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

15、选修3-3 热学综合

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＝＝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。

14、气体 状态方程

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。

13、模块3-3 热学综合

12、热学综合

选修模块3-3(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)

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

11、热力学第一定律

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