Question

[物理选修3-3模块]（15分）
（1）（5分）一定质量的非理想气体体积膨胀对外做了4×10³J功的同时，又从外界吸收了2.4×10³J的热量，则在该过程中，气体内能的增量△U=______J，气体的分子势能和分子动能分别__________、________（填“增加”“减小”或“不变”）。
（2）（10分）如图所示，一圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p₀，平衡的汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提。设汽缸足够长，在整个上提过程中气体的温度保持不变，不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦，求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。

Answer 1

（1）-1.6×10³J  增加  减小
（2）

（1）-1.6×10³J  增加  减小
（2）封闭气体的初状态，压强为p₁=p₀+，体积为V （2分）
设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为x，则封闭气体末状态体积为V´=V+xS，压强为p₂，对气缸，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）