专题十三 分子动理论 气体 热力学定律

专题十三分子动理论气体热力学定律专题限时训练(建议用时:40分钟)【测控导航】1.(2016·云南昆明综合测试)(1)关于一定质量的理想气体,下列说法正确的是.A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.气体在等压升温过程中,单位时间内单位面积上气体分子对器壁的碰撞次数一定增加C.气体从外界吸收热量,其内能不一定增加D.在完全失重的情况下,理想气体对容器壁的压强为零E.理想气体在等压膨胀过程中内能一定增大(2)如图所示,一开口汽缸内盛有密度为ρ的某种液体,一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为.现用活塞将汽缸封闭(图中未画出),使活塞缓慢向下运动,各部分气体的温度均保持不变.当小瓶的底部恰好与液面相平时,进入小瓶中的液柱长度为,求此时汽缸内气体的压强.(已知大气压强为p0,重力加速度为g)解析:(1)气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,选项A正确;气体在等压升温过程中,体积增大,温度升高,分子平均速率增大,故单位时间内单位面积上气体分子对器壁的碰撞次数不一定增加,选项B错误;气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,因为可能对外做功,选项C正确;气体的压强是由分子撞击器壁产生的,选项D错误;理想气体在等压膨胀过程中温度升高,故内能一定增大,选项E正确.(2)设当小瓶内气体的长度为l时,压强为p1;当小瓶的底部恰好与液面相平时,瓶内气体的压强为p2,汽缸内气体的压强为p3,小瓶的横截面积为S.由题意p1=p0+ρgl,由玻意耳定律p1S=p2（l-）S,联立以上二式得p2=（p0+ρgl）,又有p2=p3+ρgl,联立解得p3=p0+.答案:(1)ACE (2)p0+2.(2016·黑龙江哈尔滨二模)(1)关于分子间作用力和分子势能,下列叙述正确的是.A.分子间距增大时,分子间引力和斥力都减小B.分子间距离减小时,分子间引力和斥力都增大C.物体的体积减小时,内部分子势能可能减小D.一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要多E.当温度升高时,分子间的分子势能一定减小(2)如图,在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a,b和c三个粗细不同的部分连接而成,各部分的横截面积分别为2S,和S.已知大气压强为p0,温度为T0.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连,把温度为T0的空气密封在两活塞之间,此时两活塞的位置如图所示,现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上升到T,若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,此时两活塞之间气体的压强可能为多少?解析:(1)分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小,但是斥力比引力减小得更快,故选项A正确;分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大,故选项B正确;分子间距离大于平衡距离时,分子距离减小,分子势能减小,所以,物体的体积减小时,内部分子势能可能减小,故选项C正确;分子间距离等于平衡距离时,分子势能最小,平衡距离的两侧分子势能都增加,理想气体分子势能不随距离变化,所以一个物体在分子显示引力时分子势能一定比显示斥力时分子势能要多是错误的,故选项D错误;当温度升高时,分子间的距离增大,分子间的距离在小于平衡距离时,温度升高,分子势能减小,分子间的距离在大于平衡距离时,温度升高,分子势能增大,故选项E错误.(2)设加热前,被密封气体的压强为p1,轻线的张力为f,根据平衡条件,对活塞A有2p0S-2p1S+f=0,对活塞B有p1S-p0S-f=0,解得p1=p0,f=0,即被密封气体的压强与大气压强相等,轻线处在拉直的松弛状态,这时气体的体积为V1=2Sl+·2l+Sl=4Sl,对气体加热时,被密封气体温度缓慢升高,两活塞一起向左缓慢移动,气体体积增大,压强保持p1不变,若持续加热,此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止,这时气体的体积为V2=4Sl+Sl=5Sl,根据盖—吕萨克定律得=,解得T2=T0,由此可知,当T≤T2=T0时,气体的压强为p2=p0,当T>T0时,活塞已无法移动,被密封气体的体积保持V 2不变,由查理定律得=,解得p=p0.答案:(1)ABC (2)见解析3.(1)下列说法正确的是.A.雨水没有透过布雨伞是因为液体的表面存在张力而导致的B.液晶电脑屏幕利用了液晶光学性质的各向异性C.温度高的物体内能一定大,但分子的平均动能不一定大D.一定质量理想气体经等温压缩,气体压强增加,是因为分子每次碰撞器壁的平均作用力增大E.相同质量的0 ℃的水分子总动能和0 ℃的冰分子的总动能一样大(2)如图所示,蹦蹦球是一种儿童健身玩具,小明同学在17 ℃的室内对蹦蹦球充气,已知两球的体积约为2 L,充气前的气压为1 atm,充气筒每次充入0.2 L的气体,忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化,所充气体可视为理想气体.求:①充气多少次可以让气体压强增大至3 atm?②室外温度达到了-13 ℃,蹦蹦球拿到室外后,压强将变为多少?