一定律，瓶内气体体积不变，不做功，吸收热量，内能增大，温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子热运动的速率都增大，故B、D错误；根据气体等容变化规律知，瓶内气体体积不变，温度升高，压强增大，根据压强的微观意义可知，分子对单位面积上的压力增大，故C正确。]
4.B　[在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小，选项A错误；由于罐内气体温度不变，内能不变，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热，选项B正确，C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。]
5.C　[根据理想气体状态方程＝C可知＝，则在V－T图像中，斜率越大，压强越小，故p1>p2，即从A到B，气体的压强减小，由于从A到B做等容变化，气体不做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体放热，故A、B、D错误，C正确。]
6.D　[气体在A→B过程中，压强不变，体积增大，气体对外界做功，做的功W＝pA(VB－VA)＝1.5×105×(0.3－0.1) J＝3.0×104 J，A错误；气体在B→C过程中，体积不变，压强减小，则温度降低，内能减少，气体不做功，由热力学第一定律可知气体一定放热，B错误；气体在A→B过程，由＝，可得气体在状态B时温度为TB＝900 K＝627 ℃，C错误；气体在A→C的过程，由理想气体状态方程可知＝，解得TA＝TC，故A和C两状态气体内能相同，A→C过程，气体体积增大，对外做功，则由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知气体吸收热量，D正确。]
7.BC　[做功与传热是改变物体内能的两种方式，一定质量的气体吸收热量，如果同时气体对外做功，气体内能不一定增大，故A错误，B正确；不可能使热量自发地由低温物体传到高温物体，但在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，故C正确；第二类永动机不违反能量守恒定律但违反了热力学第二定律，故D错误。]
8.AB　[气泡内气体压强p＝p0＋ρgh，气泡升高过程中，其压强减小，温度升高，根据理想气体状态方程＝C，气泡体积一定增大，故气泡内气体对外界做功，故A正确；温度是分子平均动能的标志，温度升高，气泡内气体分子平均动能增大，故B正确；温度升高，气泡内气体内能增大，即ΔU＞0，体积增大，即W＜0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可得Q＞0，故气泡内的气体吸热，故C错误；根据气体压强的定义及其微观意义，气泡内气体压强减小，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小，故D错误。]
9.BC　[初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，则有p1S＝p0S＋mg，汽缸在缓慢转动的过程中，由于汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压，此过程气体对外界做功，故A错误，C正确；由于汽缸导热性能良好，温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，此过程缸内气体从外界吸收热量，故B正确，D错误。]
10.CD　[金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，则在活塞上堆放一定质量的沙土时气体等温压缩，内能不变，故A错误；气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体要向外放出热量，故B错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体分子数密度增大，单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多，故C正确；若汽缸和活塞换成绝热材料，气体不吸热也不放热，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，汽缸内气体分子平均动能增大，故D正确。]
11.(1)防止漏气　(2)C　(3)　②　漏气
解析　(1)实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了防止漏气。
(2)注射器是否固定在竖直面内与保持温度恒定无关，A错误；用力推动注射器会使气体温度升高，B错误；缓慢推动活塞，使注射器中气体温度始终与环境温度一致，C正确。
(3)由理想气体状态方程可得p＝CT·，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以为横坐标在坐标系中描点作图；压缩气体的过程V减小，增大，由于p与V的乘积减小，故压强增大的越来越慢，图线应为图乙中的②，造成该现象的原因可能是漏气，也可能是温度降低。
12.(1)p0　(2)内能减少　Q
解析　(1)由查理定律得＝
解得p＝p0。
(2)温度由T1下降到T2过程为等容变化过程，W＝0，温度降低，内能减少，由热力学第一定律得ΔU＝Q。
13.(1)5 kg　(2)600 J
解析　(1)处于状态A时，对活塞受力分析得
pS＝mg＋p0S
代入数据解得m＝5 kg。
(2)由题意知理想气体从状态A变化到状态B的过程中，发生的是等压变化，
有＝
解得VB＝8.0×10－3 m3
则气体对外界做功W＝－pΔV＝－300 J
内能的增量ΔU＝W＋Q＝600 J。
14.(1)p0　(2)0.6p0　0.2kT0
解析　(1)容器内的理想气体从打开C到再次平衡时，发生等温变化，
根据气体等温变化规律得p0V0＝p·2V0
解得此时气体压强p＝p0。
(2)升高温度，理想气体发生等容变化，根据气体等容变化规律得
＝
解得压强为p′＝1.2p＝0.6p0
温度改变，理想气体的体积不变，则外界既不对理想气体做功，理想气体也不对外界做功，
即W＝0
升高温度，内能增量为
ΔU＝k(1.2T0－T0)＝0.2kT0
根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W
可得气体吸收的热量为Q＝ΔU＝0.2kT0。
15.(1)不变　增大　(2)350 K　(3)11 J
解析　(1)气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，内能不变，分子平均动能不变。
体积减小，压强增大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大。
(2)气体处于状态A时，对活塞受力分析，有
pAS＋mg＝p0S
解得pA＝1×105 Pa
气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，则有
pAVA＝pBVB
解得pB＝1.2pA＝1.2×105 Pa
气体从状态B到状态C，发生等容变化，则有＝
解得TC＝350 K。
(3)气体从状态B到状态C，外界对气体不做功，所以W等于气体从状态A到状态C外界对气体做的功。由(1)问分析可知，从状态A到状态C内能的变化量等于从状态B到状态C内能的变化量，从状态A到状态C，由热力学第一定律有ΔU＝Q＋W
解得W＝11 J。(共26张PPT)
章末测评验收卷(三)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是(　　)
