人教版高二物理选修3-3《热学》计算题专项训练(详细解析)
人教版物理选修3-3热学计算题专项突破训练解析汇报版
热学计算题（二）1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求：Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出．2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧．（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm）3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。
左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。
现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。
4.如图所示，内径粗细均匀的U 形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l 1=14cm ，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l 2=24cm 的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm ，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p 0=76cmHg ，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均 为m 的密闭活塞，活塞A 导热，活塞B 绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l 0，温度为T 0．设外界大气压强为P 0保持不变，活塞横截面积为S ，且mg=P 0S ，环境温度保持不变．求：在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m 时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B 下降的高度．6.如图，在固定的气缸A 和B 中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A ：S B =1：2，两活塞以穿过B 的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A 、B 中气体的体积皆为V 0，温度皆为T 0=300K ．A 中气体压强P A =1.5P 0，P 0是气缸外的大气压强．现对A 加热，使其中气体的体积增大41V 0，温度升到某一温度T ．同时保持B 中气体的温度不变．求此时A 中气体压强（用P 0表示结果）和温度（用热力学温标表达）7.如图所示为一简易火灾报警装置.其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27℃时，空气柱长度L 1为20cm ，水银上表面与导线下端的距离L 2为10cm ，管内水银柱的高度h 为13cm ，大气压强P 0=75cmHg.（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm 高的水银柱？8.如图所示，导热气缸A 与导热气缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞面积S A 、S B 的比值4：1，两气缸都不漏气；初始状态系统处于平衡，两气缸中气体的长度皆为L ，温度皆为t 0=27℃，A 中气体压强PA=87P 0，P 0是气缸外的大气压强；（Ⅰ）求b 中气体的压强； （Ⅱ）若使环境温度缓慢升高，并且大气压保持不变，求在活塞移动位移为2L 时环境温度为多少摄氏度？9.如图，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为P 0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的41，活塞b 在气缸的正中央．（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a 上升，当活塞a 上升的距离是气缸高度的161时，求氧气的压强．10.A 、B 汽缸的水平长度均为20 cm 、截面积均为10 cm 2，C 是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D 为阀门．整个装置均由导热材料制成．起初阀门关闭，A 内有压强A P ＝4.0×105 Pa 的氮气．B 内有压强=B P 2.0×105 Pa 的氧气．阀门打开后，活塞C 向右移动，最后达到平衡．求活塞C 移动的距离及平衡后B 中气体的压强．11.如图所示，内壁光滑长度为4l 、横截面积为S 的汽缸A 、B ，A 水平、B 竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p 0的环境中，活塞C 、D 的质量及厚度均忽略不计．原长3l 、劲度系数03p S k l=的轻弹簧，一端连接活塞C 、另一端固定在位于汽缸A 缸口的O 点．开始活塞D 距汽缸B 的底部3l ．后在D 上放一质量为0p S m g =的物体．求： （1）稳定后活塞D 下降的距离；（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D 再回到初位置，则气体的温度应变为多少？答案解析1.解：Ⅰ．以玻璃管内封闭气体为研究对象，设玻璃管横截面积为S，初态压强为：P1=P0+h=75+25=100cmHg，V1=L1S=30S，倒转后压强为：P2=P0﹣h=75﹣25=50cmHg，V2=L2S，由玻意耳定律可得：P1L1=P2L2 ，100×30S=50×L2S，解得：L2=60cm；Ⅱ．T1=273+27=300K，当水银柱与管口相平时，管中气柱长为：L3=L﹣h=100﹣25cm=75cm，体积为：V3=L3S=75S，P3=P0﹣h=75﹣25=50cmHg，由理想气体状态方程可得：代入数据解得：T3=375K，t=102℃2.解：（ⅰ）由于气柱上面的水银柱的长度是25cm，所以右侧水银柱的液面的高度比气柱的下表面高25cm，所以右侧的水银柱的总长度是25+5=30cm，试管的下面与右侧段的水银柱的总长45cm，所以在左侧注入25cm长的水银后，设有长度为x的水银处于底部水平管中，则 50﹣x=45解得 x=5cm即5cm水银处于底部的水平管中，末态压强为75+（25+25）﹣5=120cmHg，由玻意耳定律p1V1=p2V2代入数据，解得：L2=12.5cm（ⅱ）由水银柱的平衡条件可知需要也向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间．这时空气柱的压强为：P3=（75+50）cmHg=125cmHg由查理定律，有： =解得T3=375K3.①88cmHg；②4．5cm①设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象．初状态p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S，两管液面相平时，Sh1＝3Sh2，h1＋h2＝4 cm，解得h2＝1 cm，此时右端封闭管内空气柱长l＝10 cm，V2＝10×3S＝30S气体做等温变化有p1V1＝p2V2即80×33S＝p2×30S 解得p2＝88cmHg②以左管被活塞封闭气体为研究对象p1′＝76 cmHg，V1′＝11S，p2＝p2′＝88 cmHg气体做等温变化有p1′V1′＝p2′V2′解得V2′＝9．5S活塞推动的距离为L＝11 cm＋3 cm－9．5 cm＝4．5cm4.解：设管的横截面积为S，活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为l′，左侧管做等压变化，则有：其中，T=280K，T′=300K，解得：设平衡时右侧管气体长度增加x，则由理想气体状态方程可知：其中，h=6cmHg解得：x=1cm所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为25cm．5.解：对I气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：所以，对 II气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：所以，l 2=l 0B活塞下降的高度为：=l 0；6.解：活塞平衡时，由平衡条件得：P A S A +P B S B =P 0（S A +S B ） ①，P A ′S A +P B ′S B =P 0（S A +S B ） ②，已知S B =2S A ③， B 中气体初、末态温度相等，设末态体积为V B ，由玻意耳定律得：P B ′V B =P B V 0 ④，设A 中气体末态的体积为V A ，因为两活塞移动的距离相等， 故有=⑤，对A中气体，由理想气体状态方程得：⑥，代入数据解得：P B=，P B ′=，P A ′=2P 0，V A=，V B=，T A==500K ，7.①177℃②8 cm8.解：（1）设初态汽缸B 内的压强为p B ，对两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有：p A S A +p 0S B =p B S B +p 0S A …①据已知条件有：S A ：S B =4：1…②联立①②有：p B =；（2）设末态汽缸A 内的压强为p A '，汽缸B 内的压强为p B '，环境温度由上升至的过程中活塞向右移动位移为x ，则对汽缸A 中的气体由理想气体状态方程得：…③对汽缸B 中的气体，由理想气体状态方程得：…④对末态两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有：p A 'S A +p 0S B =p B 'S B +p 0S A …⑤联立③④⑤得：t=402℃．