无锡滨湖区无锡金桥双语实验学校初中部高中物理选修三第三章《热力学定律》测试(含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID：130340]某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。

该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。

他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（）
A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大2．(0分)[ID：130332]一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能），在温度升高的过程中（）
A．气体分子的平均动能可能不变B．外界一定对气体做功
C．气体一定从外界吸收热量D．气体的内能一定增加
3．(0分)[ID：130328]一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（）
A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量
B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加
4．(0分)[ID：130323]下列说法正确的是（）
A．物体放出热量，其内能一定减小
B．物体对外做功，其内能一定减小
C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
5．(0分)[ID：130305]如图是某喷水壶示意图．未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出．储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变．则
A．充气过程中，储气室内气体内能增大
B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大
C．喷水过程中，储气室内气体放热
D．喷水过程中，储气室内气体压强增大
6．(0分)[ID：130286]科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。

把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。

下列说法中正确的是（）
A．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用
B．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大
D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体
7．(0分)[ID：130285]如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a和b。

现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，下列说法正确的是()
A．b的温度升高
B．a的体积增大，压强变小
C．加热后b的分子热运动比a的分子热运动更激烈
D．b的体积减小，压强增大，但温度不变
8．(0分)[ID：130279]一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程回到初始状态A，其状态变化过程的p-V图像如图所示。

以下判断正确的是（）
A．气体在A→B过程放出的热量等于B→C过程吸收的热量
B．气体在A→B过程内能的减少量等于B→C过程内能的增加量
C．气体在B→C过程对外界做的功等于C→A过程外界对气体做的功
D．气体经A→B、B→C、C→A三个过程回到初始状态A，气体对外做功为零
9．(0分)[ID：130276]如图所示，有一固定的圆筒形绝热容器，用绝热活塞密封一定质量的气体，当活塞处位置a时，筒内气体压强等于外界大气压，当活塞在外力作用下由位置a 移动到位置b的过程中，下列说法正确的是（）
A．气体分子间作用力增大
B．气体压强增大
C．气体分子的平均动能减小
D．气体内能增加
10．(0分)[ID：130264]如图所示为一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的p—T图，在由A变化到B的过程中（）
A．气体的密度一直变大
B．气体的内能一直变大
C．气体的体积一直减小
D．单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少
11．(0分)[ID：130262]下列说法正确的是（）
A．物体吸收热量，其内能一定增加
B．物体对外做功，其内能一定减少
C．物体吸收热量同时对外做功，其内能一定增加
D．物体放出热量同时对外做功，其内能一定减少
12．(0分)[ID：130259]一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p—V图象如图所示。

在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。

对于这两个过程，下列说法正确的是（）
A．气体经历过程1，其温度不变
B．气体经历过程1，其内能减小
C．气体在过程2中一直向外放热
D．气体经历过程1时对外做的功与经历过程2时相同
二、填空题
13．(0分)[ID：130439](1)从100m高空由静止开始下落的水滴，在下落的整个过程中，假定有50%的动能转化为水滴的内能，则水滴温度升高________o C；[水的比热容c＝
4.2×103J/（kg·o C）]
(2)子弹以200m/s的速度射入固定的木板，穿出时速率为100m/s，若子弹损失的机械能完全转化为内能，并有50%被子弹吸收，则子弹温度可升高________o C。

[子弹的比热容为130J/（kg·o C）]
14．(0分)[ID：130407]某一理想气体，外界对其做了100 J的正功，同时理想气体又从外界吸收120J的热量，则这个过程气体的体积________(填“增大”“不变”或“减小”)，气体的压强________(填“增大”“不变”或“减小”)，气体的温度________(填“升高”“不变”或“降低”)，气体的内能________(填“增加”或“减少”)________J
15．(0分)[ID：130396]在大力提倡“节能减排、低碳生活，建设美丽中国”的今天，绿色环保已经成为了人们重要的出行方式。

小莉家为此买了一辆凤凰牌的自行车，在用打气筒给轮胎快速打气后发现筒的外壁变热了，则在打气活塞向下压缩气体过程中，外界对气体
________（填“做正功”“做负功”或“不做功”）；气筒内的气体分子的平均动能________（填“增加”“减少”或“不变”）；单位时间内对筒壁单位面积碰撞的次数________（填“增加”“减少”或“不变”）。

