Question

【物理—選修3-3】（15分）

（1）（5分）下列說法中正確的是____________

       A．對物體做功不可能使物體的溫度升高

       B．即使氣體的溫度很高，仍有一些分子的運(yùn)動速率是非常小的

       C．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動動能和分子之間勢能的總和

       D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強(qiáng)必然增大

   （2）（10分）如圖所示，將一個絕熱的汽缸豎直放置在水平桌面上，在汽缸內(nèi)用一個活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體。在活塞上面放置一個物體，活塞和物體的總質(zhì)量為10kg，活塞的橫截面積為：cm²。已知外界的大氣壓強(qiáng)為Pa，不計活塞和汽缸之間的摩擦力。在汽缸內(nèi)部有一個電阻絲，電阻絲的電阻值，電源的電壓為12V。接通電源10s后活塞緩慢升高cm，求這一過程中氣體的內(nèi)能變化量。若缸內(nèi)氣體的初始溫度為27℃，體積為m³，試求接通電源10s后缸內(nèi)氣體的溫度是多少？

Answer 1

答案：（1）BC（5分）；（2）內(nèi)能增加250J（5分）；127℃（5分）

解析：（1）做功和熱傳遞都可能使物體的溫度升高，A錯誤；氣體溫度升高，氣體分子運(yùn)動的平均速率增大，但由于氣體分子的相互碰撞，仍有一些分子的運(yùn)動速率是非常小的，B正確；根據(jù)內(nèi)能的概念，C正確；氣體壓強(qiáng)與溫度和體積都有關(guān)，故D錯誤。

（2）設(shè)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，選活塞為研究對象，活塞緩慢移動受力平衡，根據(jù)力的平衡知識得：，Pa。（1分）

活塞在上升h=10cm的過程中氣體對外界做功，J。（1分）

電阻絲在通電10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J，（1分）

因為汽缸是絕熱的，所以電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收。根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：J，即氣體的內(nèi)能增加了250J。（2分）

內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變，由，（3分）

得K，即缸內(nèi)氣體的溫度是127℃。（2分）