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如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01m2,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A.使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102N.求:(假定气体温度保持不变.)
(1)此时两活塞间的距离
(2)活塞A向下移的距离.
(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功.
分析:(1)选封闭气体为研究对象,压缩过程为等温变化,初压强为p0,末压强为p0+
F
S

(2)施加外力后,弹簧会缩短,活塞A下降的距离等于活塞间减少的距离与弹簧缩短的距离之和
(3)将活塞A、B连同封闭的气体看做一个整体,大气压对两个活塞做的总功可由功的计算公式求得
解答:解:(1)已知达到平衡时F=5×102N,
则:P=P0+
F
S
=1.5×105Pa    
   P0 l0s=pls     
  l=0.4m
(2)当气体的压强为p0时,弹簧受B的作用而有一定的压缩量,当气体的压强变为p0+
F
时,弹簧增加的压缩量就是B向下移动的距离x,由胡克定律:
F=kx           
   X=0.1m
设A向下移动的距离为y,
l=l0+x-y       
得:y=0.3m
(3)由于直圆筒上下都与大气相通,大气压对两个活塞做功总和为:
W=PS(l-l0 )=200J
答(1)压缩后两活塞间的距离为0.4m
(2)活塞A向下移的距离0.3m
(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功300J
点评:明确气体作何种变化,找准气体的初末状态量;含有弹簧的题目要注意弹簧的形变,另外此题中还要注意到圆筒是上下都透气的这个条件,要准确理解题意,可思考如果仅有上口与大气相通,第(3)问结果会如何?
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如图所示,一密闭气缸固定在地面上,内装有某种实际气体,气缸壁导热性能良好,活塞与气缸间摩擦不计。现已知气体分子间的作用力表示为斥力,则(   )

A.如果保持外界温度不变,在活塞上加放物体,气体的内能将增加

B.如果保持外界温度不变,把活塞缓慢向上提,气体内能可能先减小后增加

C.保持活塞位置不变,使外界温度下降,气体的内能一定减小

D.如果外界温度上升,使得活塞缓慢上移,则气体的内能一定增加

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