Question

A组[适合选修3-3（含2-2）模块的考生]
（1）分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而

 

分子势能的变化情况由分子力做功情况决定，与分子间的距离有关．现有两分子相距为r，已知 r₀为两分子引力和斥力相等时的距离，当r＞r₀ 时，分子力表现为

 

，当增大分子间的距离，分子势能

 

，当r＜r₀ 时，分子力表现为

 

，当减小分子间的距离，分子势能

 

，
（2）如图所示，绝热气缸开口向下竖直放置，内有一定质量的气体，缸内活塞可无摩擦的自由滑动且不漏气，活塞质量为m₀，面积为S，在其下挂一砂桶，砂桶装满砂子时质量为m₁，此时活塞恰好静止，此时外界气压为p₀，则此时气缸内气体压强大小为

 

  现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，则气缸内气体的压强将

 

气缸内气体的内能将

 

（填增大、减小、不变）

Answer 1

分析：（1）分子力做的功等于分子势能的增加量；
（2）对活塞受力分析，受重力、内部气体压力、外部气体压力、拉力，内外气体的压力差等于活塞重力和拉力之和．

解答：解：（1）分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小；
当分子间距大于平衡距离时，分子力表现为引力，当增大分子间的距离，引力做负功，分子势能增加；
分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，当减小分子间距时，斥力做负功，分子势能增加；
（2）内外气体度活塞的压力差等于重力和拉力之和，故气体压强为：P=P0-

(m0+m1)g

S

；
根据上式，把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，则气缸内气体的压强将增加；
气体收缩，外界对气体做功，绝热过程，与外界无热交换，根据热力学第一定律，内能增加，故温度一定升高．
故答案为：（1）减小，引力，增大，斥力，增大；（2）P0-

(m0+m1)g

S

，增大，增大．

点评：本题考查了分子力、分子势能、气体压强与大气压强的关系，基础题．