Question

【題目】[物理——選修3-3]

（1）下列說法正確的是_________．

A．空氣中PM2.5的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)

B．熱量總是自發(fā)的從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體

C．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在表面張力

D．隨著分子間距離的增大，分子間作用力減小，分子勢(shì)能也減小

E．空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢

（2）豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑處處相同的細(xì)玻璃管，A端封閉，C端開口，最初AB段處于水平狀態(tài)，中間有一段水銀將氣體封閉在A端，各部分尺寸如圖所示，外界大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg．

(i)若從C端緩慢注入水銀，使水銀與C端管口平齊，需要注入水銀的長(zhǎng)度為多少________？

(ii)若在豎直平面內(nèi)將玻璃管順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°，最終AB段處于豎直、BC段處于水平位置時(shí)，封閉氣體的長(zhǎng)度變?yōu)槎嗌?/span>___________？（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 BCE 24cm 23.4cm

【解析】（1）空氣中PM2.5是固體顆粒，它的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；熱量總是自發(fā)的從溫度較高的物體傳遞到溫度較低的物體上，即從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體，選項(xiàng)B正確；液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以液體表面存在表面張力，選項(xiàng)C正確；隨著分子間距離的增大，分子間作用力先減小后增加，再減��；分子勢(shì)能先減小，后增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，選項(xiàng)E正確；故選BCE.

（2）(i)以cmHg為壓強(qiáng)單位．設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l1＝30cm－10cm＝20cm時(shí)的壓強(qiáng)為p1；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h＝25 cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2．

由玻意耳定律得p1l1＝p2l2

其中p1＝（75＋5）cmHg＝80cmHg，p2＝（75＋25）cmHg＝100cmHg

解得l2＝16cm，

故需要注入的水銀長(zhǎng)度l＝20cm－16cm＋25cm－5cm＝24cm

(ii)設(shè)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，水銀未溢出，且AB部分留有x長(zhǎng)度的水銀，

由玻意耳定律得p1l1＝（p0－x）（l－x），其中l＝30cm

解得x1＝cm＝6.6cm＞0符合題意，

x2＝cm不合題意，舍去．

故最終封閉氣體的長(zhǎng)度為l－x＝23.4cm