如圖5-2所示，容器A、B各有一個(gè)可以自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓強(qiáng)恒定.A、B的底部由帶有閥門(mén)K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱.起初，A中水面比B中的高，打開(kāi)閥門(mén)，使A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到平衡.在這個(gè)過(guò)程中（    ）

圖5-2

A.大氣壓力對(duì)水做功，水的內(nèi)能減小             B.水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減小

C.大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變          D.大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，故滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力大大減小，可以忽略不計(jì)．為了探究做功與物體動(dòng)能之間的關(guān)系，在氣墊導(dǎo)軌上放置一帶有遮光片的滑塊，滑塊的一端與輕彈簧相接，彈簧另一端固定在氣墊導(dǎo)軌的一端，將一光電門(mén)P固定在氣墊導(dǎo)軌底座上適當(dāng)位置（如圖1），使彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)，滑塊上的遮光片剛好位于光電門(mén)的擋光位置，與光電門(mén)相連的光電計(jì)時(shí)器可記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間．實(shí)驗(yàn)步驟如下：精英家教網(wǎng)
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；
②在氣墊導(dǎo)軌上適當(dāng)位置標(biāo)記一點(diǎn)A（圖中未標(biāo)出，AP間距離遠(yuǎn)大于d），將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放．由光電計(jì)時(shí)器讀出滑塊第一次通過(guò)光電門(mén)時(shí)遮光片的擋光時(shí)間t；
③利用所測(cè)數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度V；
④更換勁度系數(shù)不同而自然長(zhǎng)度相同的彈簧重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②③，記錄彈簧勁度系數(shù)及相應(yīng)的速度V，如下表所示：
彈簧勁度系數(shù) k 2k 3k 4k 5k 6k
V （m/s） 0.71 1.00 1.22 1.41 1.58 1.73
V2 （m2/s2） 0.50 1.00 1.49 1.99 2.49 2.99
V3 （m3/s3） 0.36 1.00 1.82 2.80 3.94 5.18
（1）測(cè)量遮光片的寬度時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖2所示，讀得d=
 
m；
（2）用測(cè)量的物理量表示遮光片通過(guò)光電門(mén)時(shí)滑塊的速度的表達(dá)式V=
 
；
（3）已知滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)P處的過(guò)程中，彈簧對(duì)滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比，根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，可得出合力對(duì)滑塊做的功W與滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度V的關(guān)系是
 
．
Ⅱ．現(xiàn)已離不開(kāi)電視、手機(jī)等電子產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含多種重金屬離子的廢水，這些廢水是否達(dá)標(biāo)也引起了人們的關(guān)注．某同學(xué)想測(cè)出學(xué)校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω?m）．圖甲為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極�。�，其余四面由絕緣材料制成，容器內(nèi)部長(zhǎng)a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：精英家教網(wǎng)
（1）他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個(gè)檔位粗測(cè)水樣的電阻值時(shí)，表盤(pán)上指針如圖乙中所示，則所測(cè)水樣的電阻約為
 
Ω．
（2）他從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材更精確地測(cè)量所取水樣的電阻：
A．電流表（量程5mA，電阻RA=800Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻RV約為10.0kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)用筆線代替導(dǎo)線幫他在圖丙中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，這位同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重復(fù)上述測(cè)量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)你在圖丁的坐標(biāo)系中作出U-I關(guān)系圖線．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出待測(cè)水樣的電阻率為
 
Ω?m．據(jù)此可知，所測(cè)水樣在電阻率這一指標(biāo)上
 
（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

材料:圖7(甲)所示是證實(shí)玻爾關(guān)于原子內(nèi)部能量量子化的一種實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,由電子槍A射出的電子,射入充有氦氣的容器B中,電子在O點(diǎn)與氦原子發(fā)生碰撞后進(jìn)入速度選擇器C,而氦原子由低能級(jí)被激發(fā)到高能級(jí).速度選擇器C由兩個(gè)同心的圓弧形電極P1和P2組成,電極間場(chǎng)強(qiáng)方向沿同心圓的半徑,當(dāng)兩極間電壓為U時(shí),只允許具有確定能量的電子通過(guò),并進(jìn)入檢測(cè)裝置口,由檢測(cè)裝置口測(cè)出電子產(chǎn)生的電流I,改變電壓,同時(shí)測(cè)出I的數(shù)值,即可確定碰撞后進(jìn)入速度選擇器的電子能量分布.為了方便研究,作如下假設(shè):

