【物理一选修\(3-3\)】

\((1)\)缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是____________。

A.外界向气体发生热传递，气体的内能一定增加

B.不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响

C.如果保持气体温度不变，当压强增大时，气体的密度一定增大

D.若气体体积不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多

E.该气缸做加速运动时，汽缸内气体温度一定升高

\((i)\)当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为多少\(?\)

\((i)\)若锅炉外壁的安全温度为\(1000K\)，那么重物的质量应是多少？

\((1)\)下列对理想气体的理解正确的是________。

A.一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关

B.只要气体压强不是很大就可视为理想气体

C.密闭容器内的理想气体随着温度的升高，其压强增大，内能增大

D.理想气体的压强是由气体分子间斥力产生的

E.一定质量的理想气体对外界做功时，它的内能有可能增大

\((2)\)如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的\(U\)形玻璃管左端开口，右端与容积为\(V_{O}=90cm^{3}\)的金属球形容器连通。\(U\)形玻璃管的横截面积为\(S=0.5cm^{2}\)，用\(U\)形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体。当环境温度为\(27℃\)时，\(U\)形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出\(h_{1}=16cm\)，水银柱上方空气柱长\(h_{O}=20cm\)。现在对容器内密封气体缓慢加热\(.(\)已知大气压\(P_{O}=76cmHg).\)求：当右边水银柱比左边高\(h_{2}=8cm\)时，气体的温度是多少摄氏度？

\((1)\)下列说法正确的是_____。

A.\(100g\) 、\(30℃\)的水和\(200g\)、\(30℃\)的水具有不同的内能

B.布朗运动体现了花粉颗粒的分子做无规则的热运动

C.未充足气的篮球，用双手挤压它时，球内的气体压强增大

D.电冰箱工作过程，可以将热量从低温传到高温，说明热量传递是可逆的

E.一定质量的气体在被压缩的过程中，其内能可能保持不变

\((2)\)某同学用粗细均匀，一端封闭一端开口的\(Ｕ\)形玻璃细管，用水银封闭一定量空气，空气可近似看成理想气体，如图所示。在室温\(t =27℃\)，大气压强\(p_{0}=75cmHg\)时进行实验，先是开口朝上竖直放置时，测得两管水银面高差\(h=5cm\)，封闭空气柱的长度\(L_{1}=15cm\)，开口端玻璃管足够长。

\((i)\)将左右两玻璃管缓慢平躺在水平桌面时，求封闭空气柱的长度\(L_{2}\)；

\((ii)\)接着缓慢将玻璃管开口朝下竖直放置，若左侧玻璃管仍有水银存在，求这时封闭空气柱的长度\(L_{3}\)；

\((iii)\)为确保第\((ii)\)问中左侧玻璃管始终有水银，则左侧玻璃管总长度\(L\)至少多长？

\((1)\)下列说法中正确的是_________。\((\)填正确答案标号。\()\)

A.气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果

B.足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果

C.一定质量的理想气体等压膨胀过程气体一定从外界吸收热量

D.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E.饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

\((2)\)如图所示，左边开口右边封闭且等高的\(U\)形玻璃管粗细不同，右管横截面积是左管的\(2\)倍。管中装人水银，在右管中封闭一段长为\(20cm\)的空气柱，此时环境温度为\(51℃\)，两侧水银面的高度差为\(6cm\)，设大气压强相当于\(75cm\)高水银柱产生的压强。求：

Ⅰ\(.\)为使左右两边水银面高度相等，环境温度应变为多少？

Ⅱ\(.\)若保持环境温度\(51℃\)不变，然后将细管管口用一活寒封闭并将活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度相等，则活塞下移的距离是多少？

\([\)物理\(——\)选做题\((\)选修\(3-3)]\)

\((1)\)下列说法正确的是_____。

A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动

B.气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加

C.一定量\(100℃\)的水变成\(100℃\)的水蒸气，其分子之间的势能增加

D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

E.空调制冷时将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，这一过程不遵守热力学第二定律

\((2)\)在一个横截面积为\(S=10cm^{2}\)的圆柱形容器中，有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相连，容器中密闭有一定质量的理想气体，当温度为\(t_{1}=27^{\circ}C\)时，弹簧恰好处于原长，此时外部压强为\(p_{0}=1.0×10^{5}Pa\)，活塞和底面相距\(L=20cm\)，在活塞上放一质量为\(m_{1}=20kg\)的物体，活塞静止时下降\(10cm\)，温度仍为\(27℃\)，不计活塞与容器壁的摩擦，弹簧的形变在弹性限度范围内，\(g=10m/s^{2}\)，求：

\((i)\)弹簧的劲度系数\(k\)；

\((ii)\)如果把活塞内气体加热到\(t_{2}=57℃\)并保持不变，为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为\(10cm\)，活塞上应再加物体的质量\(m_{2}\)。