9.解：（ⅰ）活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程．设气缸A 的容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度为T 2，按题意，气缸B 的容积为V 0，则得：V 1=V 0+•V 0=V 0，①V 2=V 0+V 0=V 0，②根据盖•吕萨克定律得： =，③由①②③式和题给数据得：T 2=320K ； ④ （ⅱ）活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V 1′，压强为P 1′，末态体积为V 2′，压强为P 2′，由题给数据有，V 1′=V 0，P 1′=P 0，V 2′=V 0，⑤由玻意耳定律得：P 1′V 1′=P 2′V 2′，⑥由⑤⑥式得：P 2′=P 0．⑦ 10.7.6cm 3×105Pa 解析：由玻意耳定律，对A 部分气体有 S x L P LS P A )(+= ① 对B 部分气体有S x L P LS P B )(-= ②代入相关数据解得x =7.6cm ，P ＝3×105 Pa11.解：（1）开始时被封闭气体的压强为，活塞C 距气缸A 的底部为l ，被封气体的体积为4lS ，重物放在活塞D 上稳定后，被封气体的压强为：活塞C将弹簧向左压缩了距离，则活塞C受力平衡，有：根据玻意耳定律，得：解得：x=2l活塞D下降的距离为：（2）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得解得：。
人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试卷(有答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130346]气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J2．(0分)[ID：130317]如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体（不考虑分子势能）．将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能，气缸和活塞间摩擦不计．则（）A．若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体压强一定减小B．若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体内能一定减小C．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表示数将变小D．若拉动活塞使气缸内气体体积增大时，则需加一定的力，这说明气体分子间有引力3．(0分)[ID：130311]下列说法不正确．．．的是A．中国第一位进入太空的宇航员是杨利伟B．中国的卫星导航系统叫北斗导航系统C．能量是守恒的，我们不需要节约能源D．能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性．能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的．4．(0分)[ID：130307]图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对5．(0分)[ID：130302]如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )图13－2－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加6．(0分)[ID：130300]一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中ab与竖直轴平行，bc的延长线通过原点，cd与水平轴平行，da与bc平行，则 ( )A．ab过程中气体温度不变，气体不吸热也不放热B．bc过程中气体体积保持不变，气体放出热量C．cd过程中气体体积不断增加，气体吸收热量D．da过程中气体体积保持不变，气体放出热量7．(0分)[ID：130291]一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p—T图象如图所示，其中线AB与OT轴平行，线段BC与Op轴平行。
人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题(含答案)
人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题（含答案）1．下列说法中正确的是A. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C. 食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D. 由于液体表面分子间距离大于液体部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势2．下列关于布朗运动的说法，正确的是A. 布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动B. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D. 当物体温度达到0°C 时，物体分子的热运动就会停止3．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度a T 和b T 下的速率分布情况，下列说确的是A. a b T TB. 随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大C. 随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加D. 若从a T 到 b T 气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量4．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。
如图所示为分子势能E p 随分子间距离r 变化的图象，取r 趋近于无穷大时E p 为零。
通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说确的是A. 假设将两个分子从r = r 2处释放，它们将开始远离B. 假设将两个分子从r =r 2处释放，它们将相互靠近C. 假设将两个分子从r =r 1处释放，它们的加速度先增大后减小D. 假设将两个分子从r =r 1处释放，当r =r 2时它们的速度最大5．如图所示，一导热性能良好．．．．．的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计。
气缸封闭了一定质量的气体，气体分子间的相互作用不计。
现缓慢地逐渐向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中A. 气体的能增大B. 气缸分子的平均动能增大C. 单位时间撞击气缸壁单位面积上的分子数一定增多D. 因为外界对气体做了功，所以气体的温度是升高的7．下列说法中正确的是A. 物体的温度升高时，其部每个分子热运动的动能一定增大B. 气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C. 物体的机械能增大，其部每个分子的动能一定增大D. 分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小8．关于热现象，下列说法不正确的是A. 若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量，则气体分子的平均动能减小B. 悬浮在液体中的颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈C. 液晶与多晶体一样具有各向同性D. 当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小9．下列改变物体能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体能的有A. 用锯子锯木料，锯条温度升高B. 照射地面，地面温度升高C. 锤子敲击钉子，钉子变热D. 擦火柴时，火柴头燃烧起来10．下列说法中正确的是A. 物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的能一定比乙物体的能大B. 温度相等的两个物体接触，它们各自的能不变且能也相等C. 若冰熔化成水时温度不变且质量也不变，则能是增加的D. 每个分子的能等于它的势能和动能之和11．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，假设袋气体与外界没有热交换，当充气袋的四周被挤压时A. 外界对袋气体做功，气体能增大，温度升高B. 外界对袋气体做功，气体能减小，温度降低C. 袋气体对外界做功，气体能增大，温度不变D. 袋气体对外界做功，气体能减小，温度降低12．下列说确的是A. 常温常压下，一定质量的气体，保持体积不变，压强将随温度的增大而增大B. 用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功3.5×105J同时空气的能增加了2.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105JC. 物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零D. 热量从低温物体传到高温物体是不可能的13．下列说法中正确的是A. 当两分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的距离越大，分子势能越小B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面力的作用C. 