单选题 （共 4 题 ），每题只有一个选项正确
如图是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体容积质量不变，爬高过程中，温度减小，则气体
$\text{A.}$ 对外做功
$\text{B.}$ 内能减小
$\text{C.}$ 吸收热量
$\text{D.}$ 压强不变
如图所示，一定质量的理想气体分别经历 $a \rightarrow b$ 和 $a \rightarrow c$ 两个过程，其中 $a \rightarrow b$ 为等温过程，状态 $b$ 、 $c$ 的体积相同，则 $-k$
$\text{A.}$ 状态 $a$ 的内能大于状态 $b \rightarrow$
$\text{B.}$ 状态 $a$ 的温度高于状态 $c$
$\text{C.}$ $a \rightarrow c$ 过程中气体吸收热量 →
$\text{D.}$ $a \rightarrow c$ 过程中外界对气体做正功
如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为 $f 、 g$ 、 $h$ 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对 $f$ 中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后
$\text{A.}$ $h$ 中的气体内能增加
$\text{B.}$ $f$ 与 $g$ 中的气体温度相等
$\text{C.}$ $f$ 与 $h$ 中的气体温度相等
$\text{D.}$ $f$ 与 $h$ 中的气体压强相等
一定质量的理想气体，初始温度为 300 K ，压强为 $1 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ 。经等容过程，该气体吸收 400 J 的热量后温度上升 100 K ；若经等压过程，需要吸收 600 J 的热量才能使气体温度上升 100 K 。下列说法正确的是
$\text{A.}$ 初始状态下，气体的体积为6L
$\text{B.}$ 等压过程中，气体对外做功 400 J
$\text{C.}$ 等压过程中，气体体积增加了原体积的 $\frac{1}{4}$
$\text{D.}$ 两个过程中，气体的内能增加量都为 400 J
多选题 （共 2 题 ），每题有多个选项正确
采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则
$\text{A.}$ 绝热过程中，气体分子平均动能增加
$\text{B.}$ 绝热过程中，外界对气体做负功
$\text{C.}$ 等压过程中，外界对气体做正功
$\text{D.}$ 等压过程中，气体内能不变
对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是•
$\text{A.}$ 等温增压后再等温膨胀
$\text{B.}$ 等压膨胀后再等温压缩
$\text{C.}$ 等容减压后再等压膨胀
$\text{D.}$ 等容增压后再等压压缩
$\text{E.}$ 等容增压后再等温膨胀
填空题 （共 1 题 ），请把答案直接填写在答题纸上
一定质量的理想气体，状态从 $A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D \rightarrow A$ 的变化过程可用如图所示的 $p-V$ 图描述，图中 $p_1 、 p_2 、 V_1 、 V_2$ 和 $V_3$ 为已知量．
（1）气体状态从 $A$ 到 $B$ 是 $\_\_\_\_$ （填＂等容＂＂等压＂或＂等温＂）过程；
（2）状态从 $B$ 到 $C$ 的变化过程中，气体的温度 $\_\_\_\_$ （填＂升高＂＂不变＂或＂降低＂）；
（3）状态从 $C$ 到 $D$ 的变化过程中，气体 $\_\_\_\_$ （填＂吸热＂或＂放热＂）。
（4）状态从 $A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D$ 的变化过程中，气体对外界所做的总功为 $\_\_\_\_$ ．
解答题 （共 8 题 ），解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
如图所示，圆柱形汽缸坚直放置。质量 $m=1 \mathrm{~kg}$ 、横截面积 $S=1.0 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^2$ 的活塞封闭某理想气体，缓慢加热气体使活塞从 $A$ 位置上升到 $B$ 位置。已知 $A 、 B$ 距汽缸底面高度 $h_{\mathrm{A}}=0.5 \mathrm{~m}, h_{\mathrm{B}}=0.6 \mathrm{~m}$ ，活塞在 $A$ 位置时气体温度 $T_{\mathrm{A}}=300 K$ ，活塞从 $A$ 到 $B$ 过程中气体内能增量 $\Delta U=100 \mathrm{~J}$ ，此时外界大气压强 $p_0=1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ ，不计摩擦，$g$ 取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ 。求：
（1）活塞在 $B$ 位置时密闭气体的温度 $T_{\mathrm{B}}$ ；
（2）上述过程中缸内气体吸收的热量 $Q$ 。
14．如图所示为某品牌自动洗衣机的控水装置，洗衣缸的底部与控水装置的坚直均匀细管连通，细管的上端封闭并接有一压力传感器。当洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀关闭，实现自动控水的目的。图甲、图乙分别为洗衣缸进水前、后的示意图。假设刚进水时细管被封闭的空气柱长度 $L_0=52 \mathrm{~cm}$ ，当空气柱被压缩到 $L_1=50 \mathrm{~cm}$ 时压力传感器使洗衣机停止进水。假设细管内的空气可视为理想气体，洗衣机进水过程中，控水装置内的温度始终保持不变。已知大气压强为 $p_0= 1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ ，水的密度 $\rho_{\text {水 }}=1.0 \times 10^3 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^3, g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ 。则：
（1）洗衣缸进水过程中细管内空气分子的平均动能 $\_\_\_\_$ （选填＂增大＂、＂减小＂或＂不变＂），细管内空气需要 $\_\_\_\_$ （选填＂吸热＂、＂放热＂或＂绝热＂）；
（2）求进水结束后洗衣缸内水位高度 $h$ 。
