Question

【物理—選修3-3】（15分）

（1）（5分）下列說法中正確的是____________

       A．對物體做功不可能使物體的溫度升高

       B．即使氣體的溫度很高，仍有一些分子的運動速率是非常小的

       C．一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和

       D．如果氣體分子總數不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大

   （2）（10分）如圖所示，將一個絕熱的汽缸豎直放置在水平桌面上，在汽缸內用一個活塞封閉了一定質量的氣體。在活塞上面放置一個物體，活塞和物體的總質量為10kg，活塞的橫截面積為：cm²。已知外界的大氣壓強為Pa，不計活塞和汽缸之間的摩擦力。在汽缸內部有一個電阻絲，電阻絲的電阻值，電源的電壓為12V。接通電源10s后活塞緩慢升高cm，求這一過程中氣體的內能變化量。若缸內氣體的初始溫度為27℃，體積為m³，試求接通電源10s后缸內氣體的溫度是多少？

Answer 1

答案：（1）BC（5分）；（2）內能增加250J（5分）；127℃（5分）

解析：（1）做功和熱傳遞都可能使物體的溫度升高，A錯誤；氣體溫度升高，氣體分子運動的平均速率增大，但由于氣體分子的相互碰撞，仍有一些分子的運動速率是非常小的，B正確；根據內能的概念，C正確；氣體壓強與溫度和體積都有關，故D錯誤。

（2）設汽缸內氣體的壓強為p，選活塞為研究對象，活塞緩慢移動受力平衡，根據力的平衡知識得：，Pa。（1分）

活塞在上升h=10cm的過程中氣體對外界做功，J。（1分）

電阻絲在通電10s內產生的熱量為J，（1分）

因為汽缸是絕熱的，所以電阻絲產生的熱量全部被氣體吸收。根據熱力學第一定律得：J，即氣體的內能增加了250J。（2分）

內氣體的壓強保持不變，由，（3分）

得K，即缸內氣體的溫度是127℃。（2分）