20xx-20xx學(xué)年人教版高中物理選修3-3模塊檢測(cè)（二）(文件)
【正文】 答案 放出 510 4 解析 由熱力學(xué)第一定律 Δ U＝ W＋ Q， W＝ 10 5J、 Δ U＝ 10 5J，解得 Q＝ Δ U－ W＝－510 4J. 三、計(jì)算題 (本題共 4小題，共 40 分 ) 13． (8分 )已知金剛石密度為 10 3 kg/m3 ，體積為 410 － 8m3的一小塊金剛石中含有多少碳原子？并估算碳原子的直徑． (金則石的摩爾質(zhì)量為 10 － 3 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù) NA＝ 10 23 mol－ 1，結(jié)果均取兩位有效數(shù)字 )． 答案 10 21個(gè) 10 － 10m 解析 這一小塊金剛石的質(zhì)量 m＝ ρV ＝ 10 3410 － 8 kg＝ 10 － 4kg 這一小塊金剛石的物質(zhì)的量 n＝ mM＝ 10－ 4kg10 － 3 kg/mol＝7610－ 2mol 所含碳分子的個(gè)數(shù) N＝ n NA＝ 7610 － 210 23個(gè) ≈10 21個(gè) 一個(gè)碳原子的體積為 V′ ＝ VN＝ 410－ 810 21 m3＝ 4710－ 29m3 碳原子的直徑 d＝ 2r＝ 2 3 3V′4π ＝ 2 3 3 4710－ 294π m≈10－ 10m 14． (10 分 )如圖 5 所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為 m 的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為 S，將整個(gè)裝置放在大氣壓恒為 p0的空氣中，開始時(shí)氣體的溫度為 T0，活塞與容器底的距離為 h0，當(dāng)氣體從外界吸收熱量 Q后，活塞緩慢上升 d后再次平衡，求： 圖 5 (1)外界空氣的溫度是多少？ (2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？ 答案 (1)h0＋ dh0T0 (2)Q－ (mg＋ p0S)d 解析 (1)取密閉氣體為研究對(duì)象 ，活塞上升過程為等壓變化，由蓋 — 呂薩克定律有 VV0＝ TT0得外界溫度 T＝ VV0T0＝ h0＋ dh0T0 (2)活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功 W＝－ (mg＋ p0S)d，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能： Δ U＝ Q＋ W＝ Q－ (mg＋ p0S)d 15． (10分 )如圖 6所示，橫截面積 S＝ 10 cm2的活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在豎直放置的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)
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