Question

【題目】【物理—選修3-3】

(1)下列說法正確的是（____）

A.一定質量的理想氣體，在體積不變時，分子每秒與器壁平均碰撞次數隨著溫度降低而減小

B.晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大

C.空調既能制熱又能制冷，說明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞

D.外界對氣體做功時，其內能一定會增大

E.生產半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成

(2)如圖所示，一個絕熱的汽缸豎直放置，內有一個絕熱且光滑的活塞，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，隔板將汽缸分成兩部分，分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質量為m，橫截面積為S，與隔板相距h.現通過電熱絲緩慢加熱氣體，當A氣體吸收熱量Q時，活塞上升了h，此時氣體的溫度為T1.已知大氣壓強為p0，重力加速度為g.

①加熱過程中，若A氣體內能增加了ΔE1，求B氣體內能增加量ΔE2；

②現停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當活塞恰好回到原來的位置時A氣體的溫度為T2.求此時添加砂粒的總質量Δm.

Answer 1

【答案】(1)ACE (2) ①ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE ②

【解析】

(1)氣體的壓強是由大量分子對器壁的碰撞而產生的，它包含兩方面的原因：分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數和每一次的平均撞擊力.氣體的溫度降低時，分子的平均動能減小，故在體積不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數隨著溫度降低而減小，故A正確；晶體有固定的熔點，故晶體熔化時溫度不變，故分子平均動能一定不變，故B錯誤；根據熱力學第二定律知熱量只能夠自發地從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過熱機做功實現從低溫物體傳到高溫物體，空調的工作過程表明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，故C正確；根據熱力學第一定律可知，當外界對氣體做功的同時對外放熱，其內能可能增大、減小或不變，故D錯誤；生產半導體器件摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，故E正確.故選ACE.

(2)①B氣體對外做功 W＝pSh＝(p0S＋mg)h

由熱力學第一定律得ΔE1＋ΔE2＝Q－W

解得ΔE2＝Q－(mg＋p0S)h－ΔE

②B氣體的初狀態p1＝p0＋，V1＝2hS，T1

B氣體的末狀態p2＝p0＋,V2＝hS　,T2

由氣態方程

得