题目内容

（10分）如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V0，气体最初的压强为p0/2，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为p0，重力加速度为g。若一定质量理想气体的内能仅由温度决定，求：

①活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V；
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q。
        

试题分析：①设活塞在B处时的封闭气体的压强为p，活塞受力平衡，则

解得：
由玻意耳定律
解得气体体积
②由于气体的温度不变，则内能的变化，由能量守恒定律可得

活塞下降的高度为
通过缸壁传递的热量
练习册系列答案
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一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K.
(1)求气体在状态B时的体积．
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因．
(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因．
用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体
A．体积减小，内能增大
B．体积减小，压强减小
C．对外界做负功，内能增大
D．对外界做正功，压强减小
【选修3-3】（8分）如图，一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B，此过程中气体吸收的热量，求：

①该气体在状态A时的压强；
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。
（8分）如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h1 =0.50m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2 ="0.80" m处，同时缸内气体吸收Q ="450" J的热量。已知活塞横截面积S =5.0×10-3 m2，大气压强p0 =1.0×105 Pa。求：

（1）缸内气体对活塞所做的功W；
（2）此过程中缸内气体增加的内能ΔU。
（9分）如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过 ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J。

（i）ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？
（ii）BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？
（1）某同学用同一注射器封闭了一定质量的理想气体在早晨和中午分别做了“验证玻意耳定律”的实验，中午气温高于早晨，他将实验结果绘成如图所示的图象，则      
A．图线Ⅰ是依据中午的实验数据画出的
B．图线Ⅱ是依据中午的实验数据画出的
C．气体在状态C与状态A相比，体积减小，内能增大
D．气体若从状态B变化到状态C，内能一定增大，放出热量
（2）如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为 ，活塞与气缸壁间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上．当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数        （填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为         ．

（3）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，其指标直接反映空气质量的好坏．若某城市PM2.5指标数为160μg/m3，则已达到重度污染的程度．若该种微粒的平均摩尔质量为40g/mol，试求该地区1m3空气含有该种微粒的数目．（结果保留1位有效数字）
内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa，体积为2.0×10－3 m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半．
(1)求汽缸内气体的压强；
(2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145 J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？
如图11-5-3所示，在质量为M的细玻璃管中盛有少量乙醚液体，用质量为m的软木塞将管口封闭，加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出.玻璃管悬于长为l的轻杆上，细杆可绕上端O轴无摩擦转动.欲使玻璃管在竖直平面内做圆周运动，在忽略热量损失的条件下，乙醚最少要消耗多少内能？

图11-5-3

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