1、简答题  如图8-3-5所示，粗细均匀的U形玻璃管如图放置，管的竖直部分长为20 cm，一端封闭，水平部分长40 cm，水平段管内长为20 cm的水银柱封住长35 cm的气柱.已知所封闭的气体温度为7 ℃，大气压强为75 cmHg，当管内温度升到351 ℃时管内空气柱的总长度是多少？（弯管部分体积忽略不计）

图8-3-5

参考答案：65cm.

本题解析：温度升高时，气体体积增加，水银柱可能进入直管也可能溢出，所以要首先分析各临界状态的条件，然后针对具体情况计算.
设水银柱刚好与竖直管口平齐而正好不溢出，此时气柱高度为60 cm，设温度为T2.
以封闭气体为研究对象：
初状态：p1=p0="75" cmHg,l1="35" cm,T1="280" K
末状态：p2′="95" cmHg,l2="60" cm,T2=?
根据理想气体状态方程：
=
所以T2=T1=×280 K="608" K
即t2="(608-273)" ℃="335" ℃<351 ℃，所以水银柱会溢出.
设溢出后，竖直管内仍剩余水银柱长为h cm，则
初状态：p1="75" cmHg,l1="35" cm,T1="280" K
末状态：p′2="(75+h)" cmHg,l′2="(80-h)" cm,T′2="(351+273)" K="624" K
根据理想气体状态方程得：
=
即=
h="15" cm
故管内空气柱的长度为l2′="(80-15)" cm=65cm.

本题难度：简单

2、填空题  如图所示，用质量为m的活塞密封住质量为M的气缸，气缸内有一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间

的摩擦不计，大气压为p0，活塞横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上．当封闭气体的热力学温度为T时，活塞与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的压强为______．当温度升高到某一值时，发现气缸虽与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的温度为______．

参考答案：时活塞对地面无压力对活塞：P1S+mg=P0S，
即：P1=P0-mgS；
当温度升为T2时气缸对地面无压力，
对气缸：P2S=P0S+Mg?
即：P2=P0+MgS，
对缸内气体：等容变化，由查理定律得：P2T2=P1T1，
T2=P0S+MgP0S-mgT；
故答案为：P0-mgS；P0S+MgP0S-mgT．

本题解析：

本题难度：一般

3、计算题  【选修3-3选做题】
如图所示，一直立的汽缸用一质量为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，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g。
（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）。

参考答案：解：（1）设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡：
解得
（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

本题解析：

本题难度：一般

4、选择题  带有活塞的气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或经过过程ac到达状态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pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则

[? ]
A．pb>pc，Qab>Qac
B．pb>pc，Qab＜Qac
C．pb＜pc，Qab>Qac
D．pb＜pc，Qab＜Qac

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  （1）下列说法正确的是______．
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
C．热量能够自发地从高温物体传导到低温物体，但不能自发地从低温物体传导到高温物体
D．水的饱和汽压随温度的升高而增大
（2）如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置，横截面积为S=2×l0-3m2、质量与厚度均不计的活塞，与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm．大气压强P0=l.0×105Pa．现将质量为4kg的物块放在活塞上，取g=10m/s2．求：
①稳定后活塞与气缸底部之间的距离；
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．

参考答案：（1）A、布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映；故A错误；
B、分子间的引力总是随着分子间的距离减小而增大；故B错误；
C、热量能够自发地从高温物体传导到低温物体；但不能自发地从低温物体传导到高温物体；故C正确；
D、水的饱和汽压随温度的升高而增大；故D正确；
故选：CD
（2）①气体温度不变：则由等温变化可得：
p0 h0s=（p0+mgs）hs
解得：h=P0h0(p0+mgs)=20cm；
②气体体积变小，外界对气体做功．等温变化，内能不变．由热力学第一定律可知气体放热．
故答案为：（1）CD；（2）①活塞与气缸底部之间的距离为20cm；②气体放热．

本题解析：

本题难度：简单