《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

8. (2025·山西吕梁模拟)如图所示，一竖直放置的U形玻璃管，横截面积$S = 5.0cm^{2}$，其右端开口，左端用光滑活塞和水银封闭一段长为$L_{0}$、温度$t_{0} = 27° C$的空气柱(可视为理想气体)，右侧水银面比左侧的水银面高$20cm$。现将封闭气体的温度缓慢降至$t_{1} = - 3° C$，此时封闭空气柱长$L = 36cm$。已知降温过程中封闭气体的内能减少了$2J$，外界大气压$p_{0} = 1.0 × 10^{5}Pa$，水银的密度$\rho = 13.6 × 10^{3}kg/m^{3}$，重力加速度$g$取$10m/s^{2}$，求：(取$T = t + 273K$)
(1)封闭空气柱温度为$t_{0}$时的长度$L_{0}$。
(2)降温过程中封闭气体放出的热量$Q$。

答案： 8.解：
(1) 气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得$\frac{L_0S}{(273 + 27) K} = \frac{LS}{(273 - 3) K}$，代入数据解得$L_0 = 40 cm$。
(2) 封闭气体的压强$p = p_0 + \rho gh$，外界对气体做功$W = pS(L_0 - L)$，由热力学第一定律$\Delta U = W + Q$，联立解得$Q = -4.544 J$，即放出的热量为$4.544 J$。

9. (2025·江西南昌模拟)如图为某变温箱的简化模型图，变温箱中有一气密

性

良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为$p_{0} = 1.0 × 10^{5}Pa$，温度为$T_{0} = 300K$，现启动加热模式使气体温度升高到$T = 480K$，此过程中气体吸收的热量为$Q = 2.8 × 10^{3}J$，内胆中气体的体
积可视为不变，求：
(1)此时内胆中气体的压强$p$。
(2)此过程内胆中气体的内能增加量$\Delta U$。

答案： 9.解：
(1) 根据题意可知，气体体积不变，气体做等容变化，根据查理定律可得$\frac{p_0}{T_0} = \frac{p}{T}$，解得$p = 1.6×10^{5} Pa$。
(2) 根据热力学第一定律有$\Delta U = W + Q$，由于气体的体积不变，所以$W = 0$，解得$\Delta U = Q = 2.8×10^{3} J$。

10. (2025·河南信阳模拟)(多选)羊角球是一种受欢迎的儿童户外游戏，球内气体可视为理想气体。如图所示，一小孩坐在羊角球上缓慢向下把球坐扁的过程中，球内气体温度始终保持不变且无漏气，则气体 (BD)

A.对外界做正功
B.压强增大
C.内能增大
D.向外界放热

答案： 10.BD 解析：球内气体温度始终保持不变，则气体内能不变，选项C错误；小孩坐在羊角球上缓慢向下把球坐扁的过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，即气体对外界做负功，选项A错误；结合上述可知，气体温度不变，体积减小，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，选项B正确；结合上述可知，气体内能不变，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，选项D正确。

11. 日常生活(多选)膨化食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化，食品在运输过程中，随周围环境温度升高包装袋会明显膨胀，若包装袋的材料导热性良好，包装袋内的气体可视为理想气体，以下分析正确的是 (BD)

A.包装袋膨胀是因为内部气体分子数增加
B.包装袋膨胀过程中，外界对包装袋内气体做负功
C.包装袋内的所有气体分子运动的速率均变大
D.包装袋内气体的内能增加量小于气体吸收的热量

答案： 11.BD 解析：包装袋内的气体视为理想气体，气体质量不变，当温度增加时，包装袋内的气体分子总数并没有发生变化，选项A错误；包装袋膨胀过程中，气体体积膨胀，外界对气体做负功，选项B正确；由于温度升高，气体分子的平均运动速率变大，但不是所有气体分子的速率都变大了，选项C错误；包装袋材料的导热性良好，所以当环境温度升高时，气体内能增大，同时膨胀，外界对气体做负功，根据$\Delta U = Q + W$，可知气体内能增加量小于气体吸收的热量，选项D正确。