Question

[物理——選修3—3]（13分）   

   （1）（4分）下列說法正確的是                                                                         （    ）

        A．物體的內能是分子平均動能與分子平均勢能的和

        B．溫度越高，物體的分子平均動能越大

        C．一定質量的理想氣體等溫壓縮，要從外界吸收能量

        D．熱力學第二定律表明自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展

   （2）（9分）如圖17所示，一根兩端開口、橫截面積為S=2cm²足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）。管中有一個質量不計的光滑活塞，活塞下封閉著長L=21cm的氣柱，氣體的溫度t₁=7℃，外界大氣壓取P₀=1.0×10⁵ Pa（相當于75 cm汞柱高的壓強）。

        ①對氣體加熱，使共溫度升高到t₂=47℃，此時氣柱為多長?

        ②在活塞上施加一個豎直向下的壓力F=4N，保持氣體的溫度t₂不變，平衡后活塞下降的高度為多少?（以上過程中水銀槽中的液面高度可視為不變）

 

Answer 1

［物理——選修3－3］（13分）

   （1）BD（4分）

   （2）解：

   （1）被封閉氣體的初狀態(tài)為

     P₁=P₀=1.0×10⁵Pa=75cmHg，

     V₁=L₁S=21S，T₁=280K

     末態(tài)為    P₂=P₀=1．0×10⁵Pa=75cmHg，

 V ₂=L₂S，T₂=320K

     根據蓋·呂薩克定律，有即                      （2分）

     得                           （1分）

  （2）在活塞上施加壓力F后，氣體的狀態(tài)變?yōu)?/p>

        （1分）

V₃=L₃S，T₃=T₂=320K

根據玻意耳定律，有

    ，                                                （2分）

即   

                    

得                               （1分）

由于=（90-75）cmHg=15 cmHg                      （1分）

所以管內外水銀面的高度差為Δh=15cm，

活塞下降的高度h=Δh+L₂-L₃=19cm 。                             （1分）