Question

（2011?長春二模）[物理--選修3-3]
（1）下列說法中正確的是
A．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大
B．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積減小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，則氣體的壓強(qiáng)一定增大
C．壓縮一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能一定增加
D．分子a從很遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)分子a運(yùn)動(dòng)到與分子b的相互作用力為零時(shí)，分子a的動(dòng)能一定最大
（2）如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V₀，氣體最初的壓強(qiáng)為

p0

2

；汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的．開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為p₀，重力加速度為g．求：
①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V；
②整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．

Answer 1

分析：根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去判斷其它的物理量．
溫度是分子平均動(dòng)能變化的標(biāo)志
對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，運(yùn)用平衡知識(shí)解決問題．

解答：解：（1）A、對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，由于體積變化不清楚所以無法確定氣體的壓強(qiáng)變化．故A錯(cuò)誤．
B、對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積減小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，由于溫度變化不清楚所以無法確定氣體的壓強(qiáng)變化．故B錯(cuò)誤．
C、壓縮一定質(zhì)量的理想氣體，根據(jù)熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式△U=Q+W知道W＞0，但是Q的變化變化不清楚，所以其內(nèi)能
變化無法確定．故C錯(cuò)誤．
D、分子a從很遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)分子a運(yùn)動(dòng)到與分子b的相互作用力為零時(shí)，在這過程中表現(xiàn)為引力，引力做正功，動(dòng)能增大，過了這位置引力要做負(fù)功．所以在這位置分子a的動(dòng)能一定最大．故大正確．
故選D．
（2）解：①設(shè)活塞在B處時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p，活塞受力平衡
P₀S+mg=ps
解得：P=P₀+

mg

s

由玻意耳定律：

1

2

p0V0=pV
 解得氣體體積：V=

p0V0S

2(p0S+mg)

②由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化△E=0
由能量守恒定律可得  Q=（P₀S+mg）h 
 活塞下降的高度為：h=

V0

S

-

V

S

  通過缸壁傳遞的熱量：Q=(

P0

2

+

mg

S

)V0
答：（1）D
（2）①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V是V=

p0V0S

2(p0S+mg)

；
②整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量為(

P0

2

+

mg

S

)V0

點(diǎn)評(píng)：能用靜力學(xué)觀點(diǎn)確解決問題．
要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化．