在空气中一定质量的100ºC的水吸收热量后变成100ºC的水蒸汽，则吸收的热量大于增加的能D. 对一定质量的气体做功，气体的能不一定增加E. 热量不可以从低温物体向高温物体传递14．关于热现象，下列说法中正确的是A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分于运动的无规则性B. 扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动C. 自然界中所有宏现过程都具有方向性D. 可利用高科技手段、将流散的能全部收集加以利用，而不引起其他变化E. 对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到15．下列说法中，表述正确的是A. 气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和.B. 理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的C. 外界对气体做功时，其能可能会减少D. 给自行车打气，越打越困难主要是因为胎气体压强增大，而与分子间的斥力无关16．关于布朗运动，下列说法中正确的是A. 布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用B. 布朗运动是分子无规则运动的反映C. 悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D. 布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动E. 布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关17．下列说法中正确的是A. 只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数B. 硬币或者钢针能够浮于水面上，是由于液体表面力的作用C. 晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性D. 影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距E. 随着科技的发展，可以利用高科技手段，将散失在环境中的能重新收集起来加以利用而不引起其他变化18．18．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态。
人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130335]下列说法正确的是（）A．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的B．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律2．(0分)[ID：130329]一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量3.8×104J，则该理想气体的（）A．温度降低，密度减小B．温度降低，密度增大C．温度升高，密度减小D．温度升高，密度增大3．(0分)[ID：130327]如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de 四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。
下列说法正确的是（）A．ab过程中气体分子热运动平均动能增加B．bc过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C．cd过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D．de过程中气体对外放出热量，内能不变4．(0分)[ID：130326]一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大5．(0分)[ID：130318]用密闭活塞封闭在气缸内一定质量的某种理想气体，如果气体与外界没有热交换，下列说法正确的是A．若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大B．若气体分子的平均动能增大，则气体的压强可能减小C．若气体分子的平均距离增大，则气体的压强一定增大D．若气体分子的平均距离增大，则气体的压强可能不变6．(0分)[ID：130315]下列说法正确的是A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少7．(0分)[ID：130311]下列说法不正确．．．的是A．中国第一位进入太空的宇航员是杨利伟B．中国的卫星导航系统叫北斗导航系统C．能量是守恒的，我们不需要节约能源D．能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性．能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的．8．(0分)[ID：130308]如图所示，A、B为两相同的绝热气缸，用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体，活塞和杠杆质量不计，活塞和杠杆接触，忽略一切摩擦．O为固定轴，且MO=NO，将A中气体温度升高（变化不大）到杠杆MN重新平衡，下列说法正确的是（）A．B中气体温度不变B．B中气体温度降低C．A中气体克服外力做功，外界对B气体做功D．A中气体内能增加，B中气体内能减少9．(0分)[ID：130273]根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（）A．功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功B．热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的D．随着技术的进步，热机的效率可以达到100%10．(0分)[ID：130266]夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法不正确的是（）A．气体的内能减少B．气体的内能增大C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D．气体分子的平均动能减小11．(0分)[ID：130258]如图所示，一个密闭气缸封闭着一部分空气。
【单元练】人教版高中物理选修3第三章【热力学定律】测试题(含答案解析)
一、选择题1．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子的体积B．一定质量的理想气体温度升高，产生的压强一定增大C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律D解析：DA．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体的分子所占据的空间大小，不能算出气体分子体积，A错误；B．根据理想气体状态方程pVCT=可知温度升高，压强不一定增大，B错误；C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，布朗运动越明显，C错误；D．第二类永动机不可能制成的原因是因为其违背了热力学第二定律，D正确。
故选D。
2．下列说法正确的是（）A．凡是能量守恒的过程就一定会发生B．摩擦生热的过程是不可逆的过程C．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机B解析：BA．各种物理过程能量是守恒的，但是自然界的宏观过程具有方向性，故A错误；B．通过摩擦生热，能量耗散了，即能量可以利用的品质降低了，这是不可逆过程，故B正确；C．空调机既能致热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；D．虽然总能量守恒，但随着能量耗散，能量可以利用的品质降低了，故D错误。
故选B。
3．如图所示为一定质量的氦气（可视为理想气体）状态变化的V T-图像。
已知该氦气所含的氦分子总数为N，氦气的摩尔质量为M，在状态A时的压强为0p。
已知阿伏加德罗常数为AN，下列说法正确的是（）A ．氦气分子的质量为M NB ．B 状态时氦气的压强为02pC ．B→C 过程中氦气向外界放热D ．C 状态时氦气分子间的平均距离03AV d N =解析：CA ．氦气分子的质量 AM m N =故A 错误； B ．由图示图象可知，A 到B 过程气体体积不变，由查理定律得A B A Bp p T T = 即0002B p p T T = 解得00.5B p p =故B 错误；C ．由图示图象可知，B →C 过程中氦气温度不变而体积减小，气体内能不变，外界对气体做功，即△U =0，W ＞0由热力学第一定律△U =W +Q 可知0Q U W W =∆-=-＜氦气向外界放出热量，故C 正确；D ．由图示图象可知，在状态C 氦气的体积为V 0，气体分子间距离远大于分子直径，可以把一个分子占据的空间看做正方体，设分子间的平均距离为d ，则30Nd V =解得03V d N=故D 错误。
高考物理一轮复习 选修3-3 3 热力学定律与能量守恒练习(含解析)-人教版高三选修3-3物理试题
热力学定律与能量守恒考点一热力学第一定律的理解和应用【典例1】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【通型通法】1.题型特征：热力学第一定律的应用。
2.思维导引：气体的内能仅与状态有关，气体返回到原状态，整个过程中气体内能变化为零。
【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J，气体的内能增加了160J。
