Question

[物理--选修3-3]
（1）关于分子运动和热现象，下列说法正确的是    （填入正确选项前的字母）．
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒分子无规则运动的反映
B．物体温度不变而体积减小时，物体中所有分子的动能不变，势能减少
C．气体失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在着斥力的缘故
D．坚固密闭容器内气体温度升高，气体分子平均动能增大，器壁单位面积受到的压力增大
（2）如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，面积分别为S₁=20cm²，S₂=10cm²，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光骨的定滑轮与质量为M的重物C连接，静止时气缸中的空气压强P₁=1.2atm，温度T₁=600K，气缸两部分的气柱长均为L．已知大气压强P=1atm=1×10⁵Pa，取g=10m/s²，缸内空气可看作理想气体，不计摩擦．求：
①重物C的质量M是多少？
②降低气缸中气体的温度，活塞A将向右移动，在某温度下活塞A靠近D处时处予平衡，此时缸内气体的温度是多少？

Answer

（1）布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则的热运动，即不是液体分子的运动也不是固体分子的运动，它反映了液体分子的无规则的热运动．
温度是分子平均动能变化的标志，个别分子动能无法确定．气体失去容器的约束就会散开，这是因为分子都在不停地做无规则热运动．
坚固密闭容器内气体温度升高，根据理想气体状态方程判断．
（2）取两活塞整体研究，根据平衡条件求解．
找出变化的初末状态，根据理想气体方程=C求解．
【解析】
（1）A、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则的热运动，即不是液体分子的运动也不是固体分子的运动，它反映了液体分子的无规则的热运动．故A错误．
B、温度是分子平均动能变化的标志，个别分子动能无法确定．故B错误．
C、气体失去容器的约束就会散开，这是因为分子都在不停地做无规则热运动．故C错误．
D、坚固密闭容器内气体温度升高，气体分子平均动能增大，体积不变，根据理想气体状态方程得压强增大，器壁单位面积受到的压力增大，故D正确．
故选D．
（2）①取两活塞整体研究，根据平衡条件得：
PS1-P1S1+P1S2-PS2+Mg=0
解得M==2kg
②当缸内气体温度变化时，活塞缓慢移动，活塞可视为平衡状态
温度缓慢变化时气体作等压变化，温度变低，体积变小，
此过程两活塞向右移动L
根据理想气体方程=C得：
=
解得：T2=400K
故答案为：（1）D
（2）①重物C的质量M是2kg
②此时缸内气体的温度是400K．