Question

【題目】[物理——選修3-3]

（1）下列說法正確的是_________．

A．空氣中PM2.5的運動屬于分子熱運動

B．熱量總是自發的從分子平均動能大的物體傳遞到分子平均動能小的物體

C．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，所以液體表面存在表面張力

D．隨著分子間距離的增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小

E．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發越慢

（2）豎直平面內有一直角形內徑處處相同的細玻璃管，A端封閉，C端開口，最初AB段處于水平狀態，中間有一段水銀將氣體封閉在A端，各部分尺寸如圖所示，外界大氣壓強p0=75cmHg．

(i)若從C端緩慢注入水銀，使水銀與C端管口平齊，需要注入水銀的長度為多少________？

(ii)若在豎直平面內將玻璃管順時針緩慢轉動90°，最終AB段處于豎直、BC段處于水平位置時，封閉氣體的長度變為多少___________？（結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】 BCE 24cm 23.4cm

【解析】（1）空氣中PM2.5是固體顆粒，它的運動不屬于分子熱運動，選項A錯誤；熱量總是自發的從溫度較高的物體傳遞到溫度較低的物體上，即從分子平均動能大的物體傳遞到分子平均動能小的物體，選項B正確；液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，所以液體表面存在表面張力，選項C正確；隨著分子間距離的增大，分子間作用力先減小后增加，再減��；分子勢能先減小，后增加，選項D錯誤；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發越慢，選項E正確；故選BCE.

（2）(i)以cmHg為壓強單位．設A側空氣柱長度l1＝30cm－10cm＝20cm時的壓強為p1；當兩側水銀面的高度差為h＝25 cm時，空氣柱的長度為l2，壓強為p2．

由玻意耳定律得p1l1＝p2l2

其中p1＝（75＋5）cmHg＝80cmHg，p2＝（75＋25）cmHg＝100cmHg

解得l2＝16cm，

故需要注入的水銀長度l＝20cm－16cm＋25cm－5cm＝24cm

(ii)設順時針轉動90°后，水銀未溢出，且AB部分留有x長度的水銀，

由玻意耳定律得p1l1＝（p0－x）（l－x），其中l＝30cm

解得x1＝cm＝6.6cm＞0符合題意，

x2＝cm不合題意，舍去．

故最終封閉氣體的長度為l－x＝23.4cm