(2)气体从状态2回到状态1的过程中内能的减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，如此从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′=-160J，又Q′=-240J，根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′，所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J，即外界对气体做功80J。
答案：(1)增加了160J (2)外界对气体做功80J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：(1)符号法如此。
符号W Q ΔU(2)三种特殊情况。
2.做功和热传递的区别与联系：看能的性质能的性质发生了变化能的性质不变变化情况联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是一样的【加固训练】(多项选择)如下列图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两局部。
a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。
抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。
在此过程中( )A.气体对外界做功，内能减少B.气体不对外界做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少【解析】选B、D、E。
a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q=0，由热力学第一定律知，ΔU=0，故B正确；稀薄气体可看作理想气体，内能不变，如此温度不变，由玻意耳定律知压强减小，故C错误，D、E正确。
高二物理人教版选修3-3第十章 热力学定律单元练习题(含详细答案)
第十章热力学定律一、单选题(1.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J2.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是()A．气体体积增大时，其内能一定减少B．外界对气体做功，气体内能一定增加C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．气体温度升度，其分子平均动能一定增加3.下列现象属于能量耗散的有()A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖4.一个孤立的热力学系统处于非平衡态和平衡态相比()A．处于非平衡态比处于平衡态有序B．处于平衡态比处于非平衡态有序C．处于非平衡态和处于平衡态有序程度相同D．有序程度要根据其他情况来定5.汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中()A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒6.下列说法正确的是()A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律7.关于内能的变化，以下说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变8.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来.其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确9.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加10.下列叙述中不正确的是 ()A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一二、多选题11.(多选)关于宏观态与微观态，下列说法正确的是()A．同一系统，在不同“规则”下，其宏观态可能不同B．宏观态越有序，其对应的微观态数目就越多C．一个宏观态往往对应有多个微观态，对应的微观态越多，这个宏观态的无序度越大D．一个宏观态可能是另一宏观态对应的微观态12.(多选)下列对能量耗散理解正确的是()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性13.(多选)下列说法中正确的是()A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变三、计算题14.如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定.现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变.求：(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q.15.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字).16.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ，物质的内能不变B.在区间Ⅲ，分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D.在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.四、填空题17.(1)从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取4台，其中原装和组装各2台的概率是________.(2)a、b两个分子分配在容器A、B里共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.那么N个分子分配在l个容器中，共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.18.关于气体的内能，下列说法正确的是________.A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加19.自发的过程总是倾向于出现较多________对应的宏观态，因此自发的过程总是从________向着________发展的.20.两只相同的容器中装有相同质量、相同温度和相同压强的同种气体，如图所示，A中活塞可以自由无摩擦地移动，B是密闭容器，现同时在同样条件下，对两容器加热，当它们吸收了相同的热量后，A容器中气体的内能__________(填“等于”“大于”或“小于”)B容器中气体的内能.21.(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做的功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”)，该过程中气体的内能________(填“增加”“减少”或“不变”).答案解析1.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J ＋Q，可得Q＝－4 J，即气体放热4 J，选项B对.2.【答案】D【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少；气体从外界吸收热量，可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增加，选项A、B、C错误.温度是分子平均动能的量度，气体温度升度，其分子平均动能一定增加，选项D正确.3.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散.4.【答案】A【解析】平衡态说明各处一样，没有差别，而无序意味着各处都一样、没有差别，所以，处于平衡态比处于非平衡态无序.5.【答案】C【解析】汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，汽车克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少.6.【答案】C【解析】热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律.7.【答案】C【解析】根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A 错，物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错，C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误.8.【答案】C【解析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的.9.【答案】A【解析】由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变.10.【答案】B【解析】市区禁止摩托车通行是为了减少尾气和废气的排放，从而改善空气质量；氟利昂可造成大气臭氧层空洞，所以推广无氟冰箱；CO2是温室效应的罪魁祸首；“白色污染”亟待解决；故本题的选项为B项.11.【答案】ACD【解析】12.【答案】BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对. 13.【答案】BC【解析】内能与零势能面的选取无关，重力势能与零势能面的选取有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误，B正确；绝热容器停止运动，内部气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确，D错误.14.【答案】(1)p＝p0＋(2)(p0S＋mg)h【解析】(1)设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡由p0S＋mg＝pS得p＝p0＋(2)由于气体的温度不变，则内能的变化ΔE＝0由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，Q＝－(p0S＋mg)h，气体放热.