陕西省延安市黄陵中学高新部2016-2017学年高二（下）期中物理试卷（解析版）

2016-2017学年陕西省延安市黄陵中学高新部高二（下）期中物理试卷
　
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）
1．下面所列举的现象中，哪个不是分子运动的（　　）
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
2．甲、乙两个分子相距较远（此时它们之间的分子力可以忽略），设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能变化情况的下列说法正确的是（　　）
A．分子势能不断增大
B．分子势能不断减小
C．分子势能先增大后减小
D．分子势能先减小后增大
3．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5
μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）
A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的
D．PM2.5必然有内能
4．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大
B．雨滴内每个分子的动能都在不断增大
C．雨滴内水分子的平均速率不断增大
D．雨滴内水分子的势能在不断增大
5．温度计是生活、生产中常用的测温装置．图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为（　　）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃
6．2013年6月11日“神舟十号”顺利升空，标志着我国火箭载人太空飞行有了历史性的跨越，高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0=1atm，温度t0=27℃，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计是示数为p=0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内温度是（　　）
A．16.2℃
B．32.4℃
C．360K
D．180K
7．下列哪些现象属于热运动（　　）
A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的
B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道
C．含有泥沙的水经一定时间会澄清
D．用砂轮打磨而使零件温度升高
8．以下说法正确的是（　　）
A．机械能为零、内能不为零是可能的
B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
C．物体的速度增大时，物体的内能可能减小
D．0℃的冰的内能比等质量的0℃的水的内能大
9．两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法中，正确的是（　　）
A．分子间的引力和斥力都在增大
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间相互作用的合力在逐渐减小
D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零
10．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）
A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
　
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．如图1为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．
（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管　
　（填“向上”或“向下”）移动，直至　
　．
（2）实验中多次改变气体温度，用△t表示气体升高的温度，用△h表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线（如图2）是　
　．
12．在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
（1）这种估测方法是将每个分子视为　
　，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为　
　，这层油膜的厚度可视为油酸分子的　
　．
（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为　
　m3，油膜面积为　
　m2，求得的油膜分子直径为　
　m．（结果全部取两位有效数字）
　
三、计算题（本题共4小题，44分）
13．设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字）
14．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
15．如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1．活塞因重力而产生的压强为0.5p0．继续将活塞上方抽成真空并密封，然后将密封的气体缓慢加热．求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；
②当气体温度达到1.8T1时气体的压强．
16．如图，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；
（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．
　
2016-2017学年陕西省延安市黄陵中学高新部高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）
1．下面所列举的现象中，哪个不是分子运动的（　　）
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
【考点】81：分子动理论的基本观点和实验依据．
【分析】分子是在不断运动的用宏观的扩散现象来体现，分子的运动是我们用肉眼看不见的，要注意区分物质的颗粒和分子等微观粒子的不同，据此进行分析判断．
【解答】解：A、将香水瓶盖打开后能闻到香味，是香水的分子做扩散运动的结果，能说明分子是不断运动着．故A正确；
B、汽车开过后，公路上尘土飞扬，是由于尘土受到风的吹动，与分子的运动无关．故B错误；
C、洒在地上的水，过一段时间就干了说明水分子扩散到了其他的地方，能说明分子是不断运动着．故C正确；
D、悬浮在水中的花粉做无规则的运动是布朗运动，它是分子的无规则运动的反映．故D正确．
本题选不是分子运动的，故选：B．
　
2．甲、乙两个分子相距较远（此时它们之间的分子力可以忽略），设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能变化情况的下列说法正确的是（　　）
A．分子势能不断增大
B．分子势能不断减小
C．分子势能先增大后减小
D．分子势能先减小后增大
【考点】87：分子势能．
【分析】分析两分子间的作用力的变化情况以及作用力做功情况，根据分子力做功也分子势能间的关系明确分析势能的变化情况．
【解答】解：开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加，故D正确，ABC错误；
故选：D．
　
3．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5
μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）
