Question

【題目】【物理—選修3-3】

(1)下列說(shuō)法正確的是（____）

A.一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒與器壁平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小

B.晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)能一定增大

C.空調(diào)既能制熱又能制冷，說(shuō)明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞

D.外界對(duì)氣體做功時(shí)，其內(nèi)能一定會(huì)增大

E.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成

(2)如圖所示，一個(gè)絕熱的汽缸豎直放置，內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞上升了h，此時(shí)氣體的溫度為T1.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.

①加熱過(guò)程中，若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1，求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2；

②現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱，同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒，當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T2.求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量Δm.

Answer 1

【答案】(1)ACE (2) ①ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE ②

【解析】

(1)氣體的壓強(qiáng)是由大量分子對(duì)器壁的碰撞而產(chǎn)生的，它包含兩方面的原因：分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)和每一次的平均撞擊力.氣體的溫度降低時(shí)，分子的平均動(dòng)能減小，故在體積不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小，故A正確；晶體有固定的熔點(diǎn)，故晶體熔化時(shí)溫度不變，故分子平均動(dòng)能一定不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知熱量只能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過(guò)熱機(jī)做功實(shí)現(xiàn)從低溫物體傳到高溫物體，空調(diào)的工作過(guò)程表明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)外界對(duì)氣體做功的同時(shí)對(duì)外放熱，其內(nèi)能可能增大、減小或不變，故D錯(cuò)誤；生產(chǎn)半導(dǎo)體器件摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成，故E正確.故選ACE.

(2)①B氣體對(duì)外做功 W＝pSh＝(p0S＋mg)h

由熱力學(xué)第一定律得ΔE1＋ΔE2＝Q－W

解得ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE

②B氣體的初狀態(tài)p1＝p0＋，V1＝2hS，T1

B氣體的末狀態(tài)p2＝p0＋,V2＝hS　,T2

由氣態(tài)方程

得