    

甲                                                      乙

圖7

(1)忽略電子的重力;

(2)電子與原子碰撞前,原子靜止,原子質(zhì)量比電子質(zhì)量大很多,碰撞后原子雖稍微被碰動(dòng),但忽略這一能量損失,假定原子未動(dòng);

(3)當(dāng)電子與原子發(fā)生彈性碰撞時(shí),電子改變運(yùn)動(dòng)方向,但不損失動(dòng)能;發(fā)生非彈性碰撞時(shí),電子損失動(dòng)能傳給原子,使原子內(nèi)部能量增加.

請(qǐng)根據(jù)以上材料和假設(shè)回答下列問(wèn)題:

(1)設(shè)速度選擇器兩極間的電壓為U(V)時(shí),允許通過(guò)的電子的動(dòng)能為Ek(eV),寫(xiě)出Ek與U的關(guān)系式,設(shè)通過(guò)選擇器的電子軌道半徑r=20.0 cm,電極P1和P2的間隔d=10.0 mm,兩極間場(chǎng)強(qiáng)大小處處相同,都為E;

(2)如果電子槍射出電子的動(dòng)能Ek=50.0 eV,改變P1、P2間電壓,測(cè)得電流I,得到如圖8(乙)所示的I-U圖象,圖象表明,當(dāng)電壓U為5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V時(shí)電流出現(xiàn)峰值,試說(shuō)明在U=5.00 V和U=2.88 V時(shí)電子與氦原子碰撞時(shí)電子能量的變化.

(3)求氦原子3個(gè)激發(fā)態(tài)的能級(jí)En.(設(shè)基態(tài)的能級(jí)E1=0)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某塑料球成型機(jī)工作時(shí)，可以噴出速度v0 = 10 m/s的塑料小球，已知噴出的每個(gè)小球的質(zhì)量m = 1.0 × 10 – 4 kg，并且在噴出時(shí)已帶了q = – 1.0 × 10 – 4 C的電荷量．如圖6 – 25所示，小球從噴口飛出后，先滑過(guò)長(zhǎng)d = 1.5 m的水平光滑的絕緣軌道，而后又滑過(guò)半徑R = 0.4 m的圓弧形豎立的光滑絕緣軌道并從某處飛出．今在水平軌道上加上水平向右的場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球?qū)⑶『脧膱A弧軌道的最高點(diǎn)M處水平飛出；若再在圓形軌道區(qū)域加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，小球?qū)⑶『没^(guò)圓弧軌道上與圓心等高的N點(diǎn)，最后落入放在地面上接地良好的金屬容器內(nèi)，g = 10 m/s2，求

   （1）所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E多大？

   （2）所加磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？在此種情況下，小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

第七部分 熱學(xué)

熱學(xué)知識(shí)在奧賽中的要求不以深度見(jiàn)長(zhǎng)，但知識(shí)點(diǎn)卻非常地多（考綱中羅列的知識(shí)點(diǎn)幾乎和整個(gè)力學(xué)——前五部分——的知識(shí)點(diǎn)數(shù)目相等）。而且，由于高考要求對(duì)熱學(xué)的要求逐年降低（本屆尤其低得“離譜”，連理想氣體狀態(tài)方程都沒(méi)有了），這就客觀上給奧賽培訓(xùn)增加了負(fù)擔(dān)。因此，本部分只能采新授課的培訓(xùn)模式，將知識(shí)點(diǎn)和例題講解及時(shí)地結(jié)合，爭(zhēng)取讓學(xué)員學(xué)一點(diǎn)，就領(lǐng)會(huì)一點(diǎn)、鞏固一點(diǎn)，然后再層疊式地往前推進(jìn)。