13．如图所示，一粗细均匀的细管开口向上坚直放置，管内有一段高度为 4.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定质量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为 2.0 cm 。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为 76 cmHg ，环境温度为 297K。
（1）细管倒置后，气体吸热还是放热；
（2）求细管的长度；
（3）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
如图所示为一超重报警装置，其主体是水平地面上的坚直薄壁密闭容器且导热性能良好。容器高 $H=0.5 \mathrm{~m}$ 、横截面积 $S=0.06 \mathrm{~m}^2$ ，底部是深 $h=0.1 \mathrm{~m}$ 的预警区域，内有一厚度和质量均不计的活塞。活塞通过轻杆连接轻质平台，当活塞进入预警区域时，系统会发出超重预警。平台上未放重物时，内部封闭气柱长度 $L=0.4 \mathrm{~m}$ ；平台上轻放质量为 $M$ 的重物时，活塞最终恰好稳定在预警区域上边界。已知环境温度 $T_0=27^{\circ} \mathrm{C}$ ，大气压强 $P_0=1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ ，不计摩擦阻力，求：
（1）重物的质量 $M$ ；
（2）放上 $M$ 至活塞最终稳定的过程中，密闭气体与外界交换的热量 $Q$ ；
（3）若环境温度变为 $-3^{\circ} \mathrm{C}$ 且外界大气压强不变，为保证放上 $M$ 后活塞最终仍稳定在预警区域上边界，应充装与封闭气体同温同压的气体多少体积？
如图所示，一根两端开口、横截面积为 $S=2 \mathrm{~cm}^2$ 足够长的玻璃管坚直插入水银槽中并固定 （插入水银槽中的部分足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长 $L=21 \mathrm{~cm}$ 的气柱，气体的温度为 $t_1=7^{\circ} \mathrm{C}$ ，外界大气压取 $p_0=1.0 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$（相当于 75 cm 高的汞柱的压强）．
（1）若在活塞上放一个质量为 $m=0.1 \mathrm{~kg}$ 的砝码，保持气体的温度 $t_1$ 不变，则平衡后气柱为多长？ $\left(\mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2\right)$
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到 $t_2=77{ }^{\circ} \mathrm{C}$ ，此时气柱为多长？
（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为 10 J ，则气体的内能增加多少？
某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在坚直放置的圆柱形容器内用面积 $S= 100 \mathrm{~cm}^2$ 、质量 $m=1 \mathrm{~kg}$ 的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度 $T_{\mathrm{A}}=300 \mathrm{~K}$ 、活塞与容器底的距离 $h_0=30 \mathrm{~cm}$ 的状态 $A$ 。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升 $d=3 \mathrm{~cm}$ 恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态 $B$ 。活塞保持不动，气体被继续加热至温度 $T_c=363 \mathrm{~K}$ 的状态 $C$ 时触动报警器。从状态 $A$ 到状态 $C$ 的过程中气体内能增加了 $\Delta U=158 \mathrm{~J}$ 。取大气压 $p_0=0.99 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ ，求气体。
（1）在状态 $B$ 的温度；
（2）在状态 $C$ 的压强；｜
（3）由状态 $A$ 到状态 $C$ 过程中从外界吸收热量 $Q$ 。
如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积 $S=100 \mathrm{~cm}^2$ ，质量 $m=1 \mathrm{~kg}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度 300 K 的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态 $A$ ，其体积 $V_A=600 \mathrm{~cm}^3$ 。缓慢推动活塞使气体达到状态 $B$ ，此时体积 $V_B=500 \mathrm{~cm}^3$ 。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态 $C$ ，此时压强 $p_C=1.4 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ 。已知从状态 $A$ 到状态 $C$ ，气体从外界吸收热量 $Q=$ 14J；从状态 $B$ 到状态 $C$ ，气体内能增加 $\Delta U=25 \mathrm{~J}$ ；大气压 $p_0=1.01 \times 10^5 \mathrm{~Pa}$ 。
（1）气体从状态 $A$ 到状态 $B$ ，其分子平均动能 $\_\_\_\_$ （选填＂增大＂、＂减小＂或＂不变＂），圆筒内壁单位面积受到的压力 $\_\_\_\_$ （选填＂增大＂、＂减小＂或＂不变＂）；
（2）求气体在状态 $C$ 的温度 $T c$ ；
（3）求气体从状态 $A$ 到状态 $B$ 过程中外界对系统做的功 $W$ 。
如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为 S ，与汽缸底部相距 $L$ ，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为 $p_0$ 和 $t_0$ 。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离 $L$ 后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦为 $f$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为 $Q$ ，求该过程中
（1）内能的增加量 $\Delta U$ ；
（2）最终温度 $T$ 。