A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的
D．PM2.5必然有内能
【考点】83：分子的热运动；82：阿伏加德罗常数．
【分析】“PM2.5”是指直径小于等于2.5μm的颗粒物，PM2.5尺度大于空气中氧分子的尺寸的数量级．PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、是分子团的运动，不是分子的热运动．组成物质的所有分子动能与分子势能的和统称为物体内能，一切物体都有内能．
【解答】解：A、PM2.5为固体小颗粒，其尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，故A错误；
B、PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，故B错误；
C、PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，故C错误；
D、PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM2.5必然有内能，故D正确．
故选：D．
　
4．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大
B．雨滴内每个分子的动能都在不断增大
C．雨滴内水分子的平均速率不断增大
D．雨滴内水分子的势能在不断增大
【考点】6B：功能关系．
【分析】温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时分子的平均动能增大．分子势能与分子间的距离有关．动能与速度有关．根据这些知识分析．
【解答】解：A、雨滴下落，雨滴内分子间的距离不变，则分子势能不变．雨滴的速度增大，动能在增大．故A错误．
B、温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，但分子的运动是无规则的，不是每个分子的动能都在增大，故B错误．
C、温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，分子质量不变，则水分子的平均速率不断增大，故C正确．
D、雨滴内水分子的势能不变，故D错误．
故选：C
　
5．温度计是生活、生产中常用的测温装置．图为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为（　　）
A．20℃、80℃、64℃
B．20℃、80℃、68℃
C．80℃、20℃、32℃
D．80℃、20℃、34℃
【考点】8E：温度、气体压强和内能．
【分析】温度计是利用热胀冷缩原理制成的，根据A、D间刻度均匀分布，计算出每格代表多少度即该温度计的分度值，再读出有色水柱下端所示温度
【解答】解：温度计是利用热胀冷缩原理制成的，温度升高时烧瓶内气体膨胀，有色水柱上升；温度降低时烧瓶内气体收缩，有色水柱下降，已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，可得A点为80℃，D点为20℃，A、D间刻度均匀分布，每格表示=4℃，则有色水柱下端温度为20℃+3×4℃=32℃，故C正确，ABD错误；
故选：C
　
6．2013年6月11日“神舟十号”顺利升空，标志着我国火箭载人太空飞行有了历史性的跨越，高空实验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0=1atm，温度t0=27℃，在火箭竖直向上飞行的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计是示数为p=0.6p0，已知仪器舱是密封的，那么，这段过程中舱内温度是（　　）
A．16.2℃
B．32.4℃
C．360K
D．180K
【考点】99：理想气体的状态方程．
【分析】以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律列出等式，根据理想气体状态方程列式求解，根据牛顿第二定律求得受力情况，然后根据状态方程求得答案．
【解答】解：以a=g的加速度匀加速上升时，对气压计内的水银柱，根据牛顿第二定律有：
得
以气体为研究对象
其中
所以
根据理想气体状态方程，气体等容变化有：
解得：
故选：C
　
7．下列哪些现象属于热运动（　　）
A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的
B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道
C．含有泥沙的水经一定时间会澄清
D．用砂轮打磨而使零件温度升高
【考点】83：分子的热运动．
【分析】根据扩散现象分析A与B；水中的泥沙属于固体小颗粒；用砂轮打磨零件的过程中将一部分的机械能转化为内能，零件的温度升高．
【解答】解：A、把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的是由于铝分子与铅分子做扩散运动，彼此进入对方的引起的，属于分子的扩散运动，也属于热运动．故A正确；
B、喝汤时尝到了胡椒的味道是由于胡椒分子在水中做扩散运动引起的，属于分子的热运动．故B正确；
C、含有泥沙的水经一定时间会澄清是由于泥沙颗粒的比重大于水的比重，在重力的作用下向下运动产生的结果，不属于分子的热运动．故C错误；
D、用砂轮打磨使零件温度升高的过程中是由于一部分分机械能转化为内能引起的，与热运动无关．故D错误．
故选：AB
　
8．以下说法正确的是（　　）
A．机械能为零、内能不为零是可能的
B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
C．物体的速度增大时，物体的内能可能减小
D．0℃的冰的内能比等质量的0℃的水的内能大
【考点】8F：热力学第一定律；6C：机械能守恒定律．
【分析】任何物体都有内能．物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关．可根据热传递情况，分析冰与水的内能大小．
【解答】解：A、机械能是相对的，可能为零．由于分子永不停息地做无规则运动，分子平均动能不可能为零，所以内能不可能为零．故A正确．
B、物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关．温度相同，质量相同的物体物质的量不一定相等，所以内能不一定相等，还与分子数有关，故B错误．
C、物体的机械能与宏观的速度有关，内能与宏观的速度无关，所以物体的速度增大时，机械能可能增大，但物体的内能可能减小，故C正确．
D、0℃的冰熔化成0℃水，要吸收热量，内能增加，则0℃的冰的内能比等质量的0℃的水的内能小．故D错误．
故选：AC
　
9．两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法中，正确的是（　　）
A．分子间的引力和斥力都在增大
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间相互作用的合力在逐渐减小
D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零
【考点】86：分子间的相互作用力．
【分析】分子间的作用力都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，分子间的相互作用力（合力）先减小，然后增大到某一值，最后无穷远又减少到零．
【解答】解：A、当分子间距增大时，分子之间的引力和斥力都同时减小，故AB错误；
C、当两个分子从靠近的不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，达到分子间距等于r0的过程，分子间的相互作用力（合力）减小，当从r0再增大时，分子引力减小的较慢，故合力表现为引力，且增大，然后增大到某一值，又减少，至直到大于分子直径的10倍，引力与斥力均几乎为零，其合力为零，故C错误D正确；
故选：D．
　
10．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）
