物理第三单元 热力学定律（单元自测）物理教科版选择性必修第三册

2025-2026学年物理单元自测卷 第三单元 （考试时间：60分钟 满分：100分） 一、单选题 1．在河北衡水老白干的酿造过程中，粮食在容积恒定的密闭陶缸中发酵，导致缸内气体温度升高、分子数增加。若缸内气体可视为理想气体，且气体体积不变，则关于此过程，下列说法正确的是（    ） A．所有气体分子的动能都增大 B．气体内能减小 C．单位时间撞击单位面积缸壁的气体分子数增多 D．气体对外做了功 【答案】C 【详解】A．温度是分子热运动的平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能一定增大，但这是统计规律，总存在部分分子速率减小、动能变小的情况，故A错误； B．理想气体温度升高，分子数增加，则气体内能增加，故B错误； C．由题意知气体温度升高、分子数增加，而气体体积不变，这直接导致单位体积内的分子数(分子数密度)增加，从而使单位时间内撞击单位面积缸壁的气体分子数增多，故C正确； D．在热力学中，气体对外做功的宏观必要条件是气体体积增大()，而题中明确气体体积不变()，因此气体没有对外做功，故D错误。 故选C。 2．重型汽车的气囊减震装置会在路面不平的情况下保护车体，气囊内有绝热涂层。关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A．若车体突然下沉挤压气囊，气体温度升高，内能增大 B．若车体突然下沉挤压气囊，气体温度不变，内能不变 C．若气囊缓慢回弹恢复原状，气体温度升高，内能增大 D．若气囊缓慢回弹恢复原状，气体温度不变，内能不变 【答案】A 【详解】AB．若车体突然下沉挤压气囊，气囊体积减小，外界对气体做正功（），由于气囊内有绝热涂层，气体与外界无热交换（），由可知气体内能增大，温度升高，故A正确，B错误； CD．若气囊缓慢回弹恢复原状，气囊体积增大，气体对外界做功（），由于气囊内有绝热涂层，气体与外界无热交换（），由可知内能减小，气体温度降低，故CD错误。 故选A。 3．上端封闭、下端开口的导热玻璃管倒扣在水槽中，处于静止状态。现缓慢向上提起玻璃管、管下端未离开水面，如图所示。则此过程中管内（　　） A．气体分子数密度变大 B．气体分子平均动能变小 C．水面上升 D．气体放热 【答案】C 【详解】上提玻璃管，则管内水面上升，与水槽内的水面高度差h减小，根据可知，内部气体压强减小，气体温度不变，根据，则体积变大，则气体分子数密度变小，气体分子平均动能不变，气体对外做功，内能不变，根据热力学第一定律，则气体吸热。 故选C。 4．家用自行车轮胎需要每隔一段时间打气，以保持合适的轮胎气压便于骑行，又延长轮胎的使用寿命。用打气筒对车胎打气，打气过程中车胎体积为1.8升保持不变，打气前胎内气压为，温度为室温，每次打入的气体体积为0.1升、温度为、压强为，打气18次后胎内气体温度升高到。打气筒和轮胎内的气体均视为理想气体，则下列判断正确的是（　　） A．打气过程，外界气温无变化，故打气过程无热传递 B．打气后，胎内气体单位体积内的分子数一定增大 C．打气后，胎内气体温度升高，每个气体分子的运动速率都增大 D．用打气筒打气18次后，胎内压强为 【答案】B 【详解】A．打气过程中，外界气温无变化，但打气时活塞压缩气体做功，气体内能增加，温度升高。根据热力学第一定律，系统可能通过热传递与外界交换热量，故A错误。 B．单位体积内的分子数取决于气体总分子数和体积。轮胎体积不变，打气18次后气体总分子数增加，故分子数密度一定增大，故B正确。 C．温度升高，气体分子平均运动速率增大，但分子运动速率分布遵循统计规律，并非每个分子的速率都增大。故C错误。 D．根据理想气体状态方程 其中， 解得打气筒打气18次后，胎内压强为，故D错误。 故选B。 5．开香槟的过程中，瓶中的气体的体积V与温度T的关系如图所示，已知A、B状态的气体压强分别为和（气体可视作理想气体），下列说法正确的是（　　） A．与的大小关系无法仅由图像确定 B．与的比值等于 C．气体分子间的平均距离大于其分子直径的十倍 D．该过程为等容过程，气体对外做功 【答案】C 【详解】A．开香槟过程中，瓶内气体溢出，气体体积增大，气体对外做功（W<0），温度降低（开瓶过程时间极短，视为Q=0），根据可知，该过程气体压强减小，故，故A错误； B．根据 开香槟过程中，瓶内气体有泄漏（即有），可知，故B错误； C．题目中明确气体可视作理想气体，而理想气体的模型假设就是分子间的平均距离远大于分子直径（通常大于十倍），故C正确； D．图像显示气体体积V随温度T变化，不是等容过程。且从A到B体积减小，是外界对气体做功，故D错误。 故选C。 6．一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 【答案】C 【详解】A．a→b过程， （k为常量，压强与体积成正比）不是等温变化，等温变化是（k为常量，压强与体积成反比），故A错误； B．b状态压强与体积的乘积与c状态压强与体积的乘积不相等 故b→c过程，气体不是等温变化，故B错误； C．c→a过程是等压压缩气体，外界对气体做正功（），由 气体体积减小，温度降低，内能减小，即 由热力学第一定律有 故，气体向外界放出热量，故C正确； D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体对外界做的功（）为a→b→c→a对应图形的面积， 由热力学第一定律有 气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。 