解析:(1)因为液体的表面存在张力,雨滴在布雨伞上就会形成有一定厚度的水膜,所以雨水不能透过布雨伞的空隙,A正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,B正确;温度是分子平均动能的标志,故温度高分子的平均动能一定大,内能的多少还与物质的多少有关,C错误;理想气体等温压缩,压强增加,体积减小,分子密度增大,单位时间单位面积器壁受到的气体分子的碰撞次数增多,但气体分子每次碰撞器壁的作用力不变,D错误;温度相同、质量也相同的水和冰,分子平均动能相同,分子数也相同,即分子总动能相同,E正确.(2)①设充气n次可使气体压强增大为p=3 atm以球内原来的气体和所充气体整体为研究对象充气过程气体发生等温变化根据玻意耳定律得p0(V+nΔV)=pV1 atm×(2 L+n×0.2 L)=3 atm×2 L解得n=20.②当温度变化时,气体发生等容变化由查理定律=解得p′==≈2.69 atm.答案:(1)ABE (2)①20 ②2.69 atm4.(1)(2016·广东茂名二模)下列说法正确的是.A.分子间距离增大时分子势能一定增大B.单晶体的物理性质是各向异性而非晶体的物理性质是各向同性C.物体温度升高,物体内分子运动的平均速率增大D.所有符合能量守恒定律的宏观过程都能发生E.悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显(2)一粗细均匀的J形玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体,初始状态时管内各段长度如图(甲)所示,密闭气体的温度为27 ℃,大气压强为75 cmHg.求:①若沿长臂的管壁缓慢加入5 cm长的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?②在第①问的情况下,再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°,稳定后密闭气体的长度为多少?③在图(乙)所给的p T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程.解析:(1)若两分子间的距离大于平衡距离时,分子间距离增大,分子势能增大,若两分子间的距离小于平衡距离时,分子间距离增大,分子势能减小,故选项A错误;单晶体的物理性质是各向异性,非晶体的物理性质是各向同性,故选项B正确;温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,物体的分子平均动能增大,物体的分子运动的平均速率增大,故选项C正确;符合能量守恒定律和热力学第二定律的宏观过程才能发生,故选项D错误;悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显,故选项E正确.(2)①已知p1=p0=75 cmHg,T1=(273+27)K=300 K,p2=p0+5 cmHg=80 cmHg,则由=,解得T2=320 K.②假设玻璃管旋转180°后短臂内无水银,水平管内水银柱长为x,则有p2=80 cmHg,p3=p0-(10+10+10+5-x)cmHg=(40+x)cmHgV3=S(18+10+10-x)=S(38-x)由p2V2=p3V3,可得80×18=(40+x)(38-x),解得x=8 cm与假设相符,故假设成立.则密闭气体的长度为(18+10+10-x)=30 cm.③p3=48 cmHg,变化过程如图所示.答案:(1)BCE (2)①320 K ②30 cm ③见解析5.(1)下列叙述正确的是.A.温度升高时,物体内每个分子的热运动速度都增大B.布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的C.外界对气体做正功,气体的内能一定增加D.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力(2)如图所示,长为31 cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置,管内水银柱的上端正好与管口齐平,封闭气体的长为10 cm,外界大气压强和温度保持不变.若把玻璃管在竖直平面内缓慢沿顺时针方向转动180°后,这时发现留在管内的水银柱长度变为15 cm,然后继续把玻璃管沿顺时针方向缓慢转动180°至开口竖直向上,求:①大气压强p0的值;②始、末状态管内气体的密度之比.解析:(1)温度是分子平均动能的标志,是大量分子的统计规律,当温度升高时,分子的平均动能增大,并不是每个分子的动能都增大,故A 错误;布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,并不是组成固体小颗粒的分子的无规则运动,形成的原因是液体分子对悬浮颗粒无规则碰撞作用不平衡,故B正确;外界对气体做正功,如果同时放热,气体的内能不一定增加,故C错误;根据热力学第二定律,自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故D正确;根据分子动理论,气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故E正确.(2)①初态p1=p0+21 cmHg,V1=10S,末态:p2=p0-15 cmHg,V2=16S,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,代入数据得p0=75 cmHg.②玻璃管继续缓慢转动180°至开口端向上的过程为等温变化,设状态Ⅲ的空气柱长度为L3,状态Ⅲ的p3=p0+15 cmHg,V3=L3S,由玻意耳定律得p1V1=p3V3,解得L3== cm= cm,由于气体的总质量不变,管的横截面积不变,所以始、末状态管内空气的密度与它们的长度成反比,即===.