题目内容
如图所示,一根竖直的弹簧支撑着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空且静止.设活塞与缸壁间无摩擦且不漏气,缸壁导热性能良好,使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同,且外界气温不变.若外界大气压增大,则下列结论正确的是( )
A、气缸的上底面距地面的高度将增大,缸内气体分子的平均动能不变 | B、气缸的上底面距地面的高度将减小,缸内气体的压强变大 | C、活塞距地面的高度将不变,缸内单位体积的气体分子数增加,外界对气体做功 | D、弹簧将缩短一些,缸内气体分子在单位时间内撞击活塞的次数增多 |
分析:理想气体的等温变化PV=C(常数),等压变化
=C,然后结合选项合理选择整体法和隔离法.
V1 |
T1 |
解答:解:AB、选择气缸内为研究对象,竖直向下受重力和大气压力PS,向上受到缸内气体向上的压力P1S,物体受三力平衡:G+PS=P1S,
若外界大气压P增大,P1一定增大,
根据理想气体的等温变化PV=C(常数),当压强增大时,体积一定减小,所以气缸的上底面距地面的高度将减小,
由于气体的温度不变,所以气体的分子平均动能不变,所以A错误,B正确.
CD、选择气缸和活塞为整体,那么整体所受的大气压力相互抵消,整体的受力不变,所以弹簧的长度不会变化,
但是气体的压强增大,体积减小,所以气缸内单位体积的气体分子数增加,外界对气体做功,所以C正确,D错误.
故选:BC.
若外界大气压P增大,P1一定增大,
根据理想气体的等温变化PV=C(常数),当压强增大时,体积一定减小,所以气缸的上底面距地面的高度将减小,
由于气体的温度不变,所以气体的分子平均动能不变,所以A错误,B正确.
CD、选择气缸和活塞为整体,那么整体所受的大气压力相互抵消,整体的受力不变,所以弹簧的长度不会变化,
但是气体的压强增大,体积减小,所以气缸内单位体积的气体分子数增加,外界对气体做功,所以C正确,D错误.
故选:BC.
点评:在理想气体状态方程的应用中,关键判断P、V、T三个物理量中哪个是不变量.
练习册系列答案
相关题目