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如圖所示，在一根一端封閉的粗細均勻的細玻璃管中有一小段水銀柱，封閉著一定質量的空氣，現在要用它測定大氣壓，那么

(1)還需要什么器材？

(2)說明實驗的主要步驟；

(3)用實驗中測量的物理量列出大氣壓的表達式．

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如圖所示，在一根一端封閉且粗細均勻的長玻璃管中，用一段10cm長的水銀柱將管內一部分空氣密封．當管開口向上豎直放置時（圖甲），管內空氣柱的長度L₁為0.3m，若將玻璃管開口向下豎直放置（圖乙），水銀沒有溢出，待水銀柱穩(wěn)定后，空氣柱的長度L₂是多少m？（已知大氣壓相當于76cmHg柱的壓強，并保持不變；室溫保持不變）

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如圖所示，在一根一端封閉且粗細均勻的長玻璃管中，用一段10cm長的水銀柱將管內一部分空氣密封．當管開口向上豎直放置時（圖甲），管內空氣柱的長度L₁為0.3m，若將玻璃管開口向下豎直放置（圖乙），水銀沒有溢出，待水銀柱穩(wěn)定后，空氣柱的長度L₂是多少m？（已知大氣壓相當于76cmHg柱的壓強，并保持不變；室溫保持不變）

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如圖所示，一根足夠長的兩端開口的粗細均勻的直管，豎直插入很大的水銀槽中．有個質量不計的橫截面積S=1cm²的活塞A，在管中封閉一段長L=10cm的理想氣體．開始時A處于靜止狀態(tài)．現在用力F豎直向上緩慢拉動活塞A，不計管壁對A的摩擦．當F=2N時，A再次靜止．設整個過程中環(huán)境溫度不變，外界大氣壓p₀=1.0×10⁵Pa（約為75cmHg），求：
（1）A再次靜止時的氣體壓強p₂；
（2）A再次靜止時的氣體長度L₂；
（3）在此過程中活塞A上升的距離h．

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1．答案：C    布朗運動反映了懸浮小顆粒外部液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運動，A錯；分子間的作用力隨距離的增大而減小，B錯；C是熱力學第三定律內容，正確；熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體，但在消耗其他形式能量時可以做到，因此D錯．

2．答案：AC   本題考查了分子熱運動的基礎知識和基礎的人文知識，形式新穎活潑． “天光云影共徘徊”是朱熹《觀書有感》詩中“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊．問渠那得清如許，為有源頭活水來”的一句，是光的反射現象；“隔墻花影動，疑是玉人來”是王實甫的《西廂記》中的一句，是月光成影的光學現象．

3．答案：BD   封閉氣體的體積不變，溫度升高時，氣體分子的平均動能增大，壓強增大．而分子的密集程度不變，所以氣體分子的密度不變．壓強增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數增多．

4．答案：BCD  A選項是由于浮力和重力相平衡，其余的都與表面張力有關．

5．答案：D     根據理想氣體溫度、壓強和體積之間的關系可知，一定質量的理想氣體，在溫度不變的條件下，分子的平均動能不變，壓強增大，體積一定減小，氣體密度增大，C錯，D正確；由體積減小可知外界對氣體做功，B錯；由熱力學第一定律可知，外界對氣體做功而內能不變，可判斷氣體向外界放熱，A錯．

6．答案：D   由于汽缸及活塞絕熱，所以外界對氣體做功，氣體內能必然增大，溫度升高，即不可能回到原來狀態(tài)，D選項正確．

7．答案：ACD    氣缸整體是絕熱的，當移動活塞P時，有外力對系統(tǒng)做功，根據熱力學第一定律，系統(tǒng)的內能要增加，因此從整體上講，甲、乙的內能都要增加，但外力并沒有直接對甲做功，甲的內能之所以增加是因為吸收了熱量，而乙放出熱量，所以ACD正確．

8．答案：B   乙分子從a到b，再到c的過程中，分子之間均表現為引力，所以乙分子始終做加速運動，且到達c點時速度最大，故A錯誤，B正確，C錯誤．乙分子由b到c的過程，分子引力做正功，故兩分子間的分子勢能減小，而從c到d的過程分子間為斥力，做負功，分子間的勢能增加，故D錯誤．

9．答案：AB    根據熱力學第一定律ㄓU=Q+W可知，對氣體加熱，氣體的內能不一定增加，則選項A正確；絕對零度是低溫物體的極限，不可能達到，則選項B正確；溫度是物體分子平均動能大小的標志，物體溫度升高，物體中分子熱運動加劇，其分子平均動能增加，但不是每個分子的平均動能都增加，則選項C錯誤；理想氣體中分子間無相互作用力，壓縮封閉在氣缸中一定質量的理想氣體，難度越來越大是因為壓強增大的原因，則選項D錯誤．