答案:(1)BDE(2)①75 cmHg ②16∶156.(1)(2016·河北唐山校级模拟)若以μ表示水的摩尔质量,V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m,Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面五个关系式中正确的是.A.N A=B.ρ=C.m=D.Δ=E.ρ=(2)(2016·湖北襄阳二联)如图所示,两个可导热的汽缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积).两汽缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与汽缸无摩擦.活塞的下方为理想气体,上方为真空.当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m1=2m, m2=m)①在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0).②在达到上一问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到1.25T0,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到汽缸顶部).解析:(1)由N A==,故A,C正确;因水蒸气为气体,水分子间的空隙体积远大于分子本身体积,即V≫N A·Δ,D错误;而ρ=≪,B错误,E 正确.(2)①设左、右活塞的面积分别为S′和S,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即=由此得S′=2S在两个活塞上各放质量为m的物块后,假设左、右两活塞仍没有碰到汽缸底部,由平衡条件有p左=,p右=,p左<p右,则右活塞降至汽缸底部,所有气体都在左汽缸中在初态,气体的压强为,体积为3Sh;在末态,气体压强为,体积为2xS(x为左活塞的高度)由玻意耳定律得·3Sh=·2xS解得x=h,即两活塞的高度差为h.②当温度由T0上升至T=1.25T0时,气体的压强不变,设x′为温度达到T时左活塞的高度,由盖—吕萨克定律得=,解得x′=x=1.25h气体对活塞做的功为W=Fs=3mg(x′-x)=0.75mgh.答案:(1)ACE (2)①h ②0.75mgh专题限时训练(建议用时:40分钟)教师备用【测控导航】1.(1)(2016·河南郑州模拟)下列说法中正确的是.A.气体压强的大小与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B.布朗运动是液体分子的运动,说明液体分子永不停息地做无规则热运动C.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响D.水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力E.温度升高,物体所有分子的动能都增大(2)(2016·山东淄博模拟)某一定质量的理想气体的压强p与体积V 的变化关系如图所示.气体先经过等压变化由状态A变为状态B,再经过等容变化由状态B变为状态C.其中在状态A时的压强为p0、体积为V0,热力学温度为T0,在状态B时的压强为p0、体积为2V0,在状态C 时的压强为2p0,体积为2V0.已知该气体内能与温度成正比U=C V T(C V 为比例系数).求:①气体在C状态时的热力学温度;②气体从状态A变化到状态C的过程中,吸收的热量.解析:(1)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关,故A正确;布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动,布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故B错误;根据热力学第二定律的开尔文表述,C正确;因为液体具有表面张力,水黾可停在水面上,故D正确;温度是分子平均动能的标志,温度升高,并不是物体所有分子的动能都增大,故E 错误.(2)①设状态C的热力学温度为T C,则对A,C两状态有=,T C=4T0.②气体由状态A到状态B再到状态C,对外做功W=W1+W2,W1=p0V0,W2=0,气体由状态A到状态C,内能增加ΔU=C V·ΔT,ΔT=4T0-T0,由热力学第一定律ΔU=Q吸-W,联立各式得Q吸=p0V0+3C V T0.答案:(1)ACD (2)①4T0②p0V0+3C V T02.(1)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线,受影响最严重的是京津冀地区,雾霾笼罩,大气污染严重.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物,其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.矿物燃料燃烧的排放是形成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布朗运动C.温度越低PM2.5活动越剧烈D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5中小一些的颗粒的运动比其他颗粒的运动更为剧烈(2)(2016·山东泰安模拟)如图所示,内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A,B,A水平、B竖直固定,之间由一段容积可忽略的细管相连,整个装置置于温度为27 ℃、大气压强为p0的环境中,活塞C,D 的质量及厚度均忽略不计.