整个过程中通过缸壁传递的热量为(p0S＋mg)h.15.【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3J＝8×106J由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10) ℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.16.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量，体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，A错误，D 正确；又因为区间Ⅱ温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，物体的内能增加，理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W根据理想气体的状态方程有＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快.17.【答案】(1)(2)4lN【解析】(1)从6台原装和5台组装计算机中任意选取4台，共有C C＋C C＋C C＋C＋C 种选法，其中各占2台的选法有C C种，则概率为＝＝.(2)将A，B容器看作一个孤立系统，则每种分配情况可看作一个微观态，如下表：那么共有4个微观态，每个微观态出现的几率为，依次推广，可知N个分子在l个容器中共有lN 个微观态，每种微观态出现的几率为.18.【答案】CDE【解析】质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据＝C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确.19.【答案】微观态有序无序【解析】热力学第二定律表明热传递、扩散等宏观过程可以自发地向无序更大的方向发展，自发的过程总是倾向于出现较多微观态对应的宏观态，因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.20.【答案】小于【解析】A气体吸收热量后，温度升高，体积变大，对外做功，吸收的热量并没有全部增加气体的内能；而B气体吸收的热量全部增加了气体的内能，故A容器中气体的内能小于B容器中气体的内能.21.【答案】(1)放出 5.0×104(2)C增加【解析】(1)由热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2.0×105J＝－5.0×104J即气体放热5.0×104J.(2)C中表示等压变化，由题图知气体温度升高，内能增加.。
人教版高中物理选修3-3练习题：热学问题.docx
& 鑫达捷致力于精品文档精心制作仅供参考&高中物理学习材料一、选择题1．下列说法中正确的是( )A.功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功B.热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化C.热机的效率不可能大于1，但可能等于1D.热机的效率必定小于12．将一装有压缩空气的金属瓶的瓶塞突然打开，使压缩空气迅速跑出，当瓶内气体压强降至等于大气压p0时，立即盖紧瓶塞，过一段时间后，瓶内压强将：（设瓶外环境温度不变）A．仍为p0B．大于p0 C．小于p0D．无法确定3．用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示。
A 和B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则当两部分气体处于热)平衡时(C．分子的平均速率相等 D．分子数相等4．从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量（）A．氧气的密度和阿伏加德罗常数B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D．氧气分子的体积和氧气分子的质量5．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是( )A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小6．关于热力学定律，下列说法正确的是（）A. 在一定条件下物体的温度可以降到0KB. 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C. 吸收了热量的物体，其内能一定增加D. 压缩气体总能使气体的温度升高鑫达捷& 鑫达捷致力于精品文档 精心制作仅供参考 &鑫达捷7．一个铜块和一个铁块，它们的质量相等，铜块的温度T 1高于铁块的温度T 2，如果使铜块和铁块相接触，系统不与外界交换能量，则下列说法中正确的有（ ）A ．从铜块和铁块接触到达到热平衡过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B ．从铜块和铁块接触到达热平衡过程中，铜块放出的热量大于铁块吸收的热量C ．铜块和铁块达到热平衡时的温度T=T 1D ．铜块和铁块达到热平衡时的温度相同8．下图是某一微粒的布朗运动路线图。
(完整word版)高考选修3-3热学训练计算题
热学训练一解答热学计算题的基础知识1、热学计算题考查对象：一定质量的理想气体。
气体的研究对象一般为“一定质量”的“理想气体”。
理想气体具备以下特点：（1）气体分子本身无大小，可以认为是质点；（2）分子间的碰撞看成弹性碰撞，分子间除碰撞外不计分子间的相互作用力；（3）没有分子势能，只有分子动能，气体的热力学能（内能）是分子动能，只与温度有关；（4）满足三个实验定律和理想气体状态方程．2、近几年高考的热学计算题围绕理想气体的状态即体积、温度和压强的变化关系来考查，同时考查理想气体的内能变化与做功和热传递的关系。
3、描述理想气体状态的物理量：（1）体积V ：气体没有固定的体积，气体的体积由容器决定，容器的体积就是气体的体积（注意：气体可以充满整个容器，只要容器连通，气体都能扩散到每个空间，所以气体体积是连通的容器的总体积）。
若气体体积不变，那么气体分子密度不变、外界对气体做功为零（或不做功）；气体膨胀，体积增大，分子密度变小，对外做功；气体收缩，体积较小，分子密度增大，外界对气体做功。
（2）气体的温度：指气体的热力学温度，是气体平均动能的标志，同时也是内能的唯一决定因素（因为气体没有分子势能），温度越高，分子运动越激烈；（3）气体的压强：容器内气体压强处处相等，都是由于大量气体分子频繁撞击气壁产生的，与气体重力无关；两个容器只要有通道，气体分子可以自由流过，两个容器的压强一定相等；只要气体与大气相通，压强一定为大气压，气体和液体接触表面，压强相等。
液体的压强gh P ρ=，ρ表密度，g 表重力加速度，h 表液体的高度；对于水银来说，0P =76cmHG 代入上式刚好等于一个标准大气压；液体内部同一高度的地方，压强都相等；液体与气体相接触的地方压强也相等。
液体上部与大气相通，深为h 的地方压强gh P P ρ+=0。
固体的压强SF P =,F 表压力，S 表面积。
4、四个过程 指气体状态变化的四个过程：等温过程、等容过程、等压过程、绝热过程。
高中物理3-3热学练习题(含答案)
高中物理选修3-3热学（复习）试题一、单项选择题1、在测定分子大小的油膜实验中，下面的假设与该实验无关的是（）A．油膜的体积等于总的分子体积之和B．油膜为单层分子且都是球形C．分子是一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略D．油膜中分子沿直线排列2、关于分子的热运动，下述正确的是（）A．分子的热运动就是布朗运动B．布朗运动是悬浮在液体中微粒的分子的无规则运动，它反映微粒分子的无规则运动C．温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈D．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈3、右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功4、气体的温度升高了30℃，在热力学温标中，温度升高了（）A. 30KB. 273+30KC. 243KD. 303K5、下列关于内能的说法中，正确的是（）A．不同的物体，若温度相等，则内能也相等B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大C．对物体做功或向物体传热，都可能改变物体的内能D．冰熔解成水，温度不变，则内能也不变6、某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。
开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。
在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（）A．对外做正功，内能增大B．对外做正功，分子的平均动能减小C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小7、一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高1℃，它的压强增加量（）A. 相同B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 成正比例增大8、已知理想气体的内能与温度成正比。
