Question

[物理——选修3—3]（13分）   

   （1）（4分）下列说法正确的是                                                                         （    ）

        A．物体的内能是分子平均动能与分子平均势能的和

        B．温度越高，物体的分子平均动能越大

        C．一定质量的理想气体等温压缩，要从外界吸收能量

        D．热力学第二定律表明自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展

   （2）（9分）如图17所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm²足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度t₁=7℃，外界大气压取P₀=1.0×10⁵ Pa（相当于75 cm汞柱高的压强）。

        ①对气体加热，使共温度升高到t₂=47℃，此时气柱为多长?

        ②在活塞上施加一个竖直向下的压力F=4N，保持气体的温度t₂不变，平衡后活塞下降的高度为多少?（以上过程中水银槽中的液面高度可视为不变）

 

Answer 1

［物理——选修3－3］（13分）

   （1）BD（4分）

   （2）解：

   （1）被封闭气体的初状态为

     P₁=P₀=1.0×10⁵Pa=75cmHg，

     V₁=L₁S=21S，T₁=280K

     末态为    P₂=P₀=1．0×10⁵Pa=75cmHg，

 V ₂=L₂S，T₂=320K

     根据盖·吕萨克定律，有即                      （2分）

     得                           （1分）

  （2）在活塞上施加压力F后，气体的状态变为

        （1分）

V₃=L₃S，T₃=T₂=320K

根据玻意耳定律，有

    ，                                                （2分）

即   

                    

得                               （1分）

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

所以管内外水银面的高度差为Δh=15cm，

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