Question

如圖所示，由導熱氣缸和活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和氣缸壁之間摩擦不計。已知大氣壓強,活塞面積,活塞質(zhì)量m=4kg。環(huán)境溫度不變，今在活塞上方逐漸加入細砂，使活塞緩慢下降，直到活塞距離底部的高度為初始的2/3。
(g取)

①上述過程中下列說法正確的是

A．缸內(nèi)氣體的內(nèi)能一定增加

B．缸內(nèi)氣體的壓強一定增加

C．單位時間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)不變

D．缸內(nèi)氣體將吸收熱量

②試計算加入細砂的質(zhì)量M

Answer 1

①B(3分) ②

試題分析：①氣缸導熱使得氣缸內(nèi)的氣體溫度等于外界環(huán)境溫度，所以整個過程溫度不變，分子平均動能不變，而氣體不考慮分子勢能，所以氣體內(nèi)能不變，選項A錯。但是外界對氣體做功，所以氣體一定是放熱選項D錯。初始氣體壓強等于大氣壓和活塞重力產(chǎn)生的壓強，后來又多了細沙產(chǎn)生的壓強所以氣體壓強增加選項B對。根據(jù)溫度不變，分子平均動能不變，即分子與容器壁撞擊的作用力不變，而壓強增大所以說單位時間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)增加，選項C錯。  
②解：
對活塞初態(tài)時進行受力分析后有：        (1分)
對活塞末態(tài)時進行受力分析后有：     (1分)
對密閉的氣體由玻意耳定律得：              (1分)
又由題意可知：
聯(lián)立解得：        (1分)