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【物理-选修3-3】

(1)对于一定质量的理想气体,若设法使其温度升高而压强减小,则在这一过程中,下列说法正确的是:

A.气体的体积可能不变

B.气体必定从外界吸收热量

C.气体分子的平均动能必定增大

D.单位时间内,气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少

(2)如图所示,放置在水平地面上一个高为h=40cm的金属容器内有温度为t1=27℃空气,容器侧壁正中央有一阀门,阀门细管直径不计。活塞质量为m=5.0kg,横截面积为s=20cm2。现打开阀门,让活塞下降直至静止。不计摩擦,外界大气压强为p0=1.0×105Pa 。阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10 m/s2。求:

①若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h2

②活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327℃,求此时活塞距容器底部的高度h3

(1)BCD

(2)①0.16m

②0.32 m


解析:

(1)BCD(5分)

(2)①活塞经阀门细管时, 容器内气体的压强为:P1=1.0×105Pa。

容器内气体的体积为:V1=20×10-4×0.2m3=4.0×10-4m3

活塞静止时,气体的压强为:P2=P0+mg/S=1.0×105+5.0×10/20×10-4=1.25×105 Pa

活塞静止时,气体的体积为:V2= h2×20×10-4m3

根据玻意耳定律:P1V1=P2V(3分)

 代入数据得: (2分)

②活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为:P3= P2=1.25×105 Pa

等压变化: T2=273+27=300K  T3=273+327=600K  V2=3.2×10-6m3  V2=h3×20×10-4 m2

根据玻盖-吕萨克定律:   (3分)

代入数据得:   (2分)

h3=0.32 m 小于容器高度

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