如图，实线是汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能（）A、先增大后减小B、先减小后增大C、单调变化D、保持不变9、两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通，如图所示，A、B中所装气体温度分别为100ºC和200ºC，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高100ºC，则水银将（）A．向左移动 B．向右移动C．不动 D．无法确定10、在密闭的四壁绝热的房间里，使房里长期没工作的电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，经过一段较长时间之后（）A．房间内的温度将降低 B．房间内的温度将不变C．房间内的温度将升高 D．无法判断房间内温度的变化，铝的摩尔质量为M，铝的密度为ρ，则下列说法13、已知阿伏伽德罗常数为NA正确的是( )A．1kg铝所含原子数为ρN A B．1个铝原予的质量为M/N A/(ρM) D．1个铝原子所占的体积为M/(ρN A) C．1m3铝所含原子数为NA14、一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）A．物体机械能减小，内能增大B．物体机械能减小，内能不变C．机械能与内能总量减小D．机械能与内能总量不变15、下列说法正确的是（）A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C．热力学第二定律反映了自然界中任何宏观过程都具有方向性D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化16、如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。
人教版物理选修3-3热学计算 题专项突破训练(解析版)
热学计算题（二）1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求：Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出．2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧．（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm）3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。
左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。
现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。
4.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1=14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p0=76cmHg，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度．6.如图，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的体积增大V0，温度升到某一温度T．同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体压强（用P0表示结果）和温度（用热力学温标表达）7.如图所示为一简易火灾报警装置.其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣为20cm，水银上表器发出报警的响声.27℃时，空气柱长度L1面与导线下端的距离L为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，2=75cmHg.大气压强P（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？8.如图所示，导热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的导热活塞与两气缸间均无摩擦，两活塞面积S A、S B的比值4：1，两气缸都不漏气；初始状态系统处于平衡，两气缸中气体的长度皆为L，温度皆为t0=27℃，A中气体压强PA=P0，P0是气缸外的大气压强；（Ⅰ）求b中气体的压强；（Ⅱ）若使环境温度缓慢升高，并且大气压保持不变，求在活塞移动位移为时环境温度为多少摄氏度？9.如图，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．10.A、B汽缸的水平长度均为20 cm、截面积均为10 cm2，C是可在汽缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门．整个装置均由导热材料制成．起初阀门关闭，A内有压强＝4.0×105 Pa的氮气．B内有压强2.0×105Pa的氧气．阀门打开后，活塞C 向右移动，最后达到平衡．求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强．11.如图所示，内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3l、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点．开始活塞D距汽缸B的底部3l．后在D上放一质量为的物体．求：（1）稳定后活塞D下降的距离；（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少？答案解析1.解：Ⅰ．以玻璃管内封闭气体为研究对象，设玻璃管横截面积为S，初态压强为：P1=P0+h=75+25=100cmHg，V1=L1S=30S，倒转后压强为：P2=P0﹣h=75﹣25=50cmHg，V2=L2S，由玻意耳定律可得：P1L1=P2L2 ，100×30S=50×L2S，解得：L2=60cm；Ⅱ．T1=273+27=300K，当水银柱与管口相平时，管中气柱长为：L3=L ﹣h=100﹣25cm=75cm，体积为：V3=L3S=75S，P3=P0﹣h=75﹣25=50cmHg，由理想气体状态方程可得：代入数据解得：T3=375K，t=102℃2.解：（ⅰ）由于气柱上面的水银柱的长度是25cm，所以右侧水银柱的液面的高度比气柱的下表面高25cm，所以右侧的水银柱的总长度是25+5=30cm，试管的下面与右侧段的水银柱的总长45cm，所以在左侧注入25cm长的水银后，设有长度为x的水银处于底部水平管中，则 50﹣x=45解得 x=5cm即5cm水银处于底部的水平管中，末态压强为75+（25+25）﹣5=120cmHg，由玻意耳定律p1V1=p2V2代入数据，解得：L2=12.5cm（ⅱ）由水银柱的平衡条件可知需要也向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间．这时空气柱的压强为：P3=（75+50）cmHg=125cmHg由查理定律，有：=解得T3=375K3.①88cmHg；②4．5cm①设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象．初状态p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S，两管液面相平时，Sh1＝3Sh2，h1＋h2＝4 cm，解得h2＝1 cm，此时右端封闭管内空气柱长l＝10 cm，V2＝10×3S＝30S气体做等温变化有p1V1＝p2V2即80×33S＝p2×30S 解得p2＝88cmHg②以左管被活塞封闭气体为研究对象p1′＝76 cmHg，V1′＝11S，p2＝p2′＝88 cmHg气体做等温变化有p1′V1′＝p2′V2′解得V2′＝9．5S活塞推动的距离为L＝11 cm＋3 cm－9．5 cm＝4．5cm4.解：设管的横截面积为S，活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为l′，左侧管做等压变化，则有：其中，T=280K，T′=300K，解得：设平衡时右侧管气体长度增加x，则由理想气体状态方程可知：其中，h=6cmHg解得：x=1cm所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为25cm．5.解：对I气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：所以，对 II气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：所以，l2=l0B活塞下降的高度为：=l0；6.解：活塞平衡时，由平衡条件得：P A S A+P B S B=P0（S A+S B） ①，P A′S A+P B′S B=P0（S A+S B） ②，已知S B=2S A ③，B中气体初、末态温度相等，设末态体积为V B，由玻意耳定律得：P B′V B=P B V0 ④，设A中气体末态的体积为V A，因为两活塞移动的距离相等，故有=⑤，对A中气体，由理想气体状态方程得：⑥，代入数据解得：P B=，P B′=，P A′=2P0，V A=，V B=，T A==500K，7.①177℃②8 cm①封闭气体做等压变化，设试管横截面积为S，则初态：V1=20S，T1=300K，末态：V2=30S，由盖吕萨克定律可得：=，解得T2=450K，所以t2=177℃．②设当有xcm水银柱注入时会在87℃报警，由理想气体状态方程可得：=，代入数据解得x=8 cm．8.解：（1）设初态汽缸B内的压强为p B，对两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有：p A S A+p0S B=p B S B+p0S A…①据已知条件有：S A：S B=4：1…②联立①②有：p B=；（2）设末态汽缸A内的压强为p A'，汽缸B内的压强为p B'，环境温度由上升至的过程中活塞向右移动位移为x，则对汽缸A中的气体由理想气体状态方程得：…③对汽缸B中的气体，由理想气体状态方程得：…④对末态两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有：p A'S A+p0S B=p B'S B+p0S A…⑤联立③④⑤得：t=402℃．9.解：（ⅰ）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0，则得：V1=V0+•V0=V0，①V2=V0+V0=V0，②根据盖•吕萨克定律得：=，③由①②③式和题给数据得：T2=320K；④（ⅱ）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，由题给数据有，V1′=V0，P1′=P0，V2′=V0，⑤由玻意耳定律得：P1′V1′=P2′V2′，⑥由⑤⑥式得：P2′=P0．⑦10.cm 3×105 Pa 解析：由玻意耳定律，对A部分气体有 ①对B部分气体有 ②代入相关数据解得x＝=cm，＝3×105 Pa11.解：（1）开始时被封闭气体的压强为，活塞C距气缸A的底部为l，被封气体的体积为4lS，重物放在活塞D上稳定后，被封气体的压强为：活塞C将弹簧向左压缩了距离，则活塞C受力平衡，有：根据玻意耳定律，得：解得：x=2l活塞D下降的距离为：（2）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得解得：。
