Question

如圖所示，密閉著常溫、常壓下氣體的導(dǎo)熱氣缸開口向上，缸內(nèi)活塞用一根彈簧豎直懸掛，氣缸下系有鉤碼P，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．若大氣壓恒定，系統(tǒng)狀態(tài)變化足夠緩慢，摩擦不計(jì)．則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．當(dāng)外界溫度升高時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度也升高，彈簧長(zhǎng)度會(huì)減小
B．當(dāng)外界溫度升高時(shí)，單位時(shí)間單位面積的器壁上受到的氣體分子撞擊次數(shù)將增加
C．保持外界溫度不變，增加鉤碼個(gè)數(shù)，氣體體積將增大，但彈簧長(zhǎng)度保持不變
D．保持外界溫度不變，增加鉤碼個(gè)數(shù)，氣體將從外界吸熱，但氣體內(nèi)能保持不變

Answer 1

【答案】分析：若是不增減砝碼，大氣壓強(qiáng)不變，則被封閉氣體壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化，然后根據(jù)等壓變化特點(diǎn)求氣體狀態(tài)參量的變化；若是改變砝碼個(gè)數(shù)或者大氣壓改變，求出被封閉氣體壓強(qiáng)的變化，然后根據(jù)氣態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律進(jìn)一步判斷氣體參量變化．
解答：解：A、系統(tǒng)狀態(tài)變化足夠緩慢，說(shuō)明系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)的平衡條件可知，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度也升高，但彈簧的彈力恒定，彈簧長(zhǎng)度不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)外界溫度升高時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度也升高，又因?yàn)榇髿鈮汉愣�，選取氣缸為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件可知，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)大小（其中m為氣缸和砝碼的總質(zhì)量，S為氣缸的底面積），恒定不變，即缸內(nèi)氣體做等壓變化，因?yàn)闅怏w的溫度升高，而壓強(qiáng)不變，所以單位時(shí)間單位面積的器壁上受到的氣體分子撞擊次數(shù)將減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C、若保持外界溫度不變，增加鉤碼個(gè)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的平衡條件可知，彈簧的彈力增大，彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D、保持外界溫度不變時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度也不變，氣體內(nèi)能肯定不變，若增加鉤碼個(gè)數(shù)，則缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)大小會(huì)因氣缸和砝碼的總質(zhì)量m的增大而增大，由玻意耳定律得：pV=c（常數(shù)）可知，氣體的體積膨脹，即氣體對(duì)外界做功，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體將從外界吸熱，所以選項(xiàng)D正確．
故選：D
點(diǎn)評(píng)：本題考查了理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用，這是高考是重點(diǎn)，要加強(qiáng)這方面的練習(xí)．