16．(0分)[ID：130383]能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：________；
________；天然气．清洁能源有________；________；风能等．
17．(0分)[ID：130377]如图所示，在气缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同．把气缸和活塞固定，使气缸内气体升高到一定的温度，气体吸收的热量为Q1，在这一过程中，气体经历了________过程，（选填“等温”“等压”或“等容”）．如果让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），也使气缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2，则Q1________Q2．（选填“大于”“等于”或“小于”）
18．(0分)[ID：130375]以下说法正确的是（）
A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
B．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
C．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形
D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强增大
19．(0分)[ID：130364]一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积______(选填“>”、“=”或“<”)在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为U，则气体与外界之间传递的热量为______．
20．(0分)[ID：130358]如图所示，在长为l=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4 cm高的水银柱封闭着51 cm长的理想气体，管内外气体的温度相同。

现将水银缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平。

(大气压强p0=276cmHg)
①求此时管中封闭气体的压强；___
②此过程封闭气体_____(填“吸热”或“放热”)，内能____(填“增大”、“减小”或“不变”)
三、解答题
21．(0分)[ID：130548]如图所示，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体汽缸内装有理想气体，压强均为p0、体积均为V0。

缓慢加热A中气体，使A中气体体积变为原来的1.2倍。

设环境温度始终保持不变。

(1)求此时汽缸A中气体的压强p A；
(2)此过程B中气体吸热还是放热？试分析说明。

22．(0分)[ID：130543]如图所示，一定质量的理想气体，经历A→B→C→A的过程，其中A→B是双曲线的一部分。

则
（1）气体从A到B的过程中，吸收热量还是放出热量，请分析说明。

（2）从C到A的过程中，气体对外做功还是外界对气体做功，做了多少功？
（3）若在A→B→C→A的整个过程中，气体对外界放出86J的热量，从A到B的过程中，对外做了多少功？
23．(0分)[ID ：130522]如图所示，厚度和质量不计、横截面积为S ＝10 cm 2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T 0＝300 K ，压强为p ＝0.5×105 Pa ，活塞与汽缸底的距离为h ＝10 cm ，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa.求：
(1)此时桌面对汽缸的作用力大小F N ；
(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T ，此过程中气体吸收热量为Q ＝7J ，内能增加了ΔU ＝5J ，整个过程活塞都在汽缸内，求T 的值.
24．(0分)[ID ：130497]如图所示，内壁光滑、足够高的圆柱形汽缸竖直放置，内有一质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体。

已知活塞横截面积为S ，外界大气压强为p 0，缸内气体温度为T 1。

现对汽缸内气体缓慢加热，使气体体积由V 1增大到V 2，该过程中气体吸收的热量为Q 1，已知重力加速度为g ，求：
(1)停止加热时缸内气体的温度；
(2)该过程中气体内能的变化。

25．(0分)[ID ：130493]如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量20kg m =、横截面积2100cm S =的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热。

初始时气体的温度27t =℃，活塞距离汽缸底部的高度108m h =．，大气压强501010Pa p =⨯．。

现给电热丝通电缓慢加热气体，使活塞缓慢上升
高度02m h =．
，此过程中电热丝放出的热量为500J ，重力加速度g 取210m/s ，求： (1)初始时气体的压强
(2)活塞上升202m h =．
时，气体的温度为多少摄氏度； (3)此过程中气体内能的增加量。

26．(0分)[ID：130470]如图甲所示，竖直放置的气缸高H=18cm，距缸底h=11cm的光滑内壁上安装有小支架，质量m=1kg，横截面积S=1⨯10-3m2的活塞静置于支架上。

缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度t o=27°C，压强等于大气压强p o=1.0⨯105Pa。

活塞与内壁接触紧密。

现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至T=450K，此过程气体内能增加了13.6J，热力学温度与摄氏温度之间的数量关系取T=t+273，重力加速度g取10m/s2。

