如图所示，由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强,活塞面积,活塞质量m=4kg。环境温度不变，今在活塞上方逐渐加入细砂

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如图所示，由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强

,活塞面积

,活塞质量m=4kg。环境温度不变，今在活塞上方逐渐加入细砂，使活塞缓慢下降，直到活塞距离底部的高度为初始的2/3。
(g取

)

①上述过程中下列说法正确的是

A．缸内气体的内能一定增加

B．缸内气体的压强一定增加

C．单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数不变

D．缸内气体将吸收热量

②试计算加入细砂的质量M

答案

①B(3分) ②

解析

试题分析：①气缸导热使得气缸内的气体温度等于外界环境温度，所以整个过程温度不变，分子平均动能不变，而气体不考虑分子势能，所以气体内能不变，选项A错。但是外界对气体做功，所以气体一定是放热选项D错。初始气体压强等于大气压和活塞重力产生的压强，后来又多了细沙产生的压强所以气体压强增加选项B对。根据温度不变，分子平均动能不变，即分子与容器壁撞击的作用力不变，而压强增大所以说单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数增加，选项C错。
②解：
对活塞初态时进行受力分析后有：

(1分)
对活塞末态时进行受力分析后有：

(1分)
对密闭的气体由玻意耳定律得：

(1分)
又由题意可知：

联立解得：

(1分)

举一反三

（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l₁=66cm的水银柱，中间封有长l₂=6．6cm的空气柱，上部有长l₃=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为P_o=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。

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（9分）如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱长度为h．现继续向管内缓慢地添加部分水银，设水银质量为m（m未知）。水银添加完时，气柱长度变为

h．再取质量为m的水银缓慢地添加在管内、外界大气压强保持不变．

①求第二次水银添加完时气柱的长度．
②若第二次水银添加完时气体温度为T₀，现使气体温度缓慢升高．求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．（水银未溢出玻璃管）

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1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L．试估算温度为０℃，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为（结果保留两位有效数字）．

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（10分）如图所示，水平放置的圆筒形气缸与一装有水银的U形管相连，气缸中封闭一定质量的理想气体。开始时U形管两臂中水银面齐平，活塞处于静止状态，此时气体体积为400mL。若用力F缓慢向左推动活塞，使活塞向左移动一段距离后，U形管两臂中的高度差为25cm，已知外界大气压强为750毫米汞柱，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，试回答下列问题：

①简要说明气缸内气体对活塞的压力是怎样产生的；
②活塞移动过程中，气体内能如何变化？
③求活塞移动后气体的体积。

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如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，，外界大气压强不变．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：
（1）大气压强p₀的值；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；

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