Question

模塊3-3試題

（1）有以下說法：

A．氣體的溫度越高，分子的平均動能越大

B．即使氣體的溫度很高，仍有一些分子的運動速度是非常小的

C．對物體做功不可能使物體的溫度升高

D．如果氣體分子間的相互作用力小到可以忽略不計，則氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)

E．一由不導(dǎo)熱的器壁做成的容器，被不導(dǎo)熱的隔板分成甲、乙兩室。甲室中裝有一定質(zhì)量的溫度為Ｔ的氣體，乙室為真空，如圖所示。提起隔板，讓甲室中的氣體進(jìn)入乙室，若甲室中氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則提起隔板后當(dāng)氣體重新達(dá)到平衡時，其溫度仍為Ｔ

F．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作是不遵守?zé)崃�學(xué)第二定律的。

G．對于一定量的氣體，當(dāng)其溫度降低時，速度大的分子數(shù)目減少，速率小的分子數(shù)目增加

H．從單一熱源吸取熱量使之全部變成有用的機械功是不可能的

其中正確的是___________。（選錯一個扣１分，選錯兩個扣3分，選錯三個或三個以上得0分，最低得分為0分）

（2）如圖，在大氣中有一水平放置的固定圓筒，它由a、b和c三個粗細(xì)不同的部分連接而成的，各部分的橫截面積分別為、和。已知大氣壓強為p_o，溫度為Ｔ_o。兩活塞Ａ和Ｂ用一根長為４l的不可伸長的輕線相連，把溫度為T_o的空氣密封在兩活塞之間，此時兩活塞的位置如圖所示。現(xiàn)對被密封的氣體加熱，使其溫度緩慢上長升到Ｔ。若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略，此時兩活塞之間氣體的壓強可能為多少？

Answer 1

（1）ABEG

（2）

解析:

（1）5分A、B、E、G

（選對一個給１分，選錯一個扣１分，選錯兩個扣３分，選錯三個扣５分，最低得分為０分）

溫度是分子平均動能的宏觀體現(xiàn)，溫度越高，分子的平均動能越大。與分子的質(zhì)量無關(guān)。所以A正確。分子的平均動能是一個統(tǒng)計規(guī)律，并不是所有的分子的速度，所以溫度高的物體也有大量的分子速度比較小，而溫度低的物體也有大量的分子速度比較大。所以B也正確。改變內(nèi)能的兩種方式是做功和熱傳遞，所以C錯誤。氣體的內(nèi)能除分子勢能、分子平均動能有關(guān)外，還與氣體的質(zhì)量有關(guān)。對于氣體分子間作用力可以忽略時，氣體的內(nèi)能只由溫度和質(zhì)量決定。分子越多，總的能量越大。所以D錯誤。因為在去桌隔板時，氣體沒有對外做功，能量不變。（沒有受力物體，雖然有位移，但也不做功）。所以E正確。所有的機器工作都要遵從熱力學(xué)第一定律和第二定律，因為這時對外界產(chǎn)生了影響。所以F錯誤。氣體分子地速度指的是平均速度，溫度越低，平均速度越低，速度大的分子數(shù)目減少，速度小的分子數(shù)目增加。所以G正確。熱力學(xué)第二定律有內(nèi)容是不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功而對外界沒有影響。所以可以從單一熱源吸收熱量全部用來對外界做功，但此時對外界產(chǎn)生了影響。所以H錯誤。

（2）（７分）

設(shè)加熱前，被密封氣體的壓強為p₁,輕線的張力為f。因而活塞處在靜止?fàn)顟B(tài)，對Ａ活塞有

　　　　　　　　　　　�、�

對Ｂ活塞有

　　　　　　　　　　　　　�、凇�

由①②式得

　　　　p_1??=p₀                                 ③

        f=0                                   ④　

即被密封氣體的壓強與大氣壓強相等，細(xì)線處在拉直的松馳狀態(tài)。這時氣體的體積

　　　　　　　 　　　�、�

對氣體加熱時，被密封氣體溫度緩慢升高，兩活塞一起向左緩慢移動。氣體體積增大，壓強保持p_1??不變，若持續(xù)加熱，此過程會一直持續(xù)到活塞向左移動的距離等于l為此，這時氣體體積

　　　　　　　　　　　　　�、�

設(shè)此時氣體的溫度為Ｔ₂,由蓋－呂薩克定律有

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�、�

由③⑥⑦式得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑧

由此可知，當(dāng)時，氣體的壓強

　　　　p_2??=p₀                                                        ⑨

 當(dāng)時，活塞已無法移動，被密封氣體的體積保持不變，氣體經(jīng)歷一等容升壓過程。當(dāng)氣體的溫度為Ｔ時，設(shè)其壓強為p，由查理定律，即有

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑩

由⑧⑨⑩式得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�、�

即當(dāng)Ｔ＞Ｔ時，氣體的壓強為。

評分參考：，③式2分，⑥式１分，⑧⑨式各１分；⑾式２分。

對于熱力學(xué)第二定律的理解是學(xué)生回答本題的最大難點。所以在教學(xué)過程中一定注重對基本概念和定理、定律內(nèi)容的理解。