求：
(1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度T；
(2)在如图乙所示的p—V图上，画出整个过程中汽缸内气体的状态变化；
(3)整个过程气体吸收的热量Q。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
2．D
3．C
5．A
6．B
7．A
8．B
9．C
10．D
11．D
12．B
二、填空题
13．12577
14．增大增大升高增加220
15．做正功增加增加
16．煤炭石油水力发电太阳能
17．等容小于
18．C
19．【解析】试题分析：据AB两点与绝对零度连线分析其斜率变化判断体积变化斜率越大体积越小B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率则B状态气体的体积大于A状态气体的体积根据热力
20．85cmHg放热不变
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
解析：B
因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，活塞上移，外界对气体做功，因汽缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变，因此B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2．D
解析：D
AD ．理想气体不计分子势能，温度升高，分子平均动能增大，内能一定增加，故D 正确，A 错误；
BC ．内能增加，外界可能对气体做功，也可能气体从外界吸收热量，故BC 错误。

故选D 。

3．C
解析：C
A ．根据图象可以知道，A→
B ，气体的压强体积都变大， PV 的乘积变大，根据
C PV T
=可知气体的温度升高，所以气体的分子平均动能增加；温度升高则内能增加，而体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律知气体要吸收热量，选项A 错误；
B ．由B→
C ，气体做的是等容变化，分子数密度不变；等容变化，压强减小，温度降低，内能减小；体积不变，0W =，内能减小，气体放出热量；选项B 错误；
C ．C→A 过程，气体做的是等压变化，体积减小，根据C PV T
=可知温度降低，则气体内能减小，体积减小则外界对气体做功，根据热力学第一定律知气体放出热量，选项C 正
D ．经过一个循环过程后，回到A 点，温度跟初始温度相同，则内能不变，选项D 错误。

故选C 。

4．C
解析：C
试题分析：做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W ．
解：A 、物体放出热量，若外界对物体做更多的功大于放出的热量，内能可能增加，故A 错误；
B 、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B 错误；
C 、物体吸收热量，同时对外做功W ，如二者相等，则内能可能不变，若Q ＞W ，则内能增加，若W ＞Q ，则内能减少，故C 正确；
D 、物体放出热量，Q ＜0，同时对外做功，W ＜0，则△U ＜0，故内能一定减少，故D 错误．
故选C ．
【点评】热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况，要在理解的基础上记住公式：△U=W+Q ，同时要注意符号法则的应用．
5．A
解析：A
充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，故气体内能增大，选项A 正确，B 错误；喷水过程中，气体对外做功，W ＜0；由于气体温度不变，则0E ∆=,根据E W Q ∆=+可知，储气室内气体吸热，选项C 错误；喷水过程中，储气室内气体体积增大，温度不变，则根据PV K T
=可知压强减小，选项D 错误；故选A. 6．B
解析：B
A ．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在表面张力的作用，故A 错误；
B ．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束，故B 正确；
C ．金属液体冷凝过程中，气体温度降低，内能减小，故C 错误；
D ．泡沫金属物理性质各向同性，它是多晶体，故D 错误。

故选B 。

7．A
解析：A
AB ．当a 加热时，气体a 的温度升高，压强增大，由于K 与气缸壁的接触是光滑的，可以自由移动，所以a ，b 两部分的压强始终相同，都变大。

由于a 气体膨胀，b 气体被压缩，所以外界对b 气体做功，根据热力学第一定律得：b 的温度升高了，体积减小，压强变
大，故A正确，B错误；
C．a、b重新平衡后，则最终a、b压强相等，a体积大于b，由气体状态方程可知，a温度高于b，则加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈，故C错误；
D．b中气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，内能增加，温度升高，故D错误。

故选A。

8．B
解析：B
AB．气体在A→B过程气体体积不变，则W=0；压强减小，则根据pV
C
T
=可知温度降
低，内能减小∆U<0，则气体放出的热量Q=∆U；B→C过程气体体积变大，对外做功W′<0，
压强不变，根据pV
C
T
=可知，温度升高，内能变大∆U′>0，则吸收的热量Q′=∆U′+W′；因
AC两态温度相等，则∆U与∆U′的值大小相等，即气体在A→B过程内能的减少量等于B→C 过程内能的增加量，可知气体在A→B过程放出的热量小于B→C过程吸收的热量，选项A 错误，B正确；
C．根据W p V
=∆可知气体做功等于p-V图像与坐标轴围成的面积大小，由图像可知气体在B→C过程对外界做的功小于C→A过程外界对气体做的功，选项C错误；
D．由于气体做功等于p-V图像与坐标轴围成的面积，则气体经A→B、B→C、C→A三个过程回到初始状态A，外界对气体做功等于图中三角形ABC的面积大小，选项D错误。

