【物理-选修3-3】（15分）（1）对于一定质量的理想气体，若设法使其温度升高而压强减小，则在这一过程中

Question

【物理-选修3-3】（15分）（1）对于一定质量的理想气体，若设法使其温度升高而压强减小，则在这一过程中，下列说法正确的是： A．气体的体积可能不变 B．气体必定从外界吸收热量 C．气体分子的平均动能必定增大 D．单位时间内，气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少 （2）如图所示，放置在水平地面上一个高为h=40cm的金属容器内有温度为t 1 =27℃空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计。活塞质量为m=5.0kg，横截面积为s=20cm 2 。现打开阀门，让活塞下降直至静止。不计摩擦，外界大气压强为p 0 =1.0×10 5 Pa 。阀门打开时，容器内气体压强与大气压相等，g取10 m/s 2 。求： ①若不考虑气体温度变化，则活塞静止时距容器底部的高度h 2 ；②活塞静止后关闭阀门，对气体加热使容器内气体温度升高到327℃，求此时活塞距容器底部的高度h 3 。

Answer 1

（1）BCD （2）①0.16m ②0.32 m

（1）BCD（5分） （2）①活塞经阀门细管时, 容器内气体的压强为：P 1 =1.0×10 5 Pa。 容器内气体的体积为：V 1 =20×10 -4 ×0.2m 3 =4.0×10 -4 m 3 活塞静止时,气体的压 强为：P 2 =P 0 ＋mg/S=1.0×10 5 ＋5.0×10/20×10 -4 =1.25×10 5 Pa 活塞静止时,气体的体积为：V 2 = h 2 ×20×10 -4 m 3 根据玻意耳定律：P 1 V 1 =P 2 V 2  （3分） 代入数据得：  （2分） ②活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为：P 3 = P 2 =1.25× 10 5 Pa 等压变化： T 2 ="273+27=300K " T 3 ="273+327=600K " V 2 =3.2×10 -6 m 3   V 2 =h 3 ×20×10 -4 m 2 根据玻盖-吕萨克定律：   （3分） 代入数据得：   （2分） h 3 ="0.32" m 小于容器高度