一、分子動(dòng)理論

1、物質(zhì)是由大量分子組成的（注意分子體積和分子所占據(jù)空間的區(qū)別）

對(duì)于分子（單原子分子）間距的計(jì)算，氣體和液體可直接用，對(duì)固體，則與分子的空間排列（晶體的點(diǎn)陣）有關(guān)。

【例題1】如圖6-1所示，食鹽（NaCl）的晶體是由鈉離子（圖中的白色圓點(diǎn)表示）和氯離子（圖中的黑色圓點(diǎn)表示）組成的，離子鍵兩兩垂直且鍵長(zhǎng)相等。已知食鹽的摩爾質(zhì)量為58.5×10－3kg/mol，密度為2.2×103kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1，求食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心之間的距離。

【解說(shuō)】題意所求即圖中任意一個(gè)小立方塊的變長(zhǎng)（設(shè)為a）的倍，所以求a成為本題的焦點(diǎn)。

由于一摩爾的氯化鈉含有NA個(gè)氯化鈉分子，事實(shí)上也含有2NA個(gè)鈉離子（或氯離子），所以每個(gè)鈉離子占據(jù)空間為 v = 

而由圖不難看出，一個(gè)離子占據(jù)的空間就是小立方體的體積a3 ，

即 a3 =  = ，最后，鄰近鈉離子之間的距離l = a

【答案】3.97×10－10m 。

〖思考〗本題還有沒(méi)有其它思路？

〖答案〗每個(gè)離子都被八個(gè)小立方體均分，故一個(gè)小立方體含有×8個(gè)離子 = 分子，所以…（此法普遍適用于空間點(diǎn)陣比較復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。）

2、物質(zhì)內(nèi)的分子永不停息地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

固體分子在平衡位置附近做微小振動(dòng)（振幅數(shù)量級(jí)為0.1），少數(shù)可以脫離平衡位置運(yùn)動(dòng)。液體分子的運(yùn)動(dòng)則可以用“長(zhǎng)時(shí)間的定居（振動(dòng)）和短時(shí)間的遷移”來(lái)概括，這是由于液體分子間距較固體大的結(jié)果。氣體分子基本“居無(wú)定所”，不停地遷移（常溫下，速率數(shù)量級(jí)為102m/s）。

無(wú)論是振動(dòng)還是遷移，都具備兩個(gè)特點(diǎn)：a、偶然無(wú)序（雜亂無(wú)章）和統(tǒng)計(jì)有序（分子數(shù)比率和速率對(duì)應(yīng)一定的規(guī)律——如麥克斯韋速率分布函數(shù)，如圖6-2所示）；b、劇烈程度和溫度相關(guān)。

氣體分子的三種速率。最可幾速率vP ：f(v) = （其中ΔN表示v到v +Δv內(nèi)分子數(shù)，N表示分子總數(shù)）極大時(shí)的速率，vP == ；平均速率：所有分子速率的算術(shù)平均值， ==；方均根速率：與分子平均動(dòng)能密切相關(guān)的一個(gè)速率，==〔其中R為普適氣體恒量，R = 8.31J/(mol.K)。k為玻耳茲曼常量，k =  = 1.38×10－23J/K 〕

【例題2】證明理想氣體的壓強(qiáng)P = n，其中n為分子數(shù)密度，為氣體分子平均動(dòng)能。

【證明】氣體的壓強(qiáng)即單位面積容器壁所承受的分子的撞擊力，這里可以設(shè)理想氣體被封閉在一個(gè)邊長(zhǎng)為a的立方體容器中，如圖6-3所示。

考查yoz平面的一個(gè)容器壁，P =            ①

設(shè)想在Δt時(shí)間內(nèi)，有Nx個(gè)分子（設(shè)質(zhì)量為m）沿x方向以恒定的速率vx碰撞該容器壁，且碰后原速率彈回，則根據(jù)動(dòng)量定理，容器壁承受的壓力