故选B。

9．C
解析：C
D．当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，体积增大，气体对外界做功，而容器是绝热的，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，温度降低．故D错误；A．气体分子间的距离较大，体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间力减小，故A 错误；
B．根据理相气体状态方程
pV
C
T
=
可知温度降低，体积增大，则压强必定减小，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子的平均动能减小．故C正确；
故选C。

10．D
解析：D
AC．根据pV
C
T
=可得
C
p T
V
=因p-T图像上的点到原点连线的斜率与体积倒数成正比，
可知从A到B气体的体积一直变大，则密度减小，选项AC错误；
B．气体的温度先增加后不变，则气体的内能先变大，后不变，选项B错误；
D．因为气体的体积一直变大，则气体的分子数密度减小，气体的压强先不变后减小，可知单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少，选项D正确。

故选D。

11．D
解析：D
AB．根据热力学第一定律
∆=+
U W Q
可知，仅仅吸收热量或对外做功，其内能变化不能确定，故AB错误；
C．根据热力学第一定律
∆=+
U W Q
可知，吸收热量，同时对外做功，当吸收的热量小于对外做功的能量，内能则会减小，故C错误；
D．根据热力学第一定律
∆=+
U W Q
可知，物体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小，故D正确。

故选D。

12．B
解析：B
AB．1过程中与外界无热量交换，故Q=0，根据热力学第一定律：△U=W+Q，可知：
△U=W，过程1气体的体积变大，故气体对外做功，W＜0，故△U＜0，内能减小，温度降低，故A错误、B正确；
C．过程2先发生等容变化，做功W=0，压强P减小，根据查理定律可知，温度降低，内能减小△U＜0，根据热力学第一定律可得：Q=△U＜0，故在等容变化过程中气体放热；之后再发生等压过程，体积变大，根据盖吕萨克定律可知，温度升高，△U＞0，体积变大，故气体对外做功，W＜0，根据热力学第一定律可知，热量一定满足Q＞0，故等压过程一定吸热，气体经历过程2，先放热后吸热，故C正确；
D．经过1过程和2过程，气体对外做功均等于图像与坐标轴围成的“面积”大小，如图示，由图像可知S1>S2，则经历过程1时对外做的功大于经历过程2时对外做功，故D错误。

故选B。

二、填空题
13．12577
解析：12 57.7
(1)[1]总动能
E k ＝mgh
根据题设条件，得
50%mgh ＝cm Δt
由此可解得
Δt ≈0.12℃
(2)[2]设子弹的质量为m ，由题意得
221211()22
mv mv cm t η-∆＝ 所以升高的温度
Δt ＝2212()2v v c
η-≈57.7℃ 14．增大增大升高增加220
解析：增大 增大 升高 增加 220
[1]由题意可知，外界对气体做的功小于气体从外界吸收的热量，外界对气体做功，体积减小，气体吸收热量，体积增大，则气体体积增大；
[2]外界对气体做功体积减小，气体吸收热量使气体分子平均动能增加，所以气体压强增大；
[3][4][5]由热力学第一定律可得
=(100+120)J=220J U ∆
即理想气体内能增大，则温度升高。

15．做正功增加增加
解析：做正功 增加 增加
[1].快速压缩气体过程中，可认为气体和外界没有热交换，外界对气体做正功；
[2]．根据热力学第一定律，气体的内能增加，温度升高，故气体分子的平均动能增加；
[3]．根据气体实验定律，气体的体积减小、温度升高时，气体的压强增大，单位时间内气体分子对筒壁单位面积碰撞的次数增加。

