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    精英家教网如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20cm，压强为p0=1×105Pa，现用竖直向下的外力压缩气体，使封闭的空气柱长度变为5cm．
    ①若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强；
    ②若快速压缩活塞，对气体做功 10J，同时气体向外散失的热量为2J，求该过程中气体内能的变化．
    分析：（1）缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同，气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强；
    （2）已知活塞对气体做功 10J和气体向外散失的热量为2J，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化．
    解答：解：①设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，10=20cm，1=5cm，V0=10S，V=lS，缓慢压缩，气体温度不变，
    由玻意耳定律得：P0V0=PV
    解出：p=4×105Pa
    ②活塞对气体做功W=10J，气体向外散失的热量2J，即Q=-2J，由热力学第一定律：△U=W+Q
    代入解得△U=8J
    答：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强是2×105Pa
    ②若压缩气体，对气体做功 10J，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加8J．
    点评：对于气体状态变化问题，关键分析气体的状态参量，确定是何种变化过程，再列方程求解．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （选修模块3-3）
    （1）如图所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中
    CD
    CD

    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多
    （2）下列说法中正确的是
    AD
    AD

    A．布朗运动是分子永不停息无规则运动的反映
    B．气体分子间距离减小时，分子间同时存在的斥力减小，引力也减小
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．毛细现象表现为：浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降
    （3）地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P0=1.0×105Pa，活塞截面积为S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，则活塞静止时，气体的压强为
    1.2×105
    1.2×105
    Pa；若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6×105J，同时气体通过气缸向外传热4.2×105J，则气体内能将
    增加
    增加
    （填“增加”“减少”）
    1.8×105
    1.8×105
    J．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一导热性能良好的容器水平放置，两端是直径不同的两个圆筒，里面各有一个活塞，其横截面积分别为sA=10cm2和sB=4cm2，质量分别是MA=6kg，MB=4kg．它们之间用一质量不计的轻质细杆相连．两活塞可在筒内无摩擦滑动，但不漏气．在气温是-23℃时，用销子M把B拴住，并把阀门K打开，使容器和大气相通，随后关闭K，此时两活塞间气体体积是300cm3，当气温升到T时把销子M拔去．若刚拔去销子M时两活塞的加速度大小为l.2m/s2（设大气压强为l.0×105Pa不变，容器内气体温度始终和外界气温相同．）
    （1）分析说明刚拔去销子M时两活塞的加速度的方向．
    （2）求温度T为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为3cm，此时气压表显示容器内压强人P1=1.0×105Pa．如果将活塞缓慢向下推动，直到封闭空气柱长度变为2cm时，气压表的示数是下列哪个（　　）

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    科目：高中物理 来源：同步题 题型：计算题

    如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为3 cm，此时气压表显示容器内压强p1＝1.0×105 Pa。求：
    （1）将活塞缓慢向下推动，直到封闭空气柱长度变为2 cm时，气压表的示数是多少？
    （2）将活塞快速向下推动，若在压缩气体过程中，气体内能增加了1.5 J，气体放出的热量为1.4 J，那么活塞对气体做的功是多少？

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