(常考题)人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130350]关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．用油膜法测分子直径的实验中，应使用纯油酸滴到水面上C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0×105 J，同时空气的内能增加2.2×105 J，则空气从外界吸热5.2×105 J2．(0分)[ID：130347]关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（）A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B．物体的温度升高，每个分子的动能都增大C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先D．两个分子间的距离由大于910m增大后减小到零，再增大3．(0分)[ID：130321]图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小4．(0分)[ID：130313]一定质量的理想气体状态发生了一次循环变化，其压强p随热力学温度T变化的关系如图所示，O、a、b在同一直线上，bc与横轴平行则A．a到b过程，气体的体积减小B．b到c过程，外界对气体做功C．b到c过程，气体从外界吸收热量D．b到c过程，气体向外界放出热量5．(0分)[ID：130310]下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高B．阳光照射地面，地面温度升高C．锤子敲击钉子，钉子变热D．擦火柴时，火柴头燃烧起来6．(0分)[ID：130309]如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前（）A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，压强变大7．(0分)[ID：130307]图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对图8．(0分)[ID：130267]如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p V中从a到b的直线所示。
(常考题)人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(含答案解析)(2)
一、选择题1．(0分)[ID：130346]气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J 2．(0分)[ID：130345]对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（）A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量D．在绝热过程中，系统的内能一定不变3．(0分)[ID：130343]一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V1膨胀到V2，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为∆U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为∆U2。
则（）A．W1>W2，Q1<Q2，∆U1> ∆U2B．W1>W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U2C．W1<W2，Q1=Q2，∆U1< ∆U2D．W1=W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U24．(0分)[ID：130336]为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。
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，则阀门（）A．充气过程中，储气室内气体内能不变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，储气室内气体吸热D．喷水过程中，储气室内气体压强不变5．(0分)[ID：130335]下列说法正确的是（）A．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的B．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律6．(0分)[ID：130321]图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小7．(0分)[ID：130310]下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高B．阳光照射地面，地面温度升高C．锤子敲击钉子，钉子变热D．擦火柴时，火柴头燃烧起来8．(0分)[ID：130294]下列现象可以用热力学第一定律解释的是（）A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象9．(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。
新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》检测卷(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130346]气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J 2．(0分)[ID：130336]为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。
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，则阀门（）A．充气过程中，储气室内气体内能不变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，储气室内气体吸热D．喷水过程中，储气室内气体压强不变3．(0分)[ID：130334]下列说法中正确的是（）A．压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力B．若分子势能增大，则分子间距离减小C．分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小D．自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行4．(0分)[ID：130322]A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同5．(0分)[ID：130319]下列过程中可能发生的是 ()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开6．(0分)[ID：130318]用密闭活塞封闭在气缸内一定质量的某种理想气体，如果气体与外界没有热交换，下列说法正确的是A．若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大B．若气体分子的平均动能增大，则气体的压强可能减小C．若气体分子的平均距离增大，则气体的压强一定增大D．若气体分子的平均距离增大，则气体的压强可能不变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。
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人教版高二物理选修3-3《热学》计算题专项训练（解析）1．在如图所示的p ﹣T 图象中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A 到状态B ，第二次变化是从状态B 到状态C ，且AC 连线的反向延长线过坐标原点O ，已知气体在A 状态时的体积为3A V L =，求：①气体在状态B 时的体积B V 和状态C 时的压强C p ；②在标准状态下，1mol 理想气体的体积为V=22.4L ，已知阿伏伽德罗常数23610NA =⨯个/mol ，试计算该气体的分子数（结果保留两位有效数字）．注：标准状态是指温度0t =℃，压强51110p atm Pa ==⨯．2．如图所示，U 型玻璃细管竖直放置，水平细管与U 型细管底部相连通，各部分细管内径相同。