16．煤炭石油水力发电太阳能
解析：煤炭 石油 水力发电 太阳能
能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：煤炭、石油、天然气、水力等，是促进社会进步和文明的主要能源；
清洁能源是不排放污染物的能源，有：水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等；
【点睛】
常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源．清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”．可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力
发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源．可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家．
17．等容小于
解析：等容 小于
[1]．缸和活塞固定时，气体体积不变，故做等容变化；
[2]．对一定量的气体内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，即
12U U U ∆=∆=∆；
第一种情况，气缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功，W 1=0；
第二种情况，活塞自由移动，气体体积增大，气体对外做功，W 2＜0，
由热力学第一定律
U W Q ∆=+
可知
1111Q U W U U =∆-=∆=∆．
22221Q U W U W U Q =∆-=∆->∆>
【点睛】
气体体积不变，气体不做功，气体体积变大时气体对外做功；对一定量的理想气体内能由温度决定，温度变化量相同，物体内能变化相同；应用热力学第一定律即可解题．
18．C
解析：C
A 、热运动是分子无规则的运动，而布朗运动并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动．故A 错误；
B 项：温度是分子平均动能的标志，与物体的运动状态无关，故B 错误；
C 项：在完全失重的情况下，就只剩下表面张力了，会尽量把融化的金属变成球形，C 正确；
D 项：饱和汽的压强只与温度有关，故D 错误．
19．【解析】试题分析：据AB 两点与绝对零度连线分析其斜率变化判断体积变化斜率越大体积越小B 与绝对零度-273℃连线的斜率小于A 与绝对零度-273℃连线的斜率则B 状态气体的体积大于A 状态气体的体积根据热力 解析：< W Q -∆
【解析】
试题分析：据A ，B 两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小
B 与绝对零度-273℃连线的斜率小于A 与绝对零度-273℃连线的斜率，则B 状态气体的体积大于A 状态气体的体积，根据热力学第一定律可得Q W U =-∆
20．85cmHg 放热不变
解析：85cmHg 放热 不变
①[1]以玻璃管内的气体为研究对象，气体的状态参量
初状态p1=p0+h1=76+4=80cmHg，V1=51S
末状态参量p1=p0+H=（76+H）cmHg，V2=（57-H）S
气体发生等温变化，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
代入数据解得p2=85cmHg；
②[2][3]气体发生等温变化，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体要放出热量。

三、解答题
21．
(1) 1.25p0；(2) 放热；见解析
(1)汽缸B中气体等温变化，变化后的体积
V B＝0.8V0
根据玻意耳定律
p0V0＝p B V B
解得
p B＝1.25p0
所以汽缸A中气体的压强
p A＝p B＝1.25p0
(2)放热。

因环境温度不变，故导热汽缸B中气体温度不变，其内能也不变；因活塞对B中气体做功，根据热力学第一定律知，气体向外界放热。

22．
（1）吸热，分析见解析；（2）外界对气体做功，600J；（3）514J
（1）A→B是双曲线的一支，故为等温变化，内能不变。

体积增大，气体对外做功，即
W AB为负，由热力学第一定律可知，气体吸收热量
（2）由图可知，从C到A的过程是等压变化，体积减小，故外界对气体做功。

W CA=p（V C-V A）
解得
W CA=600J
（3）在A→B→C→A的整个过程中，气体的内能不变，而B→C的过程中为等容变化，做功为零
由热力学第一定律
W AB+W CA-Q=0
解得
W AB=-514J
即对外做功514J
23．
(1)50 N(2)720 K
【解析】
解：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F N ＋pS ＝p 0S ，
得F N ＝(p 0－p )S ＝50 N.
(2)设温度升高至T 时，活塞与汽缸底的距离为H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )，
由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W .
解得H ＝12 cm
气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程，得00P SH PSh T T
= 解得00720P H T T K Ph
== 24． (1)21V V T 1；(2)Q 1－（p 0＋mg S
）（V 2－V 1） (1)加热过程中气体等压膨胀，由
1212
V V T T = 得
2211
V T T V = (2)设加热过程中，封闭气体内能增加ΔU ，因气体体积增大，故此过程中气体对外做功
W <0
由热力学第一定律知
ΔU ＝Q 1＋W
其中
W ＝－p ΔV ＝－(p 0＋
mg S )(V 2－V 1) 内能变化
ΔU ＝Q 1－(p 0＋mg S
)(V 2－V 1) 25．
(1)51.210Pa p =⨯；(2)2102t =℃；(3)260J
(1)对活塞受力分析，根据共点力平衡原理得
0pS p mg =+
51.210Pa p =⨯
(2)气体缓慢加热过程中，处于等压变化
11V Sh =，212()V S h h =+，()127327K=300K T =+。