故选C。 7．常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。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，水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体可视为理想气体，温度始终保持不变，则罐内气体（　　） A．内能减少 B．压强变小 C．分子数密度增大 D．放出热量 【答案】B 【详解】A．由于罐内气体可视为理想气体，温度始终保持不变，则内能不变，A错误； B．喷水过程中，气体体积增大，根据等温变化可知罐内气体压强减小，B正确； C．喷水过程中，气体质量不变，分子个数不变，而体积增大，则分子数密度减小，C错误； D．由于内能不变，气体增大对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，D错误。 故选B。 8．如图所示，在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，吸管中的气体不可忽略，接口处用蜡密封，吸管中引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计外界大气压的变化，在吸管上标上温度刻度值，就是一个简易的温度计，罐内气体可视为理想气体，则（　　） A．温度升高后罐中气体压强增大 B．吸管上的温度刻度值左小右大 C．温度升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量 D．温度升高时，饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数增加 【答案】B 【详解】A．罐中气体压强等于大气压强，则当温度升高后罐中气体压强不变，A错误； B．当温度较低时，灌中气体体积较小，则管中液面偏向左边；当温度较高时，罐中气体体积较大，则管中液面偏向右边，即吸管上的温度刻度值左小右大，B正确； C．温度升高时，罐内气体体积变大，对外做功，则罐内气体增加的内能小于吸收的热量，C错误； D．因气体的压强不变，温度升高时，气体体积变大，气体的数密度减小，气体的平均速率变大，则饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数减小，D错误。 故选B。 二、多选题 9．潜水员使用的呼吸器由气囊和氧气瓶组成，中间用气阀隔开，里面装入的气体均可视为理想气体。软质气囊隔热性良好，囊内气体压强始终与海水压强相等；金属氧气瓶导热性良好，容积不变。潜水员关闭气阀，从温度较高的海面下潜到温度较低的海底，该过程时间较短，气囊内气体与外界来不及进行热交换。关于下潜过程，下列说法正确的是（    ） A．气囊内气体温度不变 B．气囊内气体体积减小 C．氧气瓶内气体压强增大 D．氧气瓶内气体内能减少 【答案】BD 【详解】AB．囊内气体压强始终与海水压强相等，从海面下潜到海底，压强变大，气囊材质较软，则体积减小，则外界对气囊做正功，根据可知，气囊内气体与外界来不及进行热交换，说明Q=0，气体内能增大，温度升高，故A错误，B正确； CD．金属氧气瓶导热性良好，容积不变，由于海水温度降低，则瓶内气体温度降低，内能减少，根据可知，气体压强减小，故C错误，D正确； 故选BD。 10．一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C、D，其中状态A和状态D温度相同，BA、CD的延长线经过坐标原点。已知气体在状态A时的体积为1.0L。则（　　） A．气体在状态C时的体积为6.0L B．气体在状态B时的压强为 C．气体在过程中对外界做的功 D．气体在过程中吸收的总热量 【答案】BC 【详解】A．气体从A到B经历等容变化过程，从B到C经历等压变化过程，由盖-吕萨克定律得 解得，故A错误； B．气体从A到B经历等容变化过程，由查理定律得 解得，故B正确； C．气体从A到B及从C到D过程外界对气体不做功，从B到C过程，气体对外界做的功 解得，故C正确； D．由于，气体内能不变，故 气体经历过程，根据热力学第一定律有 解得，故D错误。 故选BC。 11．如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸，活塞连着车轮，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变化，下列说法正确的（　　） A．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体压强增大 B．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体吸收热量 C．通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，活塞对汽缸内气体做正功 D．通过水平路面时，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气 【答案】AD 【详解】AB．汽缸导热良好，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体发生等温变化，体积减小，压强增大，活塞对汽缸内气体做正功，温度不变，所以汽缸内气体放出热量，故A正确，B错误； C．