Question

【物理  選修3-3】

（1）如圖所示，一密閉氣缸固定在地面上，內裝有某種實際氣體，氣缸壁導熱性能良好，活塞與氣缸間摩擦不計。現已知氣體分子間的作用力表示為斥力，則（　　　）

A．如果保持外界溫度不變，在活塞上加放物體，氣體的內能將增加

B．如果保持外界溫度不變，把活塞緩慢向上提，氣體內能可能先減小后增加

C．保持活塞位置不變，使外界溫度下降，氣體的內能一定減小

D．如果外界溫度上升，使得活塞緩慢上移，則氣體的內能一定增加

（2） 如圖所示，一個上下都與大氣相通的直圓筒，中間用兩個活塞A與B封住一定質量的理想氣體，A，B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動，但不漏氣。A的質量可不計，B的質量為M，并與一勁度系數k=5×10³N/m的較長的彈簧相連，已知大氣壓強p₀=1×10⁵Pa，平衡時，兩活塞問的距離l₀=0.6m，現用力壓A，使之緩慢向下移動一定距離后，保持平衡，此時，用于壓A的力F=5×10²N, 求活塞A向下移動的距離。（假定氣體溫度保持不變）

 

Answer 1

(1) ABC

(2)設活塞A向下移動l，相應B向下移動x，對氣體分析：初態：p₁=p₀  V₁=l₀S

由玻-意耳定律：p₁V₁=p₂V₂（３分）

初態時，彈簧被壓縮量為x'，由胡克定律：Mg=kx'②（１分）

當活塞A受到壓力F時，活塞B的受力情況如圖7-20所示。F'為此時彈簧彈力

由平衡條件可知p₀S+F'=p₀S+F+Mg③（３分）

由胡克定律有：F'=k(x+x')④（１分）

聯立①②③④解得：l=0.3m。（２分）