A.把零下10 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加
B.在汽油机的压缩冲缩中，内能转化为机械能
C.用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
解析　把零下10 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱保鲜室中，一段时间，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定会增加，故A正确；汽油机的压缩冲程，是将机械能转化为内能，故B错误；用锯条锯木板，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度高，热量是一个过程量，不能说含有，故D错误。
A
2.学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷洒出来。若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体(　　)
A.内能不断减小 B.压强不断减小
C.外界对气体做功 D.气体对外放热
B
解析　由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A错误；随着药液的不断喷出，气体的体积增大，气体等温膨胀，则压强不断减小，B正确；气体的体积增大，气体对外做功，而气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，C、D错误。
3.北方室内供暖后，室、内外温差会很大，正所谓“窗外寒风刺骨，屋内温暖如春”。现将一导热性能良好的敞口空瓶在室外静置一段时间，等充分热交换后，盖紧塞子，把瓶子拿回室内，设盖好瓶盖后瓶子密闭良好，瓶内气体可视为理想气体，在室内充分热交换后，瓶内气体(　　)
A.与室内空气达到热平衡，其标志是与室内气体的压强相等
B.温度升高，所有分子热运动的速率都增大，气体对瓶子内壁和瓶塞做正功
C.压强增大，分子对瓶和塞内侧单位面积上的压力增大
D.内能减小，气体分子因活跃运动而减少了内能
解析　在室内充分热交换后，瓶内气体吸收热量与室内空气达到热平衡，根据热平衡定律，温度相等是达到热平衡的标志，故A错误；根据热力学第一定律，瓶内气体体积不变，不做功，吸收热量，内能增大，温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子热运动的速率都增大，故B、D错误；根据气体等容变化规律知，瓶内气体体积不变，温度升高，压强增大，根据压强的微观意义可知，分子对单位面积上的压力增大，故C正确。
C
B
4.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体(　　)
A.压强变大 B.对外界做功
C.对外界放热 D.分子平均动能变大
解析　在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小，选项A错误；由于罐内气体温度不变，内能不变，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热，选项B正确，C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。
5.一定质量的理想气体，分别在压强p1和p2下的体积V与温度T的关系图线如图所示。气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是(　　)
A.压强增大，吸收热量 B.压强增大，放出热量
C.压强减小，放出热量 D.压强减小，吸收热量
C
6.一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变化到状态C，其p－V图像如图所示。已知气体在状态A时温度为27 ℃ ，以下判断正确的是(　　)
A.气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104J
B.气体在B→C过程中可能吸热
C.气体在状态B时温度为900 ℃
D.气体在A→C过程中吸收热量
D
解析　气体在A→B过程中，压强不变，体积增大，气体对外界做功，做的功W＝pA(VB－VA)＝1.5×105×(0.3－0.1) J＝3.0×104 J，A错误；气体在B→C过程中，体积不变，压强减小，则温度降低，内能减少，气体不做功，由热力学第一定律可知气体一定放热，B错误；
BC
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
7.关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)
A.一定质量的气体吸收热量，其内能一定增大
B.一定质量的气体吸收热量，其内能不一定增大
C.可能使热量由低温物体传递到高温物体
D.第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律
解析　做功与传热是改变物体内能的两种方式，一定质量的气体吸收热量，如果同时气体对外做功，气体内能不一定增大，故A错误，B正确；不可能使热量自发地由低温物体传到高温物体，但在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，故C正确；第二类永动机不违反能量守恒定律但违反了热力学第二定律，故D错误。
8.夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂(如图所示)。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是(　　)
A.气泡内气体对外界做功
B.气泡内气体分子平均动能增大
C.气泡内气体温度升高导致放热
D.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力增大
AB
9.如图甲所示，在内壁光滑、导热性能良好的汽缸内，用具有一定质量的活塞封闭一定质量的理想气体。初始时，汽缸开口竖直向上放置，活塞处于静止状态。设汽缸外部环境温度始终不变，大气压恒定不变，活塞不漏气，现将汽缸缓慢转动到开口水平向右，如图乙所示，在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A.外界对缸内气体做功
B.缸内气体从外界吸收热量
C.缸内气体对外界做功
D.缸内气体向外界放出热量
BC
解析　初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，则有p1S＝p0S＋mg，汽缸在缓慢转动的过程中，由于汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压，此过程气体对外界做功，故A错误，C正确；由于汽缸导热性能良好，温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，此过程缸内气体从外界吸收热量，故B正确，D错误。
10.如图所示，一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中(　　)
A.气体的内能增大
B.气体吸热
C.单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多
D.若汽缸和活塞换成绝热材料，汽缸内气体分子平均动能增大
CD
解析　金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，则在活塞上堆放一定质量的沙土时气体等温压缩，内能不变，故A错误；气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定