原长为3l、劲度系数k=的轻弹簧,一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点.开始活塞D距汽缸B的底部3l.后在D上放一质量为m=的物体.求:①稳定后活塞D下降的距离;②改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置,则气体的温度应变为多少?解析:(1)PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,而分子直径的数量级为10-10m,所以PM2.5的尺寸的数量级比空气中氧分子的尺寸的数量级大得多,选项A错误;悬浮在空气中的PM2.5受大量空气分子对其无规则碰撞而运动,是布朗运动,选项B 正确;温度越高,分子运动越剧烈,PM2.5的布朗运动越剧烈,选项C错误;倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用,能有效减少PM2.5在空气中的浓度,选项D正确;PM2.5颗粒越小,其布朗运动越剧烈,选项E正确.(2)①开始时被封闭气体的压强为p1=p0,活塞C距汽缸A的底部为l、被封闭气体的体积为4lS,重物放在活塞D上稳定后,被封闭气体的压强p 2=p0+=2p0,活塞C将弹簧向左压缩了距离l1,则kl1=(p2-p0)S,根据玻意耳定律得p04lS=p2xS,活塞D下降的距离Δl=4l-x+l1,整理得Δl=l.②升高温度过程中,气体做等压变化,活塞C的位置不动,最终被封闭气体的体积为(4l+l1)S,对最初和最终状态,根据理想气体状态方程得=,解得t2=377 ℃.答案:(1)BDE (2)①l ②377 ℃3.(1)(2016·湖南衡阳模拟)关于热现象和热学规律,下列说法正确的是.A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小C.热量可以从低温物体传递到高温物体D.物体的摄氏温度变化了1 ℃,其热力学温度变化了273 KE.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大(2)如图所示,将一个U形汽缸放在升降梯中,一个质量为m、横截面积为S的活塞将一定量的气体密封在汽缸内,气体的温度为T,稳定时活塞与汽缸底部之间的距离为h,活塞厚度不计且活塞与汽缸之间无摩擦,外界大气压强恒定为p0.升降梯先以恒定的加速度a竖直向上做匀加速运动,再做匀速运动.已知重力加速度为g,试分析:①当升降梯匀加速上升时,若汽缸内气体温度始终保持不变,则活塞达到稳定时距离汽缸底部的高度是多少?②当升降梯做匀速直线运动时,仍要使活塞达到①中相同的位置,需要将汽缸内的气体温度调整到多少?解析:(1)布朗运动是固体小颗粒的运动,不是分子的运动,故选项A 错误;两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B正确;热量也可以从低温物体传到高温物体,但要引起其他方面的变化,故选项C正确;物体的摄氏温度变化了1 ℃,其热力学温度变化了1 K,故选项D错误;两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大,选项E 正确.(2)①汽缸处于静止状态时,设汽缸内部压强为p1,对于活塞有p 0+=p1,当升降梯匀加速上升时,且活塞达到稳定状态时,汽缸内部的压强为p2,有p2S-p0S-mg=ma,因为汽缸内气体温度不变,所以p1V1=p2V2,设活塞达到稳定时距离汽缸底部的高度为x,V1=Sh,V2=Sx,解得x=.②当升降梯做匀速直线运动时,仍要使活塞达到①中相同的位置,汽缸内气体的压强为p3,温度为T3,则活塞满足+p 0=p3,由于该过程为等容变化,则有=,则T3=T.答案:(1)BCE (2)见解析4.(1)下列说法正确的是.A.将大颗粒的盐磨成细盐,细盐还是属于晶体B.已知水的摩尔质量和水分子的质量不能计算出阿伏加德罗常数C.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,其分子热运动的平均动能仍然不变D.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压,水蒸发越快E.宇航员王亚平在太空中制作的水球呈球形是因为失重和水的表面张力作用的结果(2)如图是一种气压保温瓶的结构示意图.其中出水管很细,体积可忽略不计,出水管口与瓶胆口齐平,用手按下按压器时,气室上方的小孔被堵塞,使瓶内气体压强增大,水在气压作用下从出水管口流出.最初瓶内水面低于水管口10 cm,此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102 cm3,已知水的密度为1.0×103 kg/m3,按压器的自重不计,大气压p0=1.01×105 Pa,g取10 m/s2.求:①要使水从出水管口流出,瓶内水面上方的气体压强至少要多大?②当瓶内压强为1.16×105 Pa时,瓶内气体体积的压缩量是多少?(忽略瓶内气体的温度变化)解析:(1)磨成细盐,未改变晶体点阵,故A正确;由N A=,可以计算N A,故B错误;0 ℃的冰和水,分子平均动能相同,C正确;空气相对湿度越大时,水蒸发越慢,D错误;在失重的环境中,表面张力使液体呈球形,E 正确.(2)①由题意知,瓶内外气压以及水的压强存在以下关系p内=p0+p水=p0+ρgh水=1.01×105 Pa+1.0×103 kg/m3×10 m/s2×0.1 m=1.02×105 Pa;②当瓶内气体压强为p=1.16×105 Pa时,设瓶内气体的体积为V由玻意耳定律有p0V0=pV压缩量为ΔV=V0-V已知瓶内原有气体体积V0=2.0×102 cm3解得ΔV≈25.9 cm3.