Question

[物理～选修3-3]
（1）如图所示，某种自动洗衣机注水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知细管中的空气压力，从而控制进水量．当洗衣缸内水位缓慢升高时，可以认为细管内空气温度保持不变．则被封闭的空气

AD

A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的平均动能增大
C．内能一定增大
D．体积变小，压强变大
（2）接上题．该自动洗衣机洗衣缸内水位深度调节有“低、中、高”三个挡位．第一次选择了“低”档位．注水结束时．进入细管中的水柱长度为l₁．由于增添衣物，随将注水深度设置为“高”档位，进行第二次注水，第二次注水结束时，进入细管中的水柱长度为l₂．已知细管长度为L，水的密度为ρ，大气压强为p₀，重力加速度为g．如果将细管中的空气看做理想气体，且忽略进入细管中水的体积，求洗衣缸内第二次注入水的深度．

Answer 1

分析：（1）分子距离减小时，分子间的引力都增大．温度是物体分子热运动平均动能的标志．根据玻意耳定律分析体积和压强的变化．
（2）根据玻意耳定律分别求出两次注水后，气体的压强．封闭气体压强的增加，是由于洗衣缸内水的深度增加造成的．根据压强公式求出洗衣缸内第二次注入水的深度．

解答：解：
（1）A、当洗衣缸内水位缓慢升高时，细管内空气被压缩，分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大．故A正确．
B、细管内空气温度保持不变，分子的平均动能不变．故B错误．
C、细管内空气温度保持不变，内能不变．故C错误．
D、气体发生等温变化，体积减小，根据玻意耳定律可知，压强增大．故D正确．
故选AD；
（2）取未注水时细管内的空气为研究对象，设第一次注水后，气体的压强为p₁，第二次注水后，气体的压强为p₂．根据玻意耳定律可得
    p₀L=P₁（L-1₁）
    p₀L=P₂（L-1₂）
解得 p1=

L

L-l1

p0，p2=

L

L-l2

p0
气体压强的增加，是由于洗衣缸内水的深度增加造成的．设第二次注入水的深度为△H，则
ρg△H=p₂-p₁   
所以，△H=

L(l2-l1)

ρg(L-l2)(L-l1)

p0
答：（1）AD；
    （2）洗衣缸内第二次注入水的深度是△H=

L(l2-l1)

ρg(L-l2)(L-l1)

p0．

点评：本题运用物理知识分析实际问题的能力，将研究对象简化成理想气体是关键．基本题．