A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
【考点】86：分子间的相互作用力；87：分子势能．
【分析】由图可知分子间的作用力的合力，则由力和运动的关系可得出物体的运动情况，由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况．
【解答】解：A、分子在a点受引力，故分子开始做加速运动，c点后，分子力变成了斥力，分子开始减速；故从a到c分子一直做加速运动，故A错误；
B、由A分析可知，分子从a到c做加速运动，c点后开始减速，故c时速度最大，故B正确；
C、乙分子由a到b的过程中，分子力做正功，故分子势能一直减小，故C正确；
D、由b到d的过程中，分子力仍做正功，故分子势能减小，故D错误；
故选BC．
　
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．如图1为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图．粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被封闭于烧瓶内．开始时，B、C内的水银面等高．
（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管　向下　（填“向上”或“向下”）移动，直至　B、C两管水银面等高　．
（2）实验中多次改变气体温度，用△t表示气体升高的温度，用△h表示B管内水银面高度的改变量．根据测量数据作出的图线（如图2）是　A　．
【考点】9E：气体的等容变化和等压变化．
【分析】探究压强不变时体积变化与温度变化的关系，气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低C管，使B、C两管水银面等高．
【解答】解：（1）气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低C管，
所以应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高，即保证了气体压强不变．
（2）实验中多次改变气体温度，用△t表示气体升高的温度，用△h表示B管内水银面高度的改变量．
压强不变时体积变化与温度变化的关系是成正比的，所以根据测量数据作出的图线是A．
故答案为：（1）向下，B、C两管水银面等高．
（2）A
　
12．在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
（1）这种估测方法是将每个分子视为　球体　，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为　单分子油膜　，这层油膜的厚度可视为油酸分子的　直径　．
（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为　4.0×10﹣12　m3，油膜面积为　8.1×10﹣3　m2，求得的油膜分子直径为　4.8×10﹣10　m．（结果全部取两位有效数字）
【考点】O1：用油膜法估测分子的大小．
【分析】根据题意得到油酸酒精溶液中纯油酸的浓度，再求出纯油酸的体积．
估算油膜面积的方法是：先估算方格的个数：面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．再用方格数乘以一个方格的面积，得到油膜的面积．
因为形成单分子层的油膜，所以油膜分子直径等于纯油酸的体积与油膜面积之比
【解答】解：（1）这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．
（2）一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为
据题意：完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为n=67+14=81，
则油膜面积为=
油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为
d=
故答案为：（1）球体
单分子油膜
直径
（2）4.0×10﹣12
8.1×10﹣3
4.8×10﹣10
　
三、计算题（本题共4小题，44分）
13．设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字）
【考点】82：阿伏加德罗常数．
【分析】先估算出1g水的分子数，然后再估算lcm2的表面上有多少个水分子．
【解答】解：1g水的分子数为：
n==个≈3.34×1022个
则1cm2的地面上分子数为：n′=n=个≈6.7×103个≈7×103个
答：1cm2的表面上有7×103个水分子．
　
14．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
【考点】87：分子势能；86：分子间的相互作用力．
【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．
【解答】解：（1）如果分子间距离约为10﹣10
m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．
（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．
（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．
答案如上．
　
15．如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1．活塞因重力而产生的压强为0.5p0．继续将活塞上方抽成真空并密封，然后将密封的气体缓慢加热．求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；
②当气体温度达到1.8T1时气体的压强．
【考点】99：理想气体的状态方程．
【分析】活塞从开始刚碰到玻璃管顶部时，分析三个参量变化的情况，分别根据玻意耳定律和气态方程对过程进行研究，列方程求解．
【解答】解：①由玻意耳定律得：
=，
式中V是抽成真空后活塞下方气体体积
由盖 吕萨克定律得：
=
解得：T′=1.2T1
②由查理定律得：
=
解得：p2=0.75p0
答：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度是1.2T；
②当气体温度达到1.8T1时气体的压强是0.75p0．
　
16．如图，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；
（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．
【考点】99：理想气体的状态方程．
【分析】（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部的过程中，a活塞不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，分析出初态和末态的体积和温度，由盖 吕萨克定律求解．
（2）继续缓慢加热，使活塞a上升，活塞a上方的氧气经历等温过程，根据玻意耳定律求解即可．
【解答】解：（ⅰ）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．
设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为V0，则得：
V1=V0+ V0=V0，①
V2=V0+V0=V0，②
根据盖 吕萨克定律得：
=，③
由①②③式和题给数据得：
T2=320K；
④
（ⅱ）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，由题给数据有，
V1′=V0，P1′=P0，V2′=V0，⑤
由玻意耳定律得：P1′V1′=P2′V2′，⑥
由⑤⑥式得：P2′=P0．⑦
答：
（ⅰ）氮气的温度为320K；
（ⅱ）氧气的压强为P0．
　
2017年6月26日