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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律综合与测试课时练习
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律综合与测试课时练习，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第七单元 热力学第一定律 能量守恒
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)
1．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是( )
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为( )
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断对胎内气体做功
3．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
4.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )
A．内能增加 B．对外做功
C．压强增大 D．分子间的引力和斥力都增大
5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为( )
A．增加了5×103 J B．减少了5×103 J
C．增加了3×103 J D．减少了3×103 J
6．重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小 B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大 D．对外做功，分子平均动能减小
7．一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，则该过程中( )
A．气体的内能一定是增加的 B．气体可能向外界放热
C．气体可能从外界吸收热量 D．气体对外界做正功
8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
9.如图为某种椅子升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的理想气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )
A．外界对气体做功，气体内能增加 B．外界对气体做功，气体内能减少
C．气体对外界做功，气体内能增加 D．气体对外界做功，气体内能减少
10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时( )
A．体积必然变大 B．有可能经过体积减小的过程
C．外界必然对气体做功 D．气体必然从外界吸热
11.一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系．导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则( )
A．绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，同时从外界吸热
D．外界对气体做功，温度计示数增加
12.如图，水平放置的密封汽缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
二、非选择题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.(10分)如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J．求：
(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？
14.(10分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：
(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)
15.(10分)如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始时活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：
(1)环境温度升高了多少度？
(2)气体的内能如何变化？变化了多少？
16．(10分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 °C，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
参考答案与解析
1．[导学号：65430099] 解析：选A.迅速向里推活塞压缩气体时，对气体做功，使气体内能急剧增加，气体来不及向外传热，温度很快升高，达到柴油的着火点，使之燃烧起来．
2．[导学号：65430100] 解析：选D.给自行车轮胎打气，外界对胎内气体做功，气体内能增加，温度升高，D正确．
3．[导学号：65430101] 解析：选AD.这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主要是受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项正确．四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D项正确．
4．[导学号：65430102] 解析：选AB.当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为A、B.
5．[导学号：65430103] 解析：选C.气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．
6．[导学号：65430104] 解析：选B.温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错．
7．[导学号：65430105] 解析：选ABC.理想气体内能只考虑分子动能，T2>T1，故分子动能增加，内能一定是增加的，ΔU取正值．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，理想气体被压缩，外界对气体做功，W取正值，但不知W与ΔU数值，Q可正可负．
8．[导学号：65430106] 解析：选C.向下压活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．
9．[导学号：65430107] 解析：选A.M筒向下滑动的过程中压缩气体，对气体做功，又由于气体不与外界发生热交换，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，选项A正确．
10．[导学号：65430108] 解析：选ABD.连接OA、OB，得到两条等容线，故有VB>VA，所以A正确．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B正确．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．
11．[导学号：65430109] 解析：选B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大．由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B项正确．
12．[导学号：65430110] 解析：选BC.通电后，右边气体吸收热量，温度升高，压强增大，推动隔板，对左边气体做功，由热力学第一定律可知左边气体温度升高，内能增加，压强变大，A项错误，B、C项正确；由于右边气体吸热的同时，膨胀对左边气体做功，所以内能的增加小于电热丝放出的热量，D项错误．
13．[导学号：65430111] 解析：(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝410 J
由热力学第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝130 J
气体内能的变化量为130 J.
(2)BDA过程中气体放热
因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量
UA－UB＝－130 J
又因外界对气体做功200 J
由热力学第一定律UA－UB＝W2＋Q2，Q2＝－330 J
放出热量330 J.
答案：(1)增加 130 J (2)放热 330 J
14．[导学号：65430112] 解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS
缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：
p0V0＝pV，解得：p＝1.1×106Pa.
(2)大气压力对活塞做功：W1＝p0S(l0－l)＝2 J
人做功W2＝100 J，
由热力学第一定律得：
ΔU＝W1＋W2＋Q，
将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J.
答案：(1)1.1×106 Pa (2)82 J
15．[导学号：65430113] 解析：(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖－吕萨克定律可知：
eq \f(V,T)＝eq \f(ΔV,ΔT)得ΔT＝eq \f(2Δx,h)(273＋t)K.
(2)气体温度升高，内能增加．
设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G，封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx，由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.
答案：见解析
16．[导学号：65430114] 解析：水吸收的能量：
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3 696 J
太阳光在1 s内垂直照射到S0＝1 m2面积上的功率：
P＝eq \f(Q,St)＝eq \f(3 696,3.2×10－2×3×60)W＝6.4×102W
太阳辐射到地球表面上能量的功率：
P′＝P×eq \f(πR2,S0)＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2W＝8.2×1016W.