答案:(1)ACE (2)①1.02×105 Pa ②25.9 cm35.(1)(2016·陕西渭南二模)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是.A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,但它能反映液体分子永不停息地做无规则运动B.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快C.做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D.满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行E.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,与外界不发生热交换(2)(2016·山西太原二模)如图为一粗细均匀、足够长的等臂细U形管竖直放置,两侧上端都封闭有理想气体A,B,且被水银柱隔开,已知气体A的压强为p A=75.0 cmHg,A气柱长度为l A=20.0 cm,两气柱的长度差为h=5.0 cm.现将U形管水平放置,使两臂位于同一水平面上.设整个过程温度保持不变,求稳定后两空气柱的长度差h′.解析:(1)布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,是液体分子碰撞的不平衡造成的,实质上反映了液体分子无规则运动,故A正确;分子间同时存在引力和斥力,当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快,故B正确;改变内能有两种方式做功和热传递,做功是其他形式能向内能转化,而热传递是内能从一个物体向另一个物体的转移,故C正确;根据热力学第二定律,自然界的宏观热现象的过程都有方向性,满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行,故D错误;一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可能是吸收热量的同时对外做功,也可能是放出热量的同时外界对其做功,故E错误.(2)当U形管竖直放置时,两部分气体的压强关系有p B=p A-ρ水银gh当U形管平放时,两部分气体的压强关系有p A′=p B′=p则知A气体等温变化且压强减小,体积增大;B气体等温变化且压强增大,体积减小,故水银柱会向右侧移动,空气柱的长度差将变大.对于气体A,由玻意耳定律得p A l A=pl A′对于气体B,由玻意耳定律得p B l B=pl B′由几何关系得l A-h=l B,l A′-h′=l B′l A+l B=l A′+l B′解得h′=6.2 cm.答案:(1)ABC (2)6.2 cm6.(1)下列各种说法中正确的是.A.温度低的物体内能小B.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零C.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用力表现为相互吸引D.0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关(2)如图所示,一水平放置的汽缸,由截面积不同的两圆筒连接而成.活塞A,B用一长为3l的刚性细杆连接,B与两圆筒连接处相距l=1.0 m,它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动.A,B的截面积分别为S A=30 cm2, S B=15 cm2.A,B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为p0=1.0×105 Pa.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当汽缸内气体温度为T1=540 K,活塞A,B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为F1=30 N.①现使汽缸内气体温度由初始的540 K缓慢下降,温度降为多少时活塞开始向右移动?②继续使汽缸内气体温度缓慢下降,温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒连接处?解析:(1)物体的内能由物体的温度、物质的量及物体的体积共同决定,故温度低的物体内能不一定小,选项A错误;分子运动的瞬时速度可能为零,但分子运动的平均速度不可能为零,选项B错误;液体表面具有收缩的趋势,即液体表面表现为张力,液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体表面层分子间表现为引力,故C正确;因为温度是分子平均动能的标志,故0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同,选项D正确;气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关,单位体积的分子数越多、温度越高,则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,选项E正确.(2)①设汽缸内气体压强为p1,对活塞A,B及细杆这个整体根据平衡条件可得p0S A-p1S A+p1S B-p0S B+F1=0,。