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人教版选择性必修三（第一、二、三章）阶段性检测B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．关于分子动理论的知识，下列说法正确的是（ ）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中炭粒运动位置连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子势能一直变大
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高
2．理想气体常数R是表征理想气体性质的一个常数，由理想气体状态方程可推得，其中p为气体压强，为气体的摩尔体积（一摩尔物质在0℃、的体积），T为热力学温度，用国际单位制中的基本单位表示理想气体常数R的单位，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图，一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置的过程中，可用来说明气体状态变化的P-V图象是图中的（ ）
A． B．
C． D．
4．关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，气体内能一定增加
B．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定减少
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变
5．如图所示，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，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。这就是热机的“卡诺循环”。则（ ）
A．A→B过程说明，热机可以从单一热源吸热对外做功而不引起其它变化
B．B→C过程中，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大
C．C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同
D．B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等
6．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲一定是单晶体
B．乙可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙
D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
7．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息 （ ）
A．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
B．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
C．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
8．一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中( )
A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大
B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小
C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小
D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变
9．如图所示，形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列能反映汽缸内气体的压强、体积随热力学温度变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，竖直放置、上端开口的绝热汽缸底部固定一电热丝（图中未画出），质量不计、面积为的绝热活塞位于汽缸内，活塞与汽缸之间封闭一定质量的某种理想气体。活塞上放置一质量为的重物并保持平衡，此时汽缸内理想气体的温度为，活塞距汽缸底部的高度为。现用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，使活塞上升了，封闭理想气体的内能增加了。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．活塞上升时理想气体的温度为 B．理想气体吸收的热量为
C．理想气体吸收的热量为 D．理想气体吸收的热量为
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．用图甲所示探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是 。
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的 （选填“①”或“②”）。
（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如图丙所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化
A．一直下降 B．先上升后下降 C．先下降后上升 D．一直上升
（4）某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0，然后记录5组数据，作图。在软管内气体体积△V不可忽略时，图像为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线（图中的虚线）方程是 。 （用V0、p0、△V表示）
12．在聊城一中举办的首届科创节上，同学们进行了水火箭的制作与发射比赛。装置如图所示。可乐瓶内封闭了一定质量的气体，比赛中通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，瓶内水从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度射向空中。已知瓶塞的截面积为S，瓶中气体未打气时压强为p0（大气压强），体积为V0，每次打气均是把打气筒中压强为p0，体积为kV0的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，同时忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设打了N次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。在瓶塞被冲开，水快速喷出时，气体的内能将 （选填“增大”或“减小”），温度将 （选填“升高”或“降低”）。瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强p= ，瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力fm= 。
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。）
13．如图，一固定的竖直汽缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，汽缸外大气压强为，温度为．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求：
（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．
14．如图所示，竖直放置的气缸内有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝0.10m2，活塞的质量忽略不计，气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通．开始活塞被锁定，气缸内封闭了一段高为80cm的气柱（U形管内的气体体积不计），此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差h1＝15cm．已知大气压强p0＝75cmHg．
（1）让气缸缓慢降温，直至U形管内两边水银面相平，求这时封闭气体的温度；
（2）接着解除对活塞的锁定，活塞可在气缸内无摩擦滑动，同时对气缸缓慢加热，直至气缸内封闭的气柱高度达到96cm，求整个过程中气体与外界交换的热量（p0＝75cmHg＝1.0×105Pa）．
15．2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求：
（1）当气闸舱的压强降至时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比；
（2）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小。
