34.(09年宁夏卷) [物理--选修3-3](15分)

(1)(5分)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为P_b、和P_C，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac，则　　　　 (填入选项前的字母，有填错的不得分)

A. P_b >P_c，Q_ab>Q_ac

B. P_b >P_c，Q_ab<Q_ac

C. P_b <P_c，Q_ab>Q_ac

D. P_b <P_c，Q_ab<Q_ac

答案：C

解析：略

　(2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p₀，温度为T₀=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p₀。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(i)第二次平衡时氮气的体积；

(ii)水的温度。

解析：

(i)考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P，由玻意耳定律得

　　　　　　 　①

活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，则

　　　　　　　 　②

　　　　　　　　　　　　 　③

由玻意耳定律得

　　　　　　　　 　④

(i i) 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得

　　　　　　　　　 　⑤

21．(09年上海物理)(12分)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：

(1)稳定后右管内的气体压强p；

(2)左管A端插入水银槽的深度h。(大气压强p₀＝76cmHg)

解析：(1)插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p₀l₀S＝p(l₀－Dh/2)S，

所以p＝78cmHg；

(2)插入水银槽后左管压强：p’＝p+rgDh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h₁＝rg(p’－p0)＝4cm，中、左管内气体p₀l＝p’l’，l’＝38cm，

左管插入水银槽深度h＝l+Dh/2－l’+h₁＝7cm。

17．(09年海南物理)模块3-3试题(12分)

(I)(4分)下列说法正确的是　　　　　　 (填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分)

(A)气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；

(B)气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；

(C)功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；

(D)热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；

(E)一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；

(F)一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。

(II)(8分)

一气象探测气球，在充有压强为1．00atm(即76．0cmHg)、温度为27．0℃的氦气时，体积为3．50m³。在上升至海拔6．50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36．0cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48．0℃。求：

(1)氦气在停止加热前的体积；

(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

答案：(1)ADEF (4分，选对一个给1分，每选错一个扣2分，最低得分为0分)

(II)(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。

根据玻意耳-马略特定律有

式中，是在此等温过程末氦气的体积。由①式得

　 　　　　　　　　　　　②

(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。这是一等过程 根据盖-吕萨克定律有

　 　　　　　　　　　③

式中，是在此等压过程末氦气的体积。由③式得

　　 ④

评分参考：本题8分。①至④式各2分。

14.(09年重庆卷)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)

　 A．内能增大，放出热量　　 B．内能减小，吸收热量

　 C．内能增大，对外界做功　 D．内能减小，外界对其做功

答案：D

(09年江苏卷物理)12(选做题)A．(选修模块3-3)(12分)

(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是　　 　　　　。(填写选项前的字母)

　　 (A)气体分子间的作用力增大　　　　 　(B)气体分子的平均速率增大

　　 (C)气体分子的平均动能减小　　　　　 (D)气体组成的系统地熵增加

(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡　　　 (填“吸收”或“放出”)的热量是　　　　 J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了　　　　 J。

(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)。

答案：A. (1) D ；(2) 吸收；0.6；0.2；(3) 设气体体积为，液体体积为，

气体分子数, (或)

则　 (或)

解得　　 (都算对)

解析：(1)掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。

(2)本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律，物体对外做功0.6J，则一定同时从外界吸收热量0.6J，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了0.2J。

(3)微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为，液体体积为，气体分子数, (或)

则　 (或)

解得　　 (都算对)

16.(09年四川卷)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0 K

B.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

答案：B

36．(09年山东卷)(8分)[物理--物理3-3]

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知V_A=0.3m3，T_A=T_B=300K、T_B=400K。

(1)求气体在状态B时的体积。

(2)说明BC过程压强变化的微观原因

(3)没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体　 放出热量为Q₂，比较Q₁、Q₂的大小说明原因。

解析：设气体在B状态时的体积为V_B，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。

(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。

(3)大于；因为T_A=T_B，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于

考点：压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律

(09年浙江自选模块)14. “物理3-3”模块(10分)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。

(1)(本小题共3分，在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)

关于气球内气体的压强，下列说法正确的是

A.大于大气压强

B.是由于气体重力而产生的

C.是由于气体分子之间的斥力而产生的

D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的

(2)(本小题共3分，在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)

在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是

A.球内气体体积变大

B.球内气体体积变小

C.球内气体内能变大

D.球内气体内能不变

(3)(本小题共4分)

　　 为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示。若表演时大气压强为1.01310₅Pa，取g=10 m/s²_，则气球内气体的压强为

　　　　　 Pa。(取4位有效数字)

　　 气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系？

答案：(1)AD ；(2)BD；(3)1.053*10⁵Pa　 面积相同

13．(09年广东物理)(10分)

(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过　　　　 方式改变物体的内能，把

　　　　 转变为内能。

(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的　　　　 ，温度　　　 ，体积　　　 。

答案：(1)做功，机械能；(2)热量，升高，增大

解析：做功可以增加物体的内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，由理气方程可知，气体体积增大。

9．(09年上海物理)如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为DV_A、DV_B，压强变化量为Dp_A、Dp_B，对液面压力的变化量为DF_A、DF_B，则

A．水银柱向上移动了一段距离　　　　 B．DV_A＜DV_B

C．Dp_A＞Dp_B　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．DF_A＝DF_B

答案：AC

解析：首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：；对气体B：，又初始状态满足，可见使A、B升高相同温度，，，因此，因此液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此DV_A=DV_B，所以B、D错误。

2．(09年上海物理)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的

A．温度和体积　　　　　　 B．体积和压强

C．温度和压强　　　　　　 D．压强和温度

答案：A

解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。

13．(09年北京卷)做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是

A．分子无规则运动的情况

B．某个微粒做布朗运动的轨迹

C．某个微粒做布朗运动的速度--时间图线

D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

答案：D

解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。