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(1)如图(1)所示,一密闭气缸固定在地面上,内装有某种实际气体,气缸壁导热性能...

(1)如图(1)所示,一密闭气缸固定在地面上,内装有某种实际气体,气缸壁导热性能良好,活塞与气缸间摩擦不计.现已知气体分子间的作用力表示为斥力,则______
A.如果保持外界温度不变,在活塞上加放物体,气体的内能将增加
B.如果保持外界温度不变,把活塞缓慢向上提,气体内能可能先减小后增加
C.保持活塞位置不变,使外界温度下降,气体的内能一定减小
D.如果外界温度上升,使得活塞缓慢上移,则气体的内能一定增加
(2)如图(2)所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A,B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气.A的质量可不计,B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连,已知大气压强p=1×105Pa,平衡时,两活塞问的距离l=0.6m,现用力压A,使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡,此时,用于压A的力F=5×102N,求活塞A向下移动的距离.(假定气体温度保持不变)

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(1)如果保持外界温度不变,气体分子的平均动能不变.气体分子间的作用力表示为斥力,在活塞上加放物体,气体被压缩,分子间平均距离减小,要克服分子力做功,分子势能增加,则气体的内能增加.把活塞缓慢向上提,气体内能可能先减小后增加.保持活塞位置不变,气体发生等容变化,使外界温度下降,气体的温度也降低,分子动能减小,势能不变,则内能减小.如果外界温度上升,使得活塞缓慢上移,气体内能可能减小,也可能增加. (2)由于A的质量可不计,初态时,封闭气体的压强等于大气压,以B为研究对象,求出弹簧的压缩量.当用力压A时,再以B为研究对象,求出弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的压缩量,根据玻意耳定律求出活塞A向下移动的距离. 【解析】 (1)A、保持外界温度不变,气体分子的动能不变.气体分子间的作用力表示为斥力,在活塞上加放物体,气体被压缩,分子间平均距离减小,要克服分子力做功,分子势能增加,则气体的内能增加.故A正确.      B、保持外界温度不变,气体分子的动能不变.把活塞缓慢向上提,气体分子间的作用力表示为斥力,气体对外做功,势能减小,若气体分子力表现为引力,外界克服引力做功,势能增大.气体内能可能先减小后增加.故B正确.      C、保持活塞位置不变,气体发生等容变化,分子势能不变.使外界温度下降,气体的温度也降低,分子动能减小,则内能减小.故C正确.      D、如果外界温度上升,分子动能增加.使得活塞缓慢上移,分子势能可能减小,也可能增加,气体内能可能减小,也可能增加.故错误. 故选ABC (2)设活塞A向下移动l,相应B向下移动x,对气体分析:      初态:p1=p  V1=lS      末态:    V2=(l-1+x)S 由玻-意耳定律:p1V1=p2V2     得:    ① 初态时,弹簧被压缩量为x',由胡克定律:Mg=kx'② 当活塞A受到压力F时,活塞B的受力情况如图所示.F'为此时弹簧弹力 由平衡条件可知pS+F'=pS+F+Mg  ③ 由胡克定律有:F'=k(x+x')④ 联立①②③④解得:l=0.3m. 故答案为: (1)ABC (2)活塞A向下移动的距离是0.3m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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