Question

[物理選修3-3模塊]（15分）
（1）（5分）一定質量的非理想氣體體積膨脹對外做了4×10³J功的同時，又從外界吸收了2.4×10³J的熱量，則在該過程中，氣體內能的增量△U=______J，氣體的分子勢能和分子動能分別__________、________（填“增加”“減小”或“不變”）。
（2）（10分）如圖所示，一圓筒形汽缸靜止于地面上，汽缸的質量為M，活塞（連同手柄）的質量為m，汽缸內部的橫截面積為S，大氣壓強為p₀，平衡的汽缸內的容積為V�，F用手握住活塞手柄緩慢向上提。設汽缸足夠長，在整個上提過程中氣體的溫度保持不變，不計汽缸內氣體的重力與活塞與汽缸壁間的摩擦，求汽缸剛提離地面時活塞上升的距離。

Answer 1

（1）-1.6×10³J  增加  減小
（2）

（1）-1.6×10³J  增加  減小
（2）封閉氣體的初狀態(tài)，壓強為p₁=p₀+，體積為V （2分）
設汽缸剛提離地面時活塞上升的距離為x，則封閉氣體末狀態(tài)體積為V´=V+xS，壓強為p₂，對氣缸，有p₂S+Mg=p₀S   （2分）
解得p₂=p₀-            （2分）
由玻意耳定律p₁V=p₂V´，得(p₀+)V=(p₀-)(V+xS) （2分）
解之得x= （2分）