车身上升时，汽缸内气体对活塞做正功，故C错误； D．通过水平路面，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气，故D正确。 故选AD。 12．如图所示，健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体压向健身球时球内气体体积缓慢变小。则人体压向健身球的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体单位时间对球的撞击次数增多 B．球内气体压强不变 C．球内每个气体分子的动能都不变 D．球内气体对外放热 【答案】AD 【详解】AB．人体压向健身球的过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，球内气体的温度不变，体积变小，根据 可知压强增大，所以单位时间内球受到气体分子的撞击次数增多，故A正确，B错误； C．球内气体温度不变，则球内气体分子的平均动能不变，但并不是每个气体分子的动能都不变，故C错误； D．由于球内气体温度不变，气体的内能不变，即；气体的体积减小，故外界对气体做功，即；根据热力学第一定律 可得，所以球内气体对外放热，故D正确。 故选AD。 三、实验题 13．把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。 (1)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V-T图像如图所示。已知大气压强，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 J。若此过程中气体吸收热量70J，则气体的内能增加了 J。 (2)已知1mol任何气体在压强，温度时，体积约为。瓶内空气的平均摩尔质量M=29g/mol，体积，温度为。试估算瓶内空气的质量 g（结果保留两位小数）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）[1]由理想气体状态方程可知 整理得 由图像可知状态a到状态b的过程中，气体发生等压变化，故气体对外做的功为 [2]若此过程中气体吸收热量70J，则气体的内能增加 （2）瓶内空气体积，温度为 由理想气体状态方程得 解得 物质的量 故质量 【点睛】 14．如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A．柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B．为方便推动柱塞，应手握注射器 C．注射器不水平放置对实验没有影响 (2)实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能 （选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外 （选填“放出”“吸收”）热量。 (3)实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是 。 (4)该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度 （选填“>”、“<”或“=”）； (5)某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是 ，理由是 。 【答案】(1)C (2) 不变 放出 (3)实验过程漏气 (4)＞ (5) ③ 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 【详解】（1）A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故A错误； B．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误； C．实验需要测量气体体积与压强，注射器不水平放置对气体体积与压强的测量没有影响，注射器不水平放置对实验没有影响，故C正确。 故选C。 （2）[1]实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小，该过程气体温度不变，气体内能不变，即=0； [2]气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律 可知Q=-W=-W＜0 则气体放出热量。 （3）实验过程要保证气体质量不变，气体温度不变，一定量的气体发生等温变化时pV保持不变； 实验发现pV乘积的数值明显是越来越小，可能是由于密闭不严，实验过程漏气造成的。 （4）由理想气体状态方程可知，pV=CT，在V一定时p越大，气体温度越高，由图乙所示图像可知＞。 （5）[1][2]设注射器前端细管内气体体积为，气体的实际体积 由理想气体状态方程 整理得 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的，由图示图像可知，符合实际的是③。 四、解答题 15．