律可知，气体要向外放出热量，故B错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体分子数密度增大，单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多，故C正确；若汽缸和活塞换成绝热材料，气体不吸热也不放热，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，汽缸内气体分子平均动能增大，故D正确。
三、非选择题(本题共5小题，共52分。)
11.(8分)如图甲是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
主要步骤如下：
①将压强传感器调零；
②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；
③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。
(1)实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了________；
解析　实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了防止漏气。
防止漏气
(2)为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行
的是________；
A.注射器必须固定在竖直平面内
B.用手握注射器推拉活塞
C.缓慢推动活塞
(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观
反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以
________为横坐标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的________(选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是_____________
(答一种即可)。
C
②
漏气
解析　(2)注射器是否固定在竖直面内与保持温度恒定无关，A错误；用力推动注射器会使气体温度升高，B错误；缓慢推动活塞，使注射器中气体温度始终与环境温度一致，C正确。
12.(7分)如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意简图，现倒入热水，封闭活塞a，其与液面间封闭一定质量的理想气体，此时瓶内气体温度为T1，压强为p0，经过一段时间温度降为T2，忽略这一过程中气体体积的变化。
(1)求温度降为T2时瓶内气体的压强p；
(2)封闭气体温度由T1降为T2过程中，其传递的热量为Q，则气体的内能如何变化，求变化量的大小ΔU。
(2)温度由T1下降到T2过程为等容变化过程，W＝0，温度降低，内能减少，由热力学第一定律得ΔU＝Q。
13.(10分)如图甲所示，一横截面积S＝10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，不计活塞与汽缸间的摩擦。如图乙所示是气体从状态A缓慢变化到状态B的V－T图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p＝1.5×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝900 J，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)活塞的质量m；
(2)此过程中气体内能的增量ΔU。
答案　(1)5 kg　(2)600 J
解析　(1)处于状态A时，对活塞受力分析得pS＝mg＋p0S
代入数据解得m＝5 kg。
解得VB＝8.0×10－3 m3
则气体对外界做功W＝－pΔV＝－300 J
内能的增量ΔU＝W＋Q＝600 J。
14.(12分)如图所示，密闭导热容器A、B的体积均为V0，A、B浸在盛水容器中，达到热平衡后，A中压强为p0，温度为T0， B内为真空，将A中的气体视为理想气体。打开活栓C，A中部分气体进入B。
(1)若再次达到平衡时，水温未发生变化，求此时气体的压强；
解析　容器内的理想气体从打开C到再次平衡时，发生等温变化，
根据气体等温变化规律得p0V0＝p·2V0
(2)若密闭气体的内能增量与温度的关系为ΔU＝k(T2－T1)(k为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度)，在(1)所述状态的基础上，将水温升至1.2T0，重新达到平衡时，求气体的压强及所吸收的热量。
答案　0.6p0　0.2kT0
解得压强为p′＝1.2p＝0.6p0
温度改变，理想气体的体积不变，则外界既不对理想气体做功，理想气体也不对外界做功，即W＝0
升高温度，内能增量为
ΔU＝k(1.2T0－T0)＝0.2kT0
根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W
可得气体吸收的热量为Q＝ΔU＝0.2kT0。
15.(15分)(2023·6月浙江选考，17)如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100 cm2、质量m＝1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300 K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积VA＝600 cm3。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积VB＝500 cm3。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强pC＝1.4×105 Pa。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14 J；从状态B到状态C，气体内能增加ΔU＝25 J，大气压p0＝1.01×105 Pa。
(1)气体从状态A到状态B，其分子平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，圆筒内壁单位面积受到的压力________(选填“增大”“减小”或“不变”)；
(2)求气体在状态C的温度TC；
(3)求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
答案　(1)不变　增大　(2)350 K　(3)11 J
解析　(1)气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，内能不变，分子平均动能不变。
体积减小，压强增大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大。
(2)气体处于状态A时，对活塞受力分析，有pAS＋mg＝p0S
解得pA＝1×105 Pa
气体从状态A到状态B发生等温压缩变化，则有pAVA＝pBVB
解得pB＝1.2pA＝1.2×105 Pa
(3)气体从状态B到状态C，外界对气体不做功，所以W等于气体从状态A到状态C外界对气体做的功。由(1)问分析可知，从状态A到状态C内能的变化量等于从状态B到状态C内能的变化量，从状态A到状态C，由热力学第一定律有
ΔU＝Q＋W
解得W＝11 J。

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