Question

[物理--選修3-3]
（1）關(guān)于分子運(yùn)動和熱現(xiàn)象，下列說法正確的是

 

（填入正確選項前的字母）．
A．布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒分子無規(guī)則運(yùn)動的反映
B．物體溫度不變而體積減小時，物體中所有分子的動能不變，勢能減少
C．氣體失去容器的約束就會散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在著斥力的緣故
D．堅固密閉容器內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子平均動能增大，器壁單位面積受到的壓力增大
（2）如圖所示，兩端開口的氣缸水平固定，A、B是兩個厚度不計的活塞，面積分別為S₁=20cm²，S₂=10cm²，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過水平細(xì)繩繞過光骨的定滑輪與質(zhì)量為M的重物C連接，靜止時氣缸中的空氣壓強(qiáng)P₁=1.2atm，溫度T₁=600K，氣缸兩部分的氣柱長均為L．已知大氣壓強(qiáng)P₀=1atm=1×10⁵Pa，取g=10m/s²，缸內(nèi)空氣可看作理想氣體，不計摩擦．求：
①重物C的質(zhì)量M是多少？
②降低氣缸中氣體的溫度，活塞A將向右移動，在某溫度下活塞A靠近D處時處予平衡，此時缸內(nèi)氣體的溫度是多少？

Answer 1

分析：（1）布朗運(yùn)動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則的熱運(yùn)動，即不是液體分子的運(yùn)動也不是固體分子的運(yùn)動，它反映了液體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動．
溫度是分子平均動能變化的標(biāo)志，個別分子動能無法確定．氣體失去容器的約束就會散開，這是因?yàn)榉肿佣荚诓煌５刈鰺o規(guī)則熱運(yùn)動．
堅固密閉容器內(nèi)氣體溫度升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程判斷．
（2）取兩活塞整體研究，根據(jù)平衡條件求解．
找出變化的初末狀態(tài)，根據(jù)理想氣體方程

PV

T

=C求解．

解答：解：（1）A、布朗運(yùn)動是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無規(guī)則的熱運(yùn)動，即不是液體分子的運(yùn)動也不是固體分子的運(yùn)動，它反映了液體分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動．故A錯誤．
B、溫度是分子平均動能變化的標(biāo)志，個別分子動能無法確定．故B錯誤．
C、氣體失去容器的約束就會散開，這是因?yàn)榉肿佣荚诓煌５刈鰺o規(guī)則熱運(yùn)動．故C錯誤．
D、堅固密閉容器內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子平均動能增大，體積不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得壓強(qiáng)增大，器壁單位面積受到的壓力增大，故D正確．
故選D．
（2）①取兩活塞整體研究，根據(jù)平衡條件得：
P₀S₁-P₁S₁+P₁S₂-P₀S₂+Mg=0
解得M=

(p1-p0)(S1-S2)

g

=2kg
②當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度變化時，活塞緩慢移動，活塞可視為平衡狀態(tài)
溫度緩慢變化時氣體作等壓變化，溫度變低，體積變小，
此過程兩活塞向右移動L
根據(jù)理想氣體方程

PV

T

=C得：

(S1L+S2L)

T1

=

S2?2L

T2

解得：T₂=400K
故答案為：（1）D
（2）①重物C的質(zhì)量M是2kg
②此時缸內(nèi)氣體的溫度是400K．

點(diǎn)評：加強(qiáng)對基本概念的記憶，基本方法的學(xué)習(xí)利用，是學(xué)好3-3的基本方法．此處高考要求不高，不用做太難的題目．