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人教版选择性必修三（第一、二、三章）阶段性检测B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．关于分子动理论的知识，下列说法正确的是（ ）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中炭粒运动位置连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子势能一直变大
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高
【答案】C
【详解】A．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；
B．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是炭粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；
C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，则分子势能增大，故C正确；
D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误。
故选C。
2．理想气体常数R是表征理想气体性质的一个常数，由理想气体状态方程可推得，其中p为气体压强，为气体的摩尔体积（一摩尔物质在0℃、的体积），T为热力学温度，用国际单位制中的基本单位表示理想气体常数R的单位，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由
，
可得压强单位可表示为。摩尔体积的单位为，T的单位为K。则理想气体常数R的单位是。
故选C。
3．如图，一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置的过程中，可用来说明气体状态变化的P-V图象是图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】水平位置时的气体的压强
p1=p0
开口向上的竖直位置的压强
p2=p0+ρgh
可知随向上竖起的过程中，气体的压强增大，体积减小。故图象D能正确反映气体的状态的变化。
故选D。
4．关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，气体内能一定增加
B．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定减少
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变
【答案】D
【详解】A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，据热力学第一定律可知，如果气体放出的热量大于活塞对气体做的功，气体内能也可能减少，A错误；
B．根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，故内能一定增加，B错误；
C．有外界影响的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，C错误；
D．根据热力学第一定律可知，若外界对物体做的功与物体向外界放出的热量相等，物体的内能可以不变，D正确。
故选D。
5．如图所示，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，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。这就是热机的“卡诺循环”。则（ ）
A．A→B过程说明，热机可以从单一热源吸热对外做功而不引起其它变化
B．B→C过程中，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大
C．C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同
D．B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等
【答案】D
【详解】A．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，A错误；
B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，压强变小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的冲量
气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小，B错误；
C．C→D，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大。D→A过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机制不相同，C错误；
D．B→C过程中
由于内能，故
由热力学第一定律可知，两个过程均绝热
，
可知B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等，故D正确。
故选D。
6．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲一定是单晶体
B．乙可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙
D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
【答案】C
【详解】AB．由单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡应该是椭圆形，而非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙是单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是多晶体，乙是非晶体,金属是属于晶体，故乙不可能是金属薄片，故AB错误；
C．一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；
D．甲和丙都是晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。
故选C。
7．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息 （ ）
A．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
B．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
C．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
【答案】C
【详解】A．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每个分子的速率都增大，故A错误；
B．温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，故B错误；
C．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，出现“中间多、两头少”的分布规律，故C正确；
D．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，故D错误。
故选C。
8．一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中( )
A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大
B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小
C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小
D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变
【答案】A
【详解】A. 由图象可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；
B. 由理想气体状态方程可知：
由图示可知，连接Ob的直线的斜率小，所以b的温度小，b→c过程温度升高，由图还可知，同时压强增大，且体积也增大．故B错误；
C. 由图象可知，c→d过程，气体压强P不变而体积V变小，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故C错误；
D. 由图象可知，d→a过程，气体体积V不变，压强P变小，由由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故D错误。
故选A．
