Question

（1）以下说法正确的有

 

（填正确答案标号）
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
E．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
（2）如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm，先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
①稳定后右管内的气体压强p；
②左管A端插入水银槽的深度h（大气压强p₀=76cmHg）．

Answer 1

分析：（1）物体的内能与温度、体积等因素有关．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．改变物体的内能有两种方式：做功和热传递．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．
（2）①右管被封闭气体作等温变化，根据玻意耳定律和左右管中被封闭气体的体积和压强关系，列式求解稳定后右管内的气体压强p．
②同理左管被封闭气体做等温变化，正确分析插入水银槽深度与中左管内气体长度变化以及液面差之间关系即可求解．

解答：解：（1）A、温度低的物体内能不一定小，还与物体的体积、分子数有关，故A错误．
B、温度低的物体分子运动的平均动能一定小，而平均速率不一定小，还与分子质量有关，故B错误．
C、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．所以温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但由于分子运动是无规则的，所以不是所有分子的速率都增大，故C正确．
D、改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，还与热传递有关，故D正确．
E、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E正确．
故选：CDE．
（2）①对右管中的气体研究，该气体作等温变化，根据玻意耳定律得：
  p₀L₀S=p（L₀-

△h

2

）S，
式中 p₀=76cmHg，L₀=39cm，△h=2cm，
代入解得，p=78cmHg
②插入水银槽后左管中气体的压强为：p′=p+△h=78cmHg+2cmHg=80cmHg．
左管竖直插入水银槽中时，槽内水银表面的压强为大气压强，设左管内外水银面高度差为h₁，此时左管内压强还可以表示为：
 p′=p₀+h₁，则得：h₁=80cmHg-76cmHg=4cmHg．
根据玻意耳定律得：
 p₀LS=p′L′S
式中L=40cm，p₀=76cmHg，代入解得，L′=

p0L

p′

=38cm
根据几何关系得：h=L+

△h

2

-L′+h₁=7cm
故答案：（1）CDE．
（2）①稳定后右管内的气体压强p是78cmHg；②左管A端插入水银槽的深度h是7cm．

点评：本题考查了等温变化气态方程的应用，难点在于根据数学关系确定气体长度的变化以及插入液面内玻璃管的长度，可以运用假设法进行理解．