20xx-20xx學(xué)年人教版高中物理選修3-3模塊檢測(cè)二(專業(yè)版)
【正文】 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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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)，開始時(shí)活塞與汽缸底部距離 H＝ 30 ，待整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后．測(cè)得活塞與汽缸底部距離變?yōu)?h＝ 25 p0＝110 5Pa，不計(jì)活塞質(zhì)量及其與汽缸之間的摩擦，取 g＝ 10 m/： 圖 6 (1)所放重物的質(zhì)量； (2)在此過(guò)程中被封閉氣體與外界交換的熱量． 答案 (1)2 kg (2)放出 6 J熱量 解析 (1)封閉氣體發(fā)生等溫變化 氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為 p1＝ 110 5Pa 氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)為 p2＝ p0＋ mgS 根據(jù)玻意耳定律得 p1HS＝ p2hS 解得： m＝ 2 kg (2)外 界對(duì)氣體做功 W＝ (p0S＋ mg)(H－ h) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律知 Δ U＝ W＋ Q＝ 0 解得 Q＝－ 6 J，即放出 6 J熱量． 16． (12分 )如圖 7所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) A變化到狀態(tài) B，再?gòu)臓顟B(tài) B變化到狀
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