如图所示，竖直放置在水平面上的两汽缸底部由容积可忽略的细管连接，左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，左、右两汽缸内各有一个活塞将缸内封闭一定质量的理想气体，左、右活塞质量分别为0.5m、2m，轻质细弹簧上端与天花板连接、下端与左侧汽缸内活塞相连。初始时，两缸内活塞离缸底的距离均为h，两活塞相平，大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸导热性能良好，环境温度为，封闭气体质量保持不变，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，汽缸足够长，求： (1)开始时弹簧的形变量； (2)使环境温度缓慢升高为2，则右侧汽缸中活塞移动的距离为多少？ (3)若（2）过程中系统内能增加了，则系统吸收的热量为多少？ 【答案】(1) (2)1.5h (3) 【详解】（1）开始时，设缸内气体压强为，对右侧缸中气体研究有 解得 对左缸中活塞研究，设弹簧压缩量为x，满足 解得 （2）温度升高过程，缸内气体压强不变，因此左缸中活塞不动，气体发生等压变化，满足 解得 （3）根据热力学第一定律可得 则 16．如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 (1)求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； (2)求活塞下滑时气体的温度； (3)从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设轻活塞开始滑动时密闭气体的压强为，由查理定律有 解得 对轻活塞受力分析有 解得 （2）轻活塞刚好下滑时，设气体压强为，对轻活塞受力分析有 且 解得 由理想气体状态方程有 解得 （3）整个过程中，气体压强随距离均匀增加，由平均力法可得外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 17．如图所示，一固定直立气缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒横截面积为2S，长度为L，其中有一质量不计的薄活塞A，下部圆筒长度足够长，横截面积为S，其中有一质量不计的薄活塞B，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A上方封闭1mol氦气（可视为理想气体），活塞A、B之间封闭2mol氦气（可视为理想气体），图示时刻整个系统处于热平衡态，两部分密闭气体温度相同，活塞A处在上部圆筒正中央，活塞B下方的大气压强为常量p0，气缸壁、活塞均不导热。 (1)对处在温度为T的平衡状态的该理想气体，其内能U=nRT，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为pV=nRT，即克拉伯龙方程（n为物质的量，R为气体普适常数）。求图示时刻密闭气体的温度及活塞A、B之间的距离； (2)现通过灯丝对活塞A上方气体缓慢加热，活塞A恰好到达上圆筒底部时，气体处于热平衡态，求气体从灯丝中吸收的热量Q。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）对活塞A上方封闭的1mol氦气，因不计活塞质量，故1mol氦气的压强为大气压强，根据克拉伯龙方程 ，其中 可得1mol氦气的温度 依题意，两部分密闭气体温度相同，故2mol氦气的温度也为 对活塞 A、B 之间封闭的2mol氦气，气体压强为，设活塞A、B之间的距离为，根据克拉伯龙方程有 解得 （2）对活塞A上方气体，加热过程气体压强不变，由有 根据热力学第一定律有，其中内能变化量， 此过程气体膨胀对外做功，其中 解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年物理单元自测卷 第三单元（参考答案） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C A C B C C B B BD BC AD AD 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13.【答案】(1) (2) 14.【答案】(1)C (2) 不变 放出 (3)实验过程漏气 (4)＞ (5) ③ 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15.【答案】(1) (2)1.5h (3) 【详解】（1）开始时，设缸内气体压强为，对右侧缸中气体研究有 解得 对左缸中活塞研究，设弹簧压缩量为x，满足 解得 （2）温度升高过程，缸内气体压强不变，因此左缸中活塞不动，气体发生等压变化，满足 解得 （3）根据热力学第一定律可得 则 16.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设轻活塞开始滑动时密闭气体的压强为，由查理定律有 解得 对轻活塞受力分析有 解得 （2）轻活塞刚好下滑时，设气体压强为，对轻活塞受力分析有 且 解得 由理想气体状态方程有 解得 （3）整个过程中，气体压强随距离均匀增加，由平均力法可得外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 17.