Question

（選修模塊3-3）
（1）如圖所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體．現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土，忽略環(huán)境溫度的變化，在此過程中______
A．氣體的內(nèi)能增大
B．氣缸內(nèi)分子平均動能增大
C．氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D．單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多
（2）下列說法中正確的是______
A．布朗運動是分子永不停息無規(guī)則運動的反映
B．氣體分子間距離減小時，分子間同時存在的斥力減小，引力也減小
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．毛細現(xiàn)象表現(xiàn)為：浸潤細管的液體在細管中上升、不浸潤細管的液體在細管中下降
（3）地面上放一開口向上的氣缸，用一質(zhì)量為m=0.8kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，不計一切摩擦，外界大氣壓為P₀=1.0×10⁵Pa，活塞截面積為S=4cm²，重力加速度g取10m/s²，則活塞靜止時，氣體的壓強為______Pa；若用力向下推活塞而壓縮氣體，對氣體做功為6×10⁵J，同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×10⁵J，則氣體內(nèi)能將______（填“增加”“減少”）______J．

Answer 1

（1）A、金屬氣缸導熱性能良好，由于熱交換，氣缸內(nèi)封閉氣體溫度與環(huán)境溫度相同，向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土時氣體等溫度壓縮，溫度不變，氣體的內(nèi)能不變．故A錯誤．
B、溫度不變，則氣缸內(nèi)分子平均動能保持不變．故B錯誤．
C、氣缸內(nèi)封閉氣體被壓縮，體積減小，而質(zhì)量不變，則氣缸內(nèi)氣體分子密度增大．故C正確．
D、溫度不變，氣體分子的平均動能不變，平均速率不變，等溫壓縮時，根據(jù)玻意耳定律得知，壓強增大，則單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多．故D正確．
故選CD
（2）A、布朗運動是懸浮是液體中微粒做的無規(guī)則的運動，是由于液體分子撞擊造成，所以朗運動是液體分子永不停息無規(guī)則運動的反映．故A正確．
B、氣體分子間距離減小時，分子間同時存在的斥力和引力都增大．故B錯誤．
C、導熱性能各向同性的固體，也有可能是單晶體．故C錯誤
D、浸潤細管的液體在細管中上升、不浸潤細管的液體在細管中下降是由于表面張力產(chǎn)生的毛細現(xiàn)象．故D正確．
故選AD
（3）以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件得
  P₀S+mg=PS
得到P=P₀+

mg

S

代入解得P=1.2×10⁵Pa；
由題W=6×10⁵J，Q=-4.2×10⁵J，則由熱力學第一定律得到氣體內(nèi)能的變化△U=W+Q=1.8×10⁵J，即內(nèi)能增加了1.8×10⁵J．
故答案為：（1）CD；（2）AD；（3）1.2×10⁵；增加；1.8×10⁵．