10．答案：D  當液面由a位置上升到b位置時，管內氣體體積減小，表明溫度降低，管內氣體的壓強減小，管內氣體分子的平均動能減小，氣體內能減�。�

11．（8分）答案：（1）115～120都對  （2分）（2）～都對（2分）（3）讓油膜在水面上形成單分子油膜（2分）（4）（2分）

12．答案：（1）還需要用刻度尺．（3分）

   （2）實驗的主要步驟是：將細玻璃管水平放置，用刻度尺量出水銀柱長h（cm）和封閉空氣柱長l₁（cm）；將細玻璃管開口向上豎直放置，用刻度尺量出封閉空氣柱長l₂（cm）．（3分）

   （3）設玻璃管的截面積為S，兩種情況下空氣的狀態(tài)參量分別為p₁=p₀，V₁=l₁S，p₂=p₀+h(mmHg)，V₂=l₂S

由玻意耳定律p₀l₁S=(p₀+h)l₂S

得大氣壓為p₀=l₁h/(l₁－l₂)． （3分）

13．解析：空氣柱在體外時的狀態(tài)參量為p₁=760mmHg，V₁=5mL，T₁=300K（3分）

空氣柱在體內在收縮壓時的狀態(tài)參量為p₂=120mmHg，T₂=310K（2分）

由理想氣體狀態(tài)方程得，空氣柱在收縮壓下的體積為V₂=p₁V₁T₂/T₁p₂=32.17mL（3分）

空氣柱在體內擴張壓時的狀態(tài)參量為p₃=80mmHg，T₃=310K（3分）

由理想氣體狀態(tài)方程得，空氣柱在擴張壓下的體積為V₃=p₁V₁T₃/T₁p₃=49.1mL（3分）

14．解析：設球在第一次運動到最低點時的速度為v，則根據牛頓第二定律得， （5分）

根據熱力學第一定律和能量守恒定律可知，球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內能ㄓE為（5分）

聯立兩式、代入數值得ㄓE=228J． （4分）

15．解析：（1）能（2分）

因為大氣壓強是由大氣重力產生的，由（2分）

得（2分）

把查閱得到的數據代入上式得，kg（2分）

大氣層空氣的分子數為個（2分）

（2）可求出液化后空氣的體積為：m³（2分）

設大氣液化后液體水分布在地球表面上時，地球半徑增加h，則有

得，考慮到h遠小于R，忽略h的二次項和三次項得，

m． （2分）

16．解析：（1）在活塞上方倒沙的過程中溫度保持不變，對氣體，由玻意耳定律得，p₀V₀=p₁V₁，代入數據，得p₁=V₀p₀/V₁=2.0×10^－3×1.0×10⁵/1.0×10^－3Pa=2.0×10⁵Pa（5分）

在緩慢加熱到127℃的過程中，氣體壓強保持不 

變，由蓋?呂薩克定律得，V₁/T₀=V₂/T₂，

∴V₂=T₂V₁/T₀=(273+127)×1.0×10^－3/273m³

=1.47×10^－3m3（5分）

   （2）在整個物理過程中畫在p―V圖上，

如圖所示． （6分）

17．解析：每人每天所吸1atm凈化空氣的體積為

V=(16×60×24)×500mL=1.152×10⁴L，（4分）

由玻意耳定律可知，每桶10atm的凈化空氣轉化為1atm時的體積為V^/=10×20/1L=200L（4分）

故每人每天需要凈化空氣的桶數為n=V/V^/=1.152×10⁴/200=57.6≈58桶（4分）

由此可見，這個方案并不現實． （4分）

18．解析：因活塞處于靜止狀態(tài)，由平衡條件得，(p₀－p₁)S=(p₂－p₂)S ①

代入數據得p₃=1.0×10⁵Pa（2分）

對B內左側氣體有p₂l₂S=pl₂^/S②（2分）

對B內右側氣體有p₃l₃S=pl₃^/S③（2分）

又l₂+l₃=l₂^/+l₃^/=（16+8）cm=24cm④（2分）

聯立②③④得l₃^/=6cm（2分）

活塞右移ㄓx=l₃－l₃^/=2cm，當B內兩側壓強相等時，

對活塞由平衡條件得，(p₁^/－p₀)S=(p－p₀)S

解得p₁^/=p₀=1.0×10⁵Pa（2分）

對A內氣體由理想氣體的狀態(tài)方程得，p₁l₁S/T₁= p₁^/l₁^/S/T₁^/，其中l₁^/=(30+2)cm=32cm

即有0.5×30S/300=1×32S/T₁^/

解得T₁^/=640K（2分）

A內溫度升高ㄓT=T₁^/－T₁=340K（2分）