【答案】(1)， (2) 【详解】（1）对活塞A上方封闭的1mol氦气，因不计活塞质量，故1mol氦气的压强为大气压强，根据克拉伯龙方程 ，其中 可得1mol氦气的温度 依题意，两部分密闭气体温度相同，故2mol氦气的温度也为 对活塞 A、B 之间封闭的2mol氦气，气体压强为，设活塞A、B之间的距离为，根据克拉伯龙方程有 解得 （2）对活塞A上方气体，加热过程气体压强不变，由有 根据热力学第一定律有，其中内能变化量， 此过程气体膨胀对外做功，其中 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年物理单元自测卷 第三单元 （考试时间：60分钟 满分：100分） 一、单选题 1．在河北衡水老白干的酿造过程中，粮食在容积恒定的密闭陶缸中发酵，导致缸内气体温度升高、分子数增加。若缸内气体可视为理想气体，且气体体积不变，则关于此过程，下列说法正确的是（    ） A．所有气体分子的动能都增大 B．气体内能减小 C．单位时间撞击单位面积缸壁的气体分子数增多 D．气体对外做了功 2．重型汽车的气囊减震装置会在路面不平的情况下保护车体，气囊内有绝热涂层。关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A．若车体突然下沉挤压气囊，气体温度升高，内能增大 B．若车体突然下沉挤压气囊，气体温度不变，内能不变 C．若气囊缓慢回弹恢复原状，气体温度升高，内能增大 D．若气囊缓慢回弹恢复原状，气体温度不变，内能不变 3．上端封闭、下端开口的导热玻璃管倒扣在水槽中，处于静止状态。现缓慢向上提起玻璃管、管下端未离开水面，如图所示。则此过程中管内（　　） A．气体分子数密度变大 B．气体分子平均动能变小 C．水面上升 D．气体放热 4．家用自行车轮胎需要每隔一段时间打气，以保持合适的轮胎气压便于骑行，又延长轮胎的使用寿命。用打气筒对车胎打气，打气过程中车胎体积为1.8升保持不变，打气前胎内气压为，温度为室温，每次打入的气体体积为0.1升、温度为、压强为，打气18次后胎内气体温度升高到。打气筒和轮胎内的气体均视为理想气体，则下列判断正确的是（　　） A．打气过程，外界气温无变化，故打气过程无热传递 B．打气后，胎内气体单位体积内的分子数一定增大 C．打气后，胎内气体温度升高，每个气体分子的运动速率都增大 D．用打气筒打气18次后，胎内压强为 5．开香槟的过程中，瓶中的气体的体积V与温度T的关系如图所示，已知A、B状态的气体压强分别为和（气体可视作理想气体），下列说法正确的是（　　） A．与的大小关系无法仅由图像确定 B．与的比值等于 C．气体分子间的平均距离大于其分子直径的十倍 D．该过程为等容过程，气体对外做功 6．一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 7．常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。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，水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体可视为理想气体，温度始终保持不变，则罐内气体（　　） A．内能减少 B．压强变小 C．分子数密度增大 D．放出热量 8．如图所示，在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，吸管中的气体不可忽略，接口处用蜡密封，吸管中引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计外界大气压的变化，在吸管上标上温度刻度值，就是一个简易的温度计，罐内气体可视为理想气体，则（　　） A．温度升高后罐中气体压强增大 B．吸管上的温度刻度值左小右大 C．温度升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量 D．温度升高时，饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数增加 二、多选题 9．潜水员使用的呼吸器由气囊和氧气瓶组成，中间用气阀隔开，里面装入的气体均可视为理想气体。软质气囊隔热性良好，囊内气体压强始终与海水压强相等；金属氧气瓶导热性良好，容积不变。潜水员关闭气阀，从温度较高的海面下潜到温度较低的海底，该过程时间较短，气囊内气体与外界来不及进行热交换。关于下潜过程，下列说法正确的是（    ） A．气囊内气体温度不变 B．气囊内气体体积减小 C．氧气瓶内气体压强增大 D．氧气瓶内气体内能减少 10．一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C、D，其中状态A和状态D温度相同，BA、CD的延长线经过坐标原点。已知气体在状态A时的体积为1.0L。则（　　） A．气体在状态C时的体积为6.0L B．气体在状态B时的压强为 C．气体在过程中对外界做的功 D．气体在过程中吸收的总热量 11．如图为汽车空气悬挂系统的结构简化图，车身连接汽缸，活塞连着车轮，导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，汽缸通过阀门与气泵相连，此时阀门关闭，活塞正好处于汽缸正中间。汽缸密封良好且与活塞间无摩擦，活塞始终在汽缸内来回运动，不考虑轮胎的形变及环境温度的变化，下列说法正确的（　　） A．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体压强增大 B．