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(2011·江苏物理·T12.A)如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是(   )

A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量

B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高

D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

(2)如题12A-2图所示,内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内,外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2。则在此过程中,气体分子平均动能_________(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了_____________。

(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为,结果保留一位有效数字)

 

【答案】

(1)D(2)增大,(3)

【解析】(1)该永动机叶片进入水中,吸收热量而伸展划水,推动转轮转动,离开水面后向空气中放热,叶片形状迅速恢复,所以转动的能量来自热水,由于不断向空气释放热量,所以水温逐渐降低,ABC错,D对。

(2)气体做等压变化,体积变大,温度升高,平均动能增大,内能的变化为

(3)一个油酸分子的体积

分子直径为D=

最大面积带入数据得:S=

 

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D.线框的机械能不断增大

 

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A.    B.  

C.   D.

 

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