9．如图所示，形汽缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁无摩擦。初始时，活塞紧压小挡板，外界大气压强为。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则下列能反映汽缸内气体的压强、体积随热力学温度变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BD
【详解】AB．当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强p与热力学温度T成正比，在p-T图像中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板（小挡板的重力不计），缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在p-T中，图线是平行于T轴的直线，A错误B正确；
CD．气体先等容变化，后等压变化，V-T图像先平行于温度轴，后是经过原点的一条直线， C错误D正确。
故选BD。
10．如图所示，竖直放置、上端开口的绝热汽缸底部固定一电热丝（图中未画出），质量不计、面积为的绝热活塞位于汽缸内，活塞与汽缸之间封闭一定质量的某种理想气体。活塞上放置一质量为的重物并保持平衡，此时汽缸内理想气体的温度为，活塞距汽缸底部的高度为。现用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，使活塞上升了，封闭理想气体的内能增加了。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．活塞上升时理想气体的温度为 B．理想气体吸收的热量为
C．理想气体吸收的热量为 D．理想气体吸收的热量为
【答案】AD
【详解】A．气体发生等压变化，则有
解得
故活塞上升时理想气体的温度为，A正确；
BCD．活塞上升过程，气体的压强为
此过程气体克服外界做功为
根据热力学第一定律可得
解得
即此过程气体吸热，D正确，BC错误。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．用图甲所示探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是 。
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的 （选填“①”或“②”）。
（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如图丙所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化
A．一直下降 B．先上升后下降 C．先下降后上升 D．一直上升
（4）某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0，然后记录5组数据，作图。在软管内气体体积△V不可忽略时，图像为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线（图中的虚线）方程是 。 （用V0、p0、△V表示）
【答案】 AD ② B
【详解】（1）[1]A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,以防止漏气，A正确；
B．为防止温度升高，应缓慢推拉柱塞，B错误；
C．不能手握注射器再推拉柱塞，以防止温度升高，C错误；
D．由于注射器横截面积保持不变，因此初、末状态体积之比就等于空气柱的长度之比，因此注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，D正确；
故选AD。
（2）[2]若漏气会导致pV之积减小，即图像的斜率减小，图像为②。
（3）[3]根据
由图像可知之积先变大后变小，因此温度先升高后降低。
故选B。
（4）[4]根据玻意耳定律
整理得
当时，，此时的压强为渐近线方程
12．在聊城一中举办的首届科创节上，同学们进行了水火箭的制作与发射比赛。装置如图所示。可乐瓶内封闭了一定质量的气体，比赛中通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，瓶内水从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度射向空中。已知瓶塞的截面积为S，瓶中气体未打气时压强为p0（大气压强），体积为V0，每次打气均是把打气筒中压强为p0，体积为kV0的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，同时忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设打了N次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。在瓶塞被冲开，水快速喷出时，气体的内能将 （选填“增大”或“减小”），温度将 （选填“升高”或“降低”）。瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强p= ，瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力fm= 。
【答案】 减小 降低
【详解】[1] [2] 由热力学第一定律可知，在瓶塞被冲开，水快速喷出时，不考虑气体与外界热交换，气体对外做功，气体的内能将减小，温度将降低。
[3]由玻意耳定律
得瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强
[4] 瓶塞刚被冲开时，对瓶塞受力分析，不计活塞重力
得
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。）
13．如图，一固定的竖直汽缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，汽缸外大气压强为，温度为．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求：
（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．
【答案】（1）（2）
【详解】（1）大活塞与大圆筒底部接触前气体发生等压变化，
气体的状态参量：
，
T1=495K，，
由盖吕萨克定律得：，
解得：T2=330K；
（2）大活塞与大圆筒底部接触后到汽缸内气体与汽缸外气体温度相等过程中气体发生等容变化，大活塞刚刚与大圆筒底部接触时，由平衡条件得：
，
代入数据解得：p2=1.1×105Pa，
T2=330K，T3=T=303K，
由查理定律得：，
解得：p3=1.01×105Pa；
答：（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K；
（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.01×105Pa．
14．如图所示，竖直放置的气缸内有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝0.10m2，活塞的质量忽略不计，气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通．开始活塞被锁定，气缸内封闭了一段高为80cm的气柱（U形管内的气体体积不计），此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差h1＝15cm．已知大气压强p0＝75cmHg．
（1）让气缸缓慢降温，直至U形管内两边水银面相平，求这时封闭气体的温度；
（2）接着解除对活塞的锁定，活塞可在气缸内无摩擦滑动，同时对气缸缓慢加热，直至气缸内封闭的气柱高度达到96cm，求整个过程中气体与外界交换的热量（p0＝75cmHg＝1.0×105Pa）．
【答案】（1）-23℃（2）吸收热量．
【详解】（1）对气缸内的气体，初始状态：p1=p0+h1＝75+15=90cmHg；V1=HS=0.8S；T1=273+27=300K
末态：p2=p0＝75cmHg；V2=HS=0.8S；T2=？
由可得：
解得
T2=250K=-23℃
（2）解除对活塞的锁定后，气体内部压强变为p0，气体吸收热量对外做功，最终气体温度与外界温度相同，即气体内能不变；当气缸内封闭的气柱高度达到96cm时，对外做功
由热力学第一定律可知，整个过程中气体吸收热量．
15．2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求：
（1）当气闸舱的压强降至时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比；
（2）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，设抽出气体的体积为，抽出气体前后，由玻意耳定律有
从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比
联立解得
（2）第一次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为，由玻意耳定律有
解得
第一次对核心舱充气后，核心舱气压变为，则有
解得
两舱气体对内闸门A的压力差
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