此时U 型玻璃管左.右两侧水银面高度差为15cm ，C 管水银面距U 型玻璃管底部距离为5cm ，水平细管内用小活塞封有长度12.5cm 的理想气体A ，U 型管左管上端封有长25cm 的理想气体B ，右管上端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U 型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平（已知外界大气压强为75cmHg ，忽略环境温度的变化，水平细管中的水银柱足够长），求：①此时气体B 的气柱长度；②此时气体A 的气柱长度。
3．竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A 端封闭，C 端开口，AB 段处于水平状态。
将竖直管BC 灌满水银，使气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度T 1=300 K ，外界大气压强P 0=75 cmHg 。
现缓慢加热封闭气体，使AB 段的水银恰好排空，求：(1)此时气体温度T 2；(2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T 1，气体的长度L 3多大。
4．如图所示，下端带有阀门K 粗细均匀的U 形管竖直放置，左端封闭右端开口，左端用水银封闭着长L ＝15.0cm 的理想气体，当温度为27.0°C 时，两管水银面的高度差Δh ＝5.0cm 。
设外界大气压p 0＝75.0cmHg 。
为了使左、右两管中的水银面相平（结果保留一位小数）。
求：Ⅰ．若温度保持27.0°C 不变，需通过阀门放出多长的水银柱？Ⅱ．若对封闭气体缓慢降温，温度需降低到多少°C ？5．如图所示，一根长L=100 cm 、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25 cm 长的水银柱封闭了一段长L 1=30 cm 的空气柱。
已知大气压强为p 0=75 cmHg ，若环境温度不变，求：①若将玻璃管缓慢转至水平并开口向右，求稳定后的气柱长度；②将玻璃管放于水平桌面上并让其以加速度a =2g (g 为重力加速度)向右做匀加速直线运动(见图乙)，求稳定后的气柱长度。
6．如图，一图柱形绝热气缸竖直放置，在距气缸底2h 处有固定卡环(活塞不会被顶出)。
质量为M 、横截面积为S ，厚度可忽略的绝热活塞可以无摩擦地上下移动，活塞下方距气缸底h 处还有一固定的可导热的隔板将容器分为A 、B 两部分，A 、B 中分别封闭着一定质量的同种理想气体。
初始时气体的温度均为27℃，B 中气体强为1.50p 、外界大气压为0p ，活塞距气缸底的高度为1.5h.现通过电热丝缓慢加热气体，当活塞恰好到达气缸底部卡环处时，求A 、B 中气体的压强和温度（重力加速度为g ，气缸壁厚度不计）。
7．粗糙水平面上放置一端开口的圆柱形气缸，气缸内长L=0.9m，内横截面积S=0.02m2，内部一个厚度可以忽略的活塞在气缸中封闭一定质量的理想气体，活塞与一个原长为l0=0.2m的弹簧相连，弹簧左端固定于粗糙的竖直墙上。
当温度T0=300K时，活塞刚好在气缸开口处，弹簧处于原长。
缓慢向左推动气缸，当气缸运动位移x=0.2m时，弹簧弹力大小为F=400N，停止推动，气缸在摩擦力作用下静止。
已知大气压强为P0=1.0×105Pa，气缸内壁光滑。
（ⅰ）求弹簧的劲度系数k的大小；（ⅱ）此后，将温度降低到T'时，弹簧弹力大小仍为F=400N，气缸一直未动，求T'。
8．如图所示，可自由移动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始时A和B中密封的理想气体的温度均为800K，B中气体的压强为1.25×105Pa，活塞质量m=2.5kg，气缸横截面积S=10cm2，气缸和活塞都是由绝热材料制成的。
现利用控温装置（未画出）保持B中气体的温度不变，缓慢降低A中气体的温度，使A中气体的体积变为原来的34，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g=10m/s2。
求稳定后A中气体的温度。
9．如图所示，一长方形气缸的中间位置卡有一隔板，此隔板将气缸内的理想气体分为A、B两部分，气缸壁导热，环境温度为27 ℃，已知A部分气体的压强为p A = 2×105 P a，B部分气体的压强为p B = 1.5×104 P a，，如果把隔板的卡子松开，隔板可以在气缸内无摩擦地移动。
(1)松开卡子后隔板达到稳定时，求A、B两部分气体的体积之比；(2)如果把B部分气体全部抽出，同时将隔板迅速抽出，使A部分气体发生自由膨胀，自由膨胀完成的瞬间气缸内的压强变为p = 9×104 P a，则自由膨胀完成的瞬间气缸内与外界还没有达到热平衡前的温度是多少摄氏度。
10．如右图，体积为V 、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为02.4T 、压强为01.2p 的理想气体． 0p 和0T 分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U 与温度T 的关系为U T α=， α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积1V ：(2)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q .11．如图所示，一轻弹簧上面链接一轻质光滑导热活塞，活塞面积为S ，弹簧劲度系数为k ，一质量为m 的光滑导热气缸开始与活塞恰好无缝衔接，气缸只在重力作用下下降直至最终稳定，气缸未接触地面，且弹簧仍处于弹性限度内，环境温度未发生变化，气缸壁与活塞无摩擦且不漏气，气缸深度为h ，外界大气压强为p 0，重力加速度为g ，求：（i ）稳定时，气缸内封闭气体的压强；（ii ）整个过程气缸下降的距离。
12．如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞用轻弹簧与缸底相连，当气缸如图甲水平放置时，弹簧伸长了0x ，活塞到缸底的距离为0L ，将气缸缓慢转动竖直放置，开口上，如图乙表示，这时活塞刚好向缸底移动了0x 的距离，已知活塞的横截面积为S ，活塞与缸壁的摩擦不计，且气密性好，活塞的质量为m ，重力加速度为g ，大气压强为0p ，求：①弹簧的劲度系数的大小；②从甲图到乙图的过程中，活塞重力做的功及大气压力对活塞做的功各为多少？13．如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比S A：S B＝1∶2，两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气。
初始时活塞处于平衡状态，A、B中气体的体积均为V0，温度均为T0＝300K，A中气体压强p A＝1.5p0，p0是气缸外的大气压强。
①求初始时B中气体的压强p B；②现对A加热，使其中气体的压强升到p A′＝2.0p0，同时保持B中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度T A′。
14．如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B 的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。
两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b在气缸的正中央。
①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。
答案解析1．① 1.5B V L =， 5210C p Pa =⨯； ②227.310⨯个．【解析】试题分析：①求出气体的状态参量，然后应用查理定律与玻意耳定律求气体的体积与压强．②由盖吕萨克定律求出气体在标准状况下的体积，然后求出气体分子数．①由题意可知： 3A C V V L ==，因此A 到C 过程可以等效为等容变化由查理定律得： C A A Cp p T T = 代入数据解得： 5210C p Pa =⨯状态B 到状态C 的过程为等温变化，由玻意耳定律得： B B C C p V p V =代入数据解得： 1.5B V L =②设气体在标准状态下的体积为0V ，由盖吕萨克定律得：00A A V V T T = 代入数据解得： 0 2.73V L =，因此气体的分子数为： 220·7.310A V n N V==⨯个2．①20cm ,②10cm .【解析】【分析】活塞缓慢向右压的过程中，气体B 做等温变化，由玻意耳定律求出气体B 的气柱长度；活塞缓慢向右压的过程中，气体A 做等温变化，由玻意耳定律求出气体A 的气柱长度。
解：①活塞缓慢向右压的过程中，气体B 做等温变化 1122B B B B P V P V =()75152575cmHg cmS cmHg LS -⨯=⨯（设S 为玻璃管横截面面积）解得气体B 的气柱长度20L cm =②活塞缓慢向右压的过程中，气体A 做等温变化()175580A P cmHg cmHg =+=()27525100A P cmHg cmHg =+=1122A A A A P V P V =28012.5100A cmHg cm S cmHg L S ⨯⨯=⨯解得气体A 的气柱长度210A L cm =3．(1)394.7k(2)20cm【解析】【分析】在AB 段液柱排空的过程中气体是恒压变化过程，由盖-吕萨克定律得气体温度，让气体温度缓慢降至初始温度T 1，由玻意耳定律得气体的长度L 3。
解：以cmHg 为压强单位，设玻管截面积为S(1)在AB 段液柱排空的过程中气体是恒压变化过程119L cm = ， 225L cm =， 1300T K =由盖-吕萨克定律得1212SL SL T T = 代入数据求得2394.7T k =(2)当温度又降回室温时， 2300T k =，设最终气体长度为3L ，与开始时的状态相比是做恒温变化过程，此时BC 管中液柱长33h L =气体压强为()3375p L cmHg =+又开始时气体压强为()17525100p cmHg cmHg =+=由玻意耳定律得3311p SL p SL =代入数据求得320L cm =4．Ⅰ．7.0cm Ⅱ．－38.6°C【解析】Ⅰ．初状态左管内气柱长L 1＝L ＝15.0cm ，压强p 1＝80.0cmHg ，温度T 1＝(273.0＋27.0)K ＝300.0K 。