Question

物理  选修3-3
（1）如图甲所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，则被封闭的空气
A．分子间的引力和斥力都增大    B．分子的平均动能增大
C．内能一定增大                D．体积变小，压强变大
（2）如图乙所示，容积为100cm³的球形容器，装有一根均匀刻有从0到100刻度的粗细均匀的长直管子，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.2cm³，球内盛有一定质量的理想气体，有一滴水银恰好将球内气体同外面的大气隔开，在温度为5℃时，那滴水银在刻度20处，如果用这种装置作温度计用，
①试求此温度计可以测量的温度范围（不计容器及管子的热膨胀，假设在标准大气压下测量）
②若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等？为什么？

Answer 1

分析：（1）衣机缸内水位升高，细管内空气压强增大，而温度不变，由玻意耳定律分析体积变化，即可知分子间斥力和引力如何变化．温度不变，分子的平均动能不变，内能不变．
（2）①气体发生等压变化．当那滴水银在刻度0处时，温度最低；当那滴水银在刻度100处时，温度最高，由查理定律求出最低和最高温度，得到温度范围．②温度变化与体积变化比值是否恒定，分析相邻刻度线所表示的温度之差是否相等

解答：解：（1）A、D衣机缸内水位升高，细管内空气压强增大，而温度不变，由玻意耳定律得知气体的体积减小，分子间距离减小，则分子间的引力和斥力都增大．故AD正确．
B、C气体的温度不变，则分子的平均动能不变，内能不变．故BC错误．
故选AD
（2）①当那滴水银在刻度0处时，温度最低，由查理定律则有 
   

V2

V1

=

T2

T1

 
代入得，

100

100+20×0.2

=

T2

273+5

  得T₂=267.3K   
当那滴水银在刻度100处时，温度最高，由查理定律则有
 

V3

V1

=

T3

T1

  
  代入 

100+100×0.20

10+20×0.2

=

T3

273+5

  得 T₃=320.7K 
故此温度计可以测量的温度范围267.3K～320.7K．
②相邻刻度线所表示的温度之差相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定，则温度数值与0到100的刻度数值成线性关系．
故答案为：（1）AD；（2）①此温度计可以测量的温度范围267.3K～320.7K．②相邻刻度线所表示的温度之差相等．

点评：本题考查分子动理论、玻意耳定律、查理定律，只要加强基础知识，本题难度并不大．