下列说法中正确的是________。

A.花粉的布朗运动是花粉分子热运动的反应

B.空气中小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C.若气体压强不变。气体分子平均距离增大时，则气体分子的平均动能一定增大

D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的原因

E.在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加

\((2)\)如图所示，横截面积均为\(S\)，内壁光滑的导热气缸\(A\)、\(B\)，\(A\)水平放置，活塞\(E\)固定，封闭气柱长为\(2l\)；气缸\(B\)竖直放置，高为\(4l\)，\(A\)、\(B\)之间由一段容积可忽略的细管相连，\(A\)气缸中细管口处有一小阀门\(C\)，\(A\)中气体不能进入\(B\)中，当\(B\)中气体压强大于\(A\)中气体压强时，阀门\(C\)开启，\(B\)内气体进入\(A\)中，\(B\)中气体由活塞\(D\)封闭，初始时\(A\)中气体压强为\(1.5P_{0}\)，活塞\(D\)离气缸底部的距离为\(3l\)，整个装置置于温度\(27℃\)，大气压为\(P_{0}\)的环境中，阀门\(C\)、活塞\(D\)的质量及厚度均忽略不计，现向\(D\)上缓慢添加沙子，最后沙子总质量为\(m=\dfrac{{{P}_{0}}S}{g}\)，求

\((i)\)稳定后活塞\(D\)下降的距离：

\((ii)\)同时对两气缸加热，使活塞\(D\)再回到初始位置，则此时气缸\(B\)内的温度为多少？

\((1)\)下列说法中正确的是(    )

A.做功和热传递在改变物体内能上是等效的

B.温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，它们的内能相等

C.热的物体把温度传递给冷的物体，最终达到温度相同

D.压缩气体不一定能使气体的温度升高

E.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

\(①\)求封闭气体初始状态的压强；

\(②\)若缓慢升高气体温度，升高至多少方可将所有水银全部压入细管内？

\(③\)当温度升高至\(492 K\)时，求液柱下端离开粗、细接口处的距离．

如图所示，一定质量的理想气体从状态\(A\)依次经过状态\(B\)、\(C\)和\(D\)后再回到状态\(A.\)其中，\(A→B\)和\(C→D\)为等温过程，\(B→C\)和\(D→A\)为绝热过程\((\)气体与外界无热量交换\().\)这就是著名的“卡诺循环”．

\((1)\)该循环过程中，下列说法错误的是________．

A.\(A→B\)过程中，外界对气体做功

B.\(B→C\)过程中，气体分子的平均动能增大

C.\(C→D\)过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D.\(D→A\)过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

E.该循环过程中，内能减小的过程仅有\(B→C\)

\((2)\)若该循环过程中的气体为\(1 mol\)，气体在\(A\)状态时的体积为\(10 L\)，在\(B\)状态时压强为\(A\)状态时的\( \dfrac{2}{3} .\)求气体在\(B\)状态时单位体积内的分子数\(.(\)已知阿伏加德罗常数\(N_{A}=6.0×10^{23} mol^{-1}\)，计算结果保留一位有效数字\()\)

\((1)\)下列有关热现象分析与判断正确的是\((\)   \()\)
A.布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越明显

B.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房间内的气温将会增加

C.温度升高，单位时间里从液体表面飞出的分子数增多，液体继续蒸发，饱和汽压增大

D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多

E.在一个大气压下，\(1g100℃\)的水吸收\(2.26×10^{3}J\)热量变为\(1g100℃\)的水蒸气。在这个过程中\(2.26×10^{3}J=\)水蒸气的内能\(+\)水的内能\(+\)水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功

\((2)\)如图甲所示，横截面积为\(S\)，质量为\(M\)的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体，现对缸内气体缓慢加热，使其温度从\(T_{1}\)升高了\(ΔT\)，气柱的高度增加了\(ΔL\)，吸收的热量为\(Q\)。不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强为\(p_{0}\)，重力加速度为\(g\)。求：

\(①\)此加热过程中气体内能增加了多少？

\(②\)若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少？

\([\)物理\(——\)选修\(3-3]\)

\((1)\)夏天，如果自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，暴晒过程中可以认为内胎容积几乎不变。在爆裂前的过程中，气体吸热、温度升高，________加剧，压强增大，气体内能________；在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能________。

\((2)\)如图，孔明灯的质量\(m=0.2kg\)、体积恒为\(V=1m^{3}\)，空气初温\(t_{0}=27℃\)，大气压强\(p_{0}=\)________\(1.013×10^{5}Pa\)，该条件下空气密度\(ρ_{0}=1.2kg/m^{3}\)。重力加速度\(g=10m/s^{2}\)。对灯内气体缓慢加热，直到灯刚能浮起时，求：

\(①\)灯内气体密度\(ρ\)；

\(②\)灯内气体温度\(t\)。