Question

物理  選修3-3
（1）如圖甲所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，洗衣機(jī)缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)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(jìn)水量．當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時(shí)，設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度不變，則被封閉的空氣
A．分子間的引力和斥力都增大    B．分子的平均動(dòng)能增大
C．內(nèi)能一定增大                D．體積變小，壓強(qiáng)變大
（2）如圖乙所示，容積為100cm³的球形容器，裝有一根均勻刻有從0到100刻度的粗細(xì)均勻的長直管子，兩個(gè)相鄰刻度之間的管道的容積等于0.2cm³，球內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，有一滴水銀恰好將球內(nèi)氣體同外面的大氣隔開，在溫度為5℃時(shí)，那滴水銀在刻度20處，如果用這種裝置作溫度計(jì)用，
①試求此溫度計(jì)可以測量的溫度范圍（不計(jì)容器及管子的熱膨脹，假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下測量）
②若將0到100的刻度替換成相應(yīng)的溫度刻度，則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等？為什么？

Answer 1

分析：（1）衣機(jī)缸內(nèi)水位升高，細(xì)管內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大，而溫度不變，由玻意耳定律分析體積變化，即可知分子間斥力和引力如何變化．溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，內(nèi)能不變．
（2）①氣體發(fā)生等壓變化．當(dāng)那滴水銀在刻度0處時(shí)，溫度最低；當(dāng)那滴水銀在刻度100處時(shí)，溫度最高，由查理定律求出最低和最高溫度，得到溫度范圍．②溫度變化與體積變化比值是否恒定，分析相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等

解答：解：（1）A、D衣機(jī)缸內(nèi)水位升高，細(xì)管內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大，而溫度不變，由玻意耳定律得知?dú)怏w的體積減小，分子間距離減小，則分子間的引力和斥力都增大．故AD正確．
B、C氣體的溫度不變，則分子的平均動(dòng)能不變，內(nèi)能不變．故BC錯(cuò)誤．
故選AD
（2）①當(dāng)那滴水銀在刻度0處時(shí)，溫度最低，由查理定律則有 
   

V2

V1

=

T2

T1

 
代入得，

100

100+20×0.2

=

T2

273+5

  得T₂=267.3K   
當(dāng)那滴水銀在刻度100處時(shí)，溫度最高，由查理定律則有
 

V3

V1

=

T3

T1

  
  代入 

100+100×0.20

10+20×0.2

=

T3

273+5

  得 T₃=320.7K 
故此溫度計(jì)可以測量的溫度范圍267.3K～320.7K．
②相鄰刻度線所表示的溫度之差相等，因?yàn)槭堑葔鹤兓�，溫度變化與體積變化比值恒定，則溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值成線性關(guān)系．
故答案為：（1）AD；（2）①此溫度計(jì)可以測量的溫度范圍267.3K～320.7K．②相鄰刻度線所表示的溫度之差相等．

點(diǎn)評：本題考查分子動(dòng)理論、玻意耳定律、查理定律，只要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)，本題難度并不大．