《2025年资源库高中物理人教版》

例604 如图1-25-5所示,带有活塞的汽缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),汽缸和活塞均具有良好的绝热性能.将一个热敏电阻(阻值随温度升高而减小)置于汽缸中,热敏电阻与汽缸外的电阻表连接,汽缸固定不动,缸内活塞可自由移动且不漏气,活塞下挂一沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止.现将沙桶底部钻一小洞,沙子缓慢漏出.则下列说法正确的是(ACD)
A.外界对气体做功,气体的内能增大
B.气体对外界做功,气体的内能减小
C.气体的压强增大,体积减小
D.电阻表的指针逐渐向右偏转
【解析】在沙子缓慢漏出的过程中,对活塞向下的拉力减小,活塞在向上的合力作用下向上运动,气体体积减小,压强增大,外界对气体做功,气体的内能增大,温度升高.由于热敏电阻的阻值随温度升高而减小,所以电阻表示数减小,指针逐渐向右偏转,故A、C、D正确.
【答案】ACD

答案： ACD

例605 如图1-25-6所示为装有一定质量的理想气体的密闭汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,则缸内气体的
( )

A.温度升高,内能增加600 J
B.温度升高,内能减少200 J
C.温度降低,内能增加600 J
D.温度降低,内能减少200 J
【解析】由$W + Q = \Delta U$,得$\Delta U = 800\mathrm{J} + (-200\mathrm{J}) = 600\mathrm{J}$,一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关,$\Delta U ＞ 0$,故温度升高,A正确。
【答案】A

答案： A

例606 [天津新高考]列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关,车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振,空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成. 上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动,上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢,气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快,气体与外界来不及热交换. 若汽缸内气体视为理想气体,在气体压缩的过程中(AC)

A.上下乘客时,气体的内能不变
B.上下乘客时,气体从外界吸热
C.剧烈颠簸时,外界对气体做功
D.剧烈颠簸时,气体的温度不变
【解析】上下乘客时汽缸内气体与外界有充分的热交换,即发生等温变化,温度不变,故气体的内能不变,即$\Delta U = 0$,体积变化缓慢,上乘客时,外界对气体做功,即$W ＞ 0$,根据$\Delta U = W + Q$,可知$Q ＜ 0$,气体向外界放热,故A正确,B错误；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快,且气体与外界来不及热交换,即$Q = 0$,向下颠簸时,气体经历绝热压缩过程,外界对气体做功,即$W ＞ 0$,根据$\Delta U = W + Q$,可知$\Delta U ＞ 0$,即内能增加,温度升高,故C正确,D错误.

【答案】AC

答案： AC

例607 [重庆新高考]2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9 032米的大气科学观测世界纪录. 若在浮空艇某段上升过程中,艇内气体温度降低,体积和质量视为不变,则艇内气体(视为理想气体)
(C)
A. 吸收热量
B. 压强增大
C. 内能减小
D. 对外做负功

答案： C

例608 [山东新高考]如图1-25-7所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高. 一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气. 挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部；松开后,小瓶缓慢上浮. 上浮过程中,小瓶内气体

(B)
A.内能减少
B.对外界做正功
C.增加的内能大于吸收的热量
D.增加的内能等于吸收的热量
【解析】小瓶上浮过程中,其内部气体温度升高,内能增大,压强减小,根据理想气体状态方程可知,气体体积增大,对外界做正功,由热力学第一定律$\Delta U = W + Q$可知,瓶内气体从外界吸收的热量等于气体内能增加量与对外做功之和,故B正确.
【答案】B

答案： B