答案：8.2×1016W
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
第七单元 热力学第一定律 能量守恒
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)
1．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是( )
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
2．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为( )
A．胎内气体压强不断增大，而容积不变
B．轮胎从外界吸热
C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度
D．打气时，外界不断对胎内气体做功
3．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
4.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )
A．内能增加 B．对外做功
C．压强增大 D．分子间的引力和斥力都增大
5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下，体积从20 L膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为( )
A．增加了5×103 J B．减少了5×103 J
C．增加了3×103 J D．减少了3×103 J
6．重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小 B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大 D．对外做功，分子平均动能减小
7．一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，则该过程中( )
A．气体的内能一定是增加的 B．气体可能向外界放热
C．气体可能从外界吸收热量 D．气体对外界做正功
8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
9.如图为某种椅子升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的理想气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )
A．外界对气体做功，气体内能增加 B．外界对气体做功，气体内能减少
C．气体对外界做功，气体内能增加 D．气体对外界做功，气体内能减少
10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时( )
A．体积必然变大 B．有可能经过体积减小的过程
C．外界必然对气体做功 D．气体必然从外界吸热
11.一物理实验爱好者开展探究性课外活动研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系．导热良好的汽缸开口向下，内有理想气体(即分子势能可忽略的气体)，汽缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不漏气．一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．现给沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，则( )
A．绳的拉力对沙桶做正功，所以气体对外界做功
B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，同时从外界吸热
D．外界对气体做功，温度计示数增加
12.如图，水平放置的密封汽缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
二、非选择题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.(10分)如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J．求：
(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？
14.(10分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞重力．问：
(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强为多大？
(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)
15.(10分)如图所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始时活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：
(1)环境温度升高了多少度？
(2)气体的内能如何变化？变化了多少？
16．(10分)某同学想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积S＝3.2 dm2的保温圆筒，筒内装有质量为m＝0.4 kg的水，让太阳光垂直照射t＝3 min，水升高的温度Δt＝2.2 °C，已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，地球半径为R＝6 400 km，试求出太阳向地球表面辐射能量的功率．
参考答案与解析
1．[导学号：65430099] 解析：选A.迅速向里推活塞压缩气体时，对气体做功，使气体内能急剧增加，气体来不及向外传热，温度很快升高，达到柴油的着火点，使之燃烧起来．
2．[导学号：65430100] 解析：选D.给自行车轮胎打气，外界对胎内气体做功，气体内能增加，温度升高，D正确．
3．[导学号：65430101] 解析：选AD.这四个现象中物体运动过程都受到阻力作用，汽车主要是受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A项正确．四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了其他形式的能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化为其他形式的能，D项正确．
4．[导学号：65430102] 解析：选AB.当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项为A、B.
5．[导学号：65430103] 解析：选C.气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m3＝1.0×103 J．这一过程气体从外界吸热Q＝4×103 J．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于气体对外做功，W应取负值，则可得ΔU＝－1.0×103 J＋4.0×103 J＝3.0×103 J，即气体内能增加了3×103 J．故选项C正确．
6．[导学号：65430104] 解析：选B.温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错．
7．[导学号：65430105] 解析：选ABC.理想气体内能只考虑分子动能，T2>T1，故分子动能增加，内能一定是增加的，ΔU取正值．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，理想气体被压缩，外界对气体做功，W取正值，但不知W与ΔU数值，Q可正可负．
8．[导学号：65430106] 解析：选C.向下压活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．
9．[导学号：65430107] 解析：选A.M筒向下滑动的过程中压缩气体，对气体做功，又由于气体不与外界发生热交换，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，选项A正确．
10．[导学号：65430108] 解析：选ABD.连接OA、OB，得到两条等容线，故有VB>VA，所以A正确．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故B正确．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，C错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确．
11．[导学号：65430109] 解析：选B.汽缸导热良好，细沙慢慢漏出，故活塞缓慢上升，有足够的时间与外界进行热交换，故温度不变，而压强变大．由理想气体状态方程可得体积减小，外界对气体做功，而内能又不变，故向外界放热，B项正确．
12．[导学号：65430110] 解析：选BC.通电后，右边气体吸收热量，温度升高，压强增大，推动隔板，对左边气体做功，由热力学第一定律可知左边气体温度升高，内能增加，压强变大，A项错误，B、C项正确；由于右边气体吸热的同时，膨胀对左边气体做功，所以内能的增加小于电热丝放出的热量，D项错误．
13．[导学号：65430111] 解析：(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1＝－280 J，Q1＝410 J
由热力学第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝130 J
气体内能的变化量为130 J.
(2)BDA过程中气体放热
因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量
UA－UB＝－130 J
又因外界对气体做功200 J
由热力学第一定律UA－UB＝W2＋Q2，Q2＝－330 J
放出热量330 J.
答案：(1)增加 130 J (2)放热 330 J
14．[导学号：65430112] 解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，l0＝22 cm，l＝2 cm，V0＝l0S，V＝lS
缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：
p0V0＝pV，解得：p＝1.1×106Pa.
(2)大气压力对活塞做功：W1＝p0S(l0－l)＝2 J
人做功W2＝100 J，
由热力学第一定律得：
ΔU＝W1＋W2＋Q，
将Q＝－20 J代入解得ΔU＝82 J.
答案：(1)1.1×106 Pa (2)82 J
15．[导学号：65430113] 解析：(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖－吕萨克定律可知：
eq \f(V,T)＝eq \f(ΔV,ΔT)得ΔT＝eq \f(2Δx,h)(273＋t)K.
(2)气体温度升高，内能增加．
设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G，封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx，由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.
答案：见解析
16．[导学号：65430114] 解析：水吸收的能量：
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2 J＝3 696 J
太阳光在1 s内垂直照射到S0＝1 m2面积上的功率：
P＝eq \f(Q,St)＝eq \f(3 696,3.2×10－2×3×60)W＝6.4×102W
太阳辐射到地球表面上能量的功率：
P′＝P×eq \f(πR2,S0)＝6.4×102×3.14×(6 400×103)2W＝8.2×1016W.
答案：8.2×1016W
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答案
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