Question

（2011?周口模擬）【物理-選修3-3】
（1）如圖1所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．當洗衣缸內水位緩慢升高時，設細管內空氣溫度不變，則被封閉的空氣

AD

A．分子間的引力和斥力都增大
B．分子的熱運動加劇
C．分子的平均動能增大
D．體積變小，壓強變大

（2）如圖2中A、B氣缸的長度和截面積均為30cm和20cm²，C是可在氣缸內無摩擦滑動的、體積不計的活塞，D為閥門．整個裝置均由導熱良好的材料制成．起初，閥門關閉，A內有壓強P_A=2.0×10⁵帕的氮氣．B內有壓強P_B=1.0×10⁵帕的氧氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡．求：
（Ⅰ）活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強；
（Ⅱ）活塞C移動過程中A中氣體是吸熱還是放熱（簡要說明理由）．（假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略）

Answer 1

分析：（1）水位上升時將壓縮空氣，使氣體體積減小，從而改變壓強；根據分子間的距離變化可知分子間的相互作用力的變化；由溫度的變化可得知內能的變化及分子運動的平均動能的變化；
（2）（I）分別對A、B兩部分氣體進行分析，由玻意耳定律可得出表達式，聯立求得壓強及C移動的距離；
（II）由熱力學第一定律可得出氣體氣體是吸熱還是放熱．

解答：解：（1）A、水位上升壓縮了空氣，故空氣體積減小，則分子間的距離減小，則分子間的相互作用的引力和斥力均增大，故A正確；
B、由于氣體溫度不變，故氣體的平均動能不變；分子熱運動不變，故BC錯誤；
D、因體積減小，溫度不變，則由理想氣體狀態方程可知，氣體的壓強變大，故D正確；
故選AD．
（2）解：（Ⅰ）設C移動的距離為x；
由玻意耳定律得：
對A部分氣體有：p_ALS=p（L+x）S
對B部分氣體有：p_BLS=p（L-x）S
代入相關數據解得：x=10cm；
p=1.5×10⁵Pa
（Ⅱ）活塞C向右移動的過程中A中氣體對外做功，而氣體發生等溫變化，內能不變，故A中氣體從外界吸熱．                                  
答：（I）C移動的距離為10cm；氣體壓強為1.5×10⁵Pa；（II）氣體從外界吸熱．

點評：高考中對熱學部分的考查較全面，但內容要求均較為簡單，故應對熱學部分內容全面掌握．