 F ==                            ②

在氣體的實(shí)際狀況中，如何尋求Nx和vx呢？

考查某一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的速度為v ，它沿x、y、z三個(gè)方向分解后，滿足

v2 =  +  + 

分子運(yùn)動(dòng)雖然是雜亂無(wú)章的，但仍具有“偶然無(wú)序和統(tǒng)計(jì)有序”的規(guī)律，即

 =  +  +  = 3                    ③

這就解決了vx的問(wèn)題。另外，從速度的分解不難理解，每一個(gè)分子都有機(jī)會(huì)均等的碰撞3個(gè)容器壁的可能。設(shè)Δt = ，則

 Nx = ·3N總 = na3                         ④

注意，這里的是指有6個(gè)容器壁需要碰撞，而它們被碰的幾率是均等的。

結(jié)合①②③④式不難證明題設(shè)結(jié)論。

〖思考〗此題有沒(méi)有更簡(jiǎn)便的處理方法？

〖答案〗有�！懊睢彼蟹肿右韵嗤乃俾蕍沿+x、?x、+y、?y、+z、?z這6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)（這樣造成的宏觀效果和“雜亂無(wú)章”地運(yùn)動(dòng)時(shí)是一樣的），則 Nx =N總 = na3 ；而且vx = v

所以，P =  = ==nm = n

3、分子間存在相互作用力（注意分子斥力和氣體分子碰撞作用力的區(qū)別），而且引力和斥力同時(shí)存在，宏觀上感受到的是其合效果。

分子力是保守力，分子間距改變時(shí)，分子力做的功可以用分子勢(shì)能的變化表示，分子勢(shì)能EP隨分子間距的變化關(guān)系如圖6-4所示。

分子勢(shì)能和動(dòng)能的總和稱為物體的內(nèi)能。

二、熱現(xiàn)象和基本熱力學(xué)定律

1、平衡態(tài)、狀態(tài)參量

a、凡是與溫度有關(guān)的現(xiàn)象均稱為熱現(xiàn)象，熱學(xué)是研究熱現(xiàn)象的科學(xué)。熱學(xué)研究的對(duì)象都是有大量分子組成的宏觀物體，通稱為熱力學(xué)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）。當(dāng)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不再隨時(shí)間變化時(shí)，這樣的狀態(tài)稱為平衡態(tài)。

b、系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，所有宏觀量都具有確定的值，這些確定的值稱為狀態(tài)參量（描述氣體的狀態(tài)參量就是P、V和T）。

c、熱力學(xué)第零定律（溫度存在定律）：若兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的任何一個(gè)系統(tǒng)都和第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，那么，這兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)也必定處于熱平衡。這個(gè)定律反映出：處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀特征，這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個(gè)數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù)，這個(gè)狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。

2、溫度

a、溫度即物體的冷熱程度，溫度的數(shù)值表示法稱為溫標(biāo)。典型的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)t、華氏溫標(biāo)F（F = t + 32）和熱力學(xué)溫標(biāo)T（T = t + 273.15）。

b、（理想）氣體溫度的微觀解釋?zhuān)?img width="17" height="23" alt="" hspace="1" vspace="1" src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/2008/07/30/14/20080730144028274170797-53.jpg" /> = kT （i為分子的自由度 = 平動(dòng)自由度t + 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度r + 振動(dòng)自由度s 。對(duì)單原子分子i = 3 ，“剛性”〈忽略振動(dòng)，s = 0，但r = 2〉雙原子分子i = 5 。對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上的多原子分子，i = 6 。能量按自由度是均分的），所以說(shuō)溫度是物質(zhì)分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。

c、熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可能達(dá)到。（結(jié)合分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)2和溫度的微觀解釋很好理解。）

3、熱力學(xué)過(guò)程

a、熱傳遞。熱傳遞有三種方式：傳導(dǎo)（對(duì)長(zhǎng)L、橫截面積S的柱體，Q = KSΔ

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