Question

[物理～選修3-3]
（1）如圖所示，某種自動洗衣機注水時，洗衣機缸內水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣，通過壓力傳感器感知細管中的空氣壓力，從而控制進水量．當洗衣缸內水位緩慢升高時，可以認為細管內空氣溫度保持不變．則被封閉的空氣

AD

A．分子間的引力和斥力都增大
B．分子的平均動能增大
C．內能一定增大
D．體積變小，壓強變大
（2）接上題．該自動洗衣機洗衣缸內水位深度調節有“低、中、高”三個擋位．第一次選擇了“低”檔位．注水結束時．進入細管中的水柱長度為l₁．由于增添衣物，隨將注水深度設置為“高”檔位，進行第二次注水，第二次注水結束時，進入細管中的水柱長度為l₂．已知細管長度為L，水的密度為ρ，大氣壓強為p₀，重力加速度為g．如果將細管中的空氣看做理想氣體，且忽略進入細管中水的體積，求洗衣缸內第二次注入水的深度．

Answer 1

分析：（1）分子距離減小時，分子間的引力都增大．溫度是物體分子熱運動平均動能的標志．根據玻意耳定律分析體積和壓強的變化．
（2）根據玻意耳定律分別求出兩次注水后，氣體的壓強．封閉氣體壓強的增加，是由于洗衣缸內水的深度增加造成的．根據壓強公式求出洗衣缸內第二次注入水的深度．

解答：解：
（1）A、當洗衣缸內水位緩慢升高時，細管內空氣被壓縮，分子間距減小，分子間的引力和斥力都增大．故A正確．
B、細管內空氣溫度保持不變，分子的平均動能不變．故B錯誤．
C、細管內空氣溫度保持不變，內能不變．故C錯誤．
D、氣體發生等溫變化，體積減小，根據玻意耳定律可知，壓強增大．故D正確．
故選AD；
（2）取未注水時細管內的空氣為研究對象，設第一次注水后，氣體的壓強為p₁，第二次注水后，氣體的壓強為p₂．根據玻意耳定律可得
    p₀L=P₁（L-1₁）
    p₀L=P₂（L-1₂）
解得 p1=

L

L-l1

p0，p2=

L

L-l2

p0
氣體壓強的增加，是由于洗衣缸內水的深度增加造成的．設第二次注入水的深度為△H，則
ρg△H=p₂-p₁   
所以，△H=

L(l2-l1)

ρg(L-l2)(L-l1)

p0
答：（1）AD；
    （2）洗衣缸內第二次注入水的深度是△H=

L(l2-l1)

ρg(L-l2)(L-l1)

p0．

點評：本題運用物理知識分析實際問題的能力，將研究對象簡化成理想氣體是關鍵．基本題．