Question

如圖所示，由導(dǎo)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(jì)。已知大氣壓強(qiáng),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(xì)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(qiáng)一定增加

C．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞的碰撞次數(shù)不變

D．缸內(nèi)氣體將吸收熱量

②試計(jì)算加入細(xì)砂的質(zhì)量M

Answer 1

①B(3分) ②

試題分析：①氣缸導(dǎo)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(gè)過程溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，而氣體不考慮分子勢(shì)能，所以氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)。但是外界對(duì)氣體做功，所以氣體一定是放熱選項(xiàng)D錯(cuò)。初始?xì)怏w壓強(qiáng)等于大氣壓和活塞重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，后來又多了細(xì)沙產(chǎn)生的壓強(qiáng)所以氣體壓強(qiáng)增加選項(xiàng)B對(duì)。根據(jù)溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，即分子與容器壁撞擊的作用力不變，而壓強(qiáng)增大所以說單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞的碰撞次數(shù)增加，選項(xiàng)C錯(cuò)。  
②解：
對(duì)活塞初態(tài)時(shí)進(jìn)行受力分析后有：        (1分)
對(duì)活塞末態(tài)時(shí)進(jìn)行受力分析后有：     (1分)
對(duì)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)