通过崎岖路面，汽缸相对活塞下降时，汽缸内气体吸收热量 C．通过崎岖路面，汽缸相对活塞上升时，活塞对汽缸内气体做正功 D．通过水平路面时，若要抬高车身，则需打开阀门，用气泵给汽缸充入一定量的空气 12．如图所示，健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体压向健身球时球内气体体积缓慢变小。则人体压向健身球的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体单位时间对球的撞击次数增多 B．球内气体压强不变 C．球内每个气体分子的动能都不变 D．球内气体对外放热 三、实验题 13．把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。 (1)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V-T图像如图所示。已知大气压强，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 J。若此过程中气体吸收热量70J，则气体的内能增加了 J。 (2)已知1mol任何气体在压强，温度时，体积约为。瓶内空气的平均摩尔质量M=29g/mol，体积，温度为。试估算瓶内空气的质量 g（结果保留两位小数）。 14．如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A．柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B．为方便推动柱塞，应手握注射器 C．注射器不水平放置对实验没有影响 (2)实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能 （选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外 （选填“放出”“吸收”）热量。 (3)实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是 。 (4)该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度 （选填“>”、“<”或“=”）； (5)某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是 ，理由是 。 四、解答题 15．如图所示，竖直放置在水平面上的两汽缸底部由容积可忽略的细管连接，左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，左、右两汽缸内各有一个活塞将缸内封闭一定质量的理想气体，左、右活塞质量分别为0.5m、2m，轻质细弹簧上端与天花板连接、下端与左侧汽缸内活塞相连。初始时，两缸内活塞离缸底的距离均为h，两活塞相平，大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸导热性能良好，环境温度为，封闭气体质量保持不变，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，汽缸足够长，求： (1)开始时弹簧的形变量； (2)使环境温度缓慢升高为2，则右侧汽缸中活塞移动的距离为多少？ (3)若（2）过程中系统内能增加了，则系统吸收的热量为多少？ 16．如图所示，一内横截面积的圆柱形气缸静置于水平地面上，气缸下部有小缺口与外界大气连通。气缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在气缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑时停止加热，活塞同时停止下滑。活塞下滑过程中与气缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 (1)求活塞与气缸内壁之间的滑动摩擦力大小f； (2)求活塞下滑时气体的温度； (3)从开始加热到活塞下滑的过程中，气体从外界吸收的热量，求此过程中气体内能的增加量。 17．如图所示，一固定直立气缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒横截面积为2S，长度为L，其中有一质量不计的薄活塞A，下部圆筒长度足够长，横截面积为S，其中有一质量不计的薄活塞B，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A上方封闭1mol氦气（可视为理想气体），活塞A、B之间封闭2mol氦气（可视为理想气体），图示时刻整个系统处于热平衡态，两部分密闭气体温度相同，活塞A处在上部圆筒正中央，活塞B下方的大气压强为常量p0，气缸壁、活塞均不导热。 (1)对处在温度为T的平衡状态的该理想气体，其内能U=nRT，利用该常数可将理想气体的三个实验定律统一为pV=nRT，即克拉伯龙方程（n为物质的量，R为气体普适常数）。求图示时刻密闭气体的温度及活塞A、B之间的距离； (2)现通过灯丝对活塞A上方气体缓慢加热，活塞A恰好到达上圆筒底部时，气体处于热平衡态，求气体从灯丝中吸收的热量Q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $