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人教版选择性必修三第三章检测试卷C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题
D．汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程（ ）
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J
B．气体向外界放出热量2.0×105 J
C．气体从外界吸收热量6.0×104 J
D．气体向外界放出热量6.0×104 J
3．潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内封闭的气体说法正确的是（ ）
A．单位体积内分子数保持不变
B．气体分子间斥力变大
C．气体分子速率分布规律不变
D．该过程气体对外界做功
4．如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A的图像。BC线与纵轴平行，DA线与横轴平行，AB为直线，气体在A、B两状态的内能相等，CD为双曲线的一支，则下列说法正确的是（ ）
A．从A到B过程，气体分子平均动能增大
B．从B到C过程，气体分子平均动能减小
C．从C到D过程，外界对气体做的功大于气体放出的热量
D．从D到A过程，气体分子速率分布曲线峰值向速率小的一方移动
5．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是（ ）
A．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D．物体吸收热量，物体的内能可能减小
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
C．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
7．在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为、压强为的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为、压强为；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到时就会爆裂落回地面。已知高度每升高，大气温度下降，高度每升高，大气压减小，庆祝现场地面空气温度为，大气压为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（ ）
A．用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球
B．用氦气罐给气球充气过程中，氦气放出热量
C．当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448m
D．要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
8．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（ ）
A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题
B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现
D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现
9．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（ ）。
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，气体的内能不变 D．剧烈颠簸时，气体的温度升高。
10．如图所示，一绝热容器中间有一挡板，右半边封闭有理想气体，左半边是真空。若把挡板抽开，右边气体将向左边膨胀，最后气体将均匀分布在整个容器中，下列说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，内能减小
B．气体温度不变，压强减小
C．气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小
D．根据热力学第二定律，抽开挡板，挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧
二、填空题：本大题共3小题，共16分。
11．一定量的理想气体的p－V图像如图所示，气体状态经历了A→B→C变化过程，A、B、C三个状态的有关参量如图所示，则气体在状态C的内能 气体在状态A的内能（填“>”、“<”或“＝”），在A→B→C过程中，气体需 （填“吸热”或“放热”），它与外界交换的热量的绝对值为 J。
12．一种海浪发电机的气室如右上图所示，工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭，气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电，气室中的空气可视为理想气体．压缩过程中，两个阀门均关闭，若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了 ，则该气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功 （选填“大于”小于”或“等于”）．
13．有一种新式高压锅，它的主体是用排气阀将一绝热容器隔成A和B两部分，A中有一定质量的气体（视为理想气体），B为真空。现把排气阀打开，A中的气体自动充满整个容器，这个过程可以认为是气体的自由膨胀。气体膨胀后的压强 （填“大于”、“小于”或“等于”）膨胀前的压强；经足够长的时间，容器中的气体 （填“能”或“不能”）全部自动回到A部分。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．空气炸锅是一种新型的烹饪工具，如图为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅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，初始气体压强为p0、温度为T0，现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为Q，内胆中气体体积不变，求：
（1）封闭气体的压强p；
（2）气体的内能变化了多少？
15．中国宇航员计划在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制与开发需要达到更高的要求。研究团队在地面对宇航服进行实验研究的过程中，宇航服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为V，温度为T，压强为，其中为大气压强，求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则气体对外做多少功；
（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为T不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。
16．如图所示、横截面积的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离，b到汽缸底部的距离，质量的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强，热力学温度，活塞停在b处，取重力加速度大小，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定。
（1）求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度；
（2）求当缸内气体的热力学温度时，缸内气体的压强p；
（3）在以上全过程中气体内能增量，求全过程缸内气体吸收的热量Q。
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人教版选择性必修三第三章检测试卷C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题
D．汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
【答案】C
【详解】A．根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，A错误；
B．绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不能的，B错误；
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，利用太阳能来解决照明和热水问题是可以的，C正确；
D．有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，D错误。
故选C。
2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程（ ）
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J
B．气体向外界放出热量2.0×105 J
C．气体从外界吸收热量6.0×104 J
D．气体向外界放出热量6.0×104 J
【答案】B
【详解】ABCD．由热力学第一定律得
，
故气体对外放出热量2.0×105 J。故选项ACD错误，选项B正确。
故选B。
3．潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关于潜水钟内封闭的气体说法正确的是（ ）
A．单位体积内分子数保持不变
B．气体分子间斥力变大
C．气体分子速率分布规律不变
D．该过程气体对外界做功
【答案】C
【详解】A．下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位体积内分子数增大，故A错误；
B．气体分子间距相较于分子直径相比相差很远，故不考虑分子作用力，气体分子间斥力不变，故B错误；
C．不计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不变，故C正确；
D．不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程外界对气体做功，故D错误。
故选C。
4．如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A的图像。BC线与纵轴平行，DA线与横轴平行，AB为直线，气体在A、B两状态的内能相等，CD为双曲线的一支，则下列说法正确的是（ ）
A．从A到B过程，气体分子平均动能增大
B．从B到C过程，气体分子平均动能减小
C．从C到D过程，外界对气体做的功大于气体放出的热量
D．从D到A过程，气体分子速率分布曲线峰值向速率小的一方移动
【答案】B
【详解】A．气体在A、B两状态的内能相等，则气体在A、B两点温度相同，则从A到B过程，气体的温度先升高后降低，因此气体分子平均动能先升高后降低，A项错误；
B．从B到C过程，气体体积不变，气体压强减小，温度降低，则气体分子平均动能减小，B项正确；
C．从C到D过程，等温过程，气体内能不变，外界对气体做功等于气体放出的热量，C项错误；
D．从D到A过程，温度升高，气体分子速率分布曲线峰值向速率大的一方移动，D项错误。
故选B。
5．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是（ ）
A．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D．物体吸收热量，物体的内能可能减小
【答案】D
【详解】A．内燃机工作时，燃料不可能全部燃烧、尾气要带走部分热量、零件之间存在摩擦生热，发动机本身需要散热等等，使得发动机不可能将所有内能转化为机械能，故A错误；
B．由于能量的转移和转化具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行故B错误；
C．空气中的内能并不能直接被利用，如果需要利用，则需要热泵，例如空调，空气能热水器等，都需要热泵工作同时消耗电能，引起了其他变化，故C错误；
D．根据热力学第一定律，改变内能的方式有两种：做功和热传递，外界对物体做功，若物体同时向外放热，则物体的内能有可能减少，故D正确。
故选D。
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
C．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
【答案】B
【详解】A．A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，AB直线过原点表示该过程为等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误；
B．气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有
气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律
气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有
即
所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故B正确；
C．C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故C错误；
D．气体做功
A→B过程中体积变化的大小等于C→A过程中体积变化的大小，但图像上的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。
故选B。
7．在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为、压强为的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为、压强为；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到时就会爆裂落回地面。已知高度每升高，大气温度下降，高度每升高，大气压减小，庆祝现场地面空气温度为，大气压为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（ ）
A．用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球
B．用氦气罐给气球充气过程中，氦气放出热量
C．当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448m
D．要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
【答案】C
【详解】A．根据题意，设用一个氦气罐可以充出个符合要求的气球，由玻意耳定律有
其中
，
，
解得
故A错误；
B．对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故B错误；
C．当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到9L，设此时气球离地面高度为，则爆裂时气体的压强和温度分别是
，
由理想气体方程有
解得
故C正确；
D．由C中分析可以推导出与的函数关系式为
可知，越小，越大，故D错误。
故选C。
8．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权。关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（ ）
A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题
B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现
D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现
【答案】D
【详解】根据上述，维尔金斯“永动机”不消耗能量，又能源源不断对外做功，这是第一类永动机，其违背了能量转化和守恒定律，不可能实现。
故选D。
9．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（ ）。
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，气体的内能不变 D．剧烈颠簸时，气体的温度升高。
【答案】AD
【详解】AB．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，则气体温度不变，内能不变， U=0。在气体压缩的过程中，外界对气体做正功W>0，则根据热力学第一定律
可知Q>0，气体向外放出热量，故A正确，B错误；
CD．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，即Q=0，则在气体压缩的过程中，外界对气体做正功W>0，则 U>0，即气体内能增加，温度升高，故C错误，D正确。
故选AD。
10．如图所示，一绝热容器中间有一挡板，右半边封闭有理想气体，左半边是真空。若把挡板抽开，右边气体将向左边膨胀，最后气体将均匀分布在整个容器中，下列说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，内能减小
B．气体温度不变，压强减小
C．气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小
D．根据热力学第二定律，抽开挡板，挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧
【答案】BCD
【详解】A．挡板抽开后，由于左侧为真空，因此气体不对外做功，容器绝热，根据热力学第一定律得气体的内能不变，A错误；
B．对理想气体有内能不变温度不变，根据玻意耳定律，气体体积增大，所以压强减小，B正确；
C．温度不变分子平均动能不变，压强减小则气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小，C正确；
D．根据热力学第二定律可知热力学过程是有方向的，所以挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧，D正确。
故选BCD。
二、填空题：本大题共3小题，共16分。
11．一定量的理想气体的p－V图像如图所示，气体状态经历了A→B→C变化过程，A、B、C三个状态的有关参量如图所示，则气体在状态C的内能 气体在状态A的内能（填“>”、“<”或“＝”），在A→B→C过程中，气体需 （填“吸热”或“放热”），它与外界交换的热量的绝对值为 J。
【答案】 ＝ 放热 300
【详解】[1]．由图示图象可知，在A、C两状态，气体的pV相等，由理想气体状态方程可知，A、C两状态的温度相等，则气体在两状态的内能相等；
[2][3]．由图示图象可知，A→B过程为等压过程，气体体积减小，外界对气体做功
W=FL=pSL=p△V=1×105×（4-1）×10-3=300J
B→C过程是等容变化，气体不做功，在整个过程中，由热力学第一定律△U=W+Q，可知
Q=△U-W=0-300=-300J
由此可知，在整个过程气体对外放热，放出的热量为300J．
12．一种海浪发电机的气室如右上图所示，工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭，气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电，气室中的空气可视为理想气体．压缩过程中，两个阀门均关闭，若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了 ，则该气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功 （选填“大于”小于”或“等于”）．
【答案】 增大 等于
【详解】[1][2]气体内能增加，气体温度升高，气体分子的平均动能增大；气体与外界无热量交换，则：Q=0，由热力学第一定律可知：；
13．有一种新式高压锅，它的主体是用排气阀将一绝热容器隔成A和B两部分，A中有一定质量的气体（视为理想气体），B为真空。现把排气阀打开，A中的气体自动充满整个容器，这个过程可以认为是气体的自由膨胀。气体膨胀后的压强 （填“大于”、“小于”或“等于”）膨胀前的压强；经足够长的时间，容器中的气体 （填“能”或“不能”）全部自动回到A部分。
【答案】 小于 不能
【详解】[1] A中的气体自动充满整个容器，这个过程可以认为是气体的自由膨胀，自由膨胀过程气体不做功，既有
W=0
容器为绝热容器，则有
Q=0
根据热力学第一定律可知
即气体内能不变，可知气体温度不变，根据
体积增大，则压强减小；
[2]根据热力学第二定律可知，经足够长的时间，容器中的气体不能全部自动回到A部分。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14．空气炸锅是一种新型的烹饪工具，如图为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅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，初始气体压强为p0、温度为T0，现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为Q，内胆中气体体积不变，求：
（1）封闭气体的压强p；
（2）气体的内能变化了多少？
【答案】（1）；（2）增加Q
【详解】（1）由于温度升高，体积不变，气体为等容变化，根据查理定律可得
解得
（2）根据热力学第一定律有
由于气体体积不变，所以
所以
15．中国宇航员计划在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制与开发需要达到更高的要求。研究团队在地面对宇航服进行实验研究的过程中，宇航服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为V，温度为T，压强为，其中为大气压强，求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则气体对外做多少功；
（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为T不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。
【答案】（1）；（2）1：1
【详解】（1）气体的压强不变，气体等压变化
解得
气体对外做功
（2）气体的温度保持为T不变，气体等温变化，则
解得
进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为
16．如图所示、横截面积的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离，b到汽缸底部的距离，质量的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强，热力学温度，活塞停在b处，取重力加速度大小，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定。
（1）求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度；
（2）求当缸内气体的热力学温度时，缸内气体的压强p；
（3）在以上全过程中气体内能增量，求全过程缸内气体吸收的热量Q。
【答案】（1）330K；（2）；（3）283J
【详解】（1）当活塞刚要离开卡口b时，设此时缸内压强为p1，以活塞为研究对象，根据受力平衡可得
解得
根据查理定律有
解得
T1=330K
（2）假设当活塞恰好与卡扣a处接触时缸内气体热力学温度为T3，此时体积为V3，根据盖-吕萨克定律有
即
解得
T3=352K所以当缸内的热力学温度时，活塞能到达卡扣a处，根据查理定律可得
解得
（3）当缓慢升高缸内气体的温度时，由前面的分析可知，活塞从b到a的过程中，气体做等压变化，压强为p1，到达缸a处时，温度升高到T3，然后气体再做等容变化，直到温度升高到T2，因此气体对活塞做功为
根据热力学第一定律
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