Question

9．如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止．設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導(dǎo)熱性良好，使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，則下列結(jié)論中正確的是（　　）

• A． 若外界大氣壓增大，則彈簧的壓縮量將增大
• B． 若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大
• C． 若氣溫升高，則活塞距地面的高度將減小
• D． 若氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大

Answer 1

分析 以氣缸與活塞組成的系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用平衡條件判斷彈簧的壓縮量如何變化；
根據(jù)大氣壓與大氣溫度的變化情況判斷封閉氣體壓強(qiáng)與溫度如何變化，然后應(yīng)用氣體狀態(tài)方程分析答題．

解答 解：A、以氣缸與活塞組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)受重力與彈簧彈力作用，外界大氣壓增大，大氣溫度不變時，系統(tǒng)所受重力不變，由平衡條件可知，彈簧彈力不變，彈簧的壓縮量不變，故A錯誤；
B、設(shè)氣缸質(zhì)量為m，橫截面積為S，封閉氣體壓強(qiáng)：p=p₀+$\frac{mg}{S}$，若外界大氣壓p₀增大，則封閉氣體壓強(qiáng)p增大，大氣溫度不變，封閉氣體溫度不變，由玻意耳定律pV=C可知，氣體體積V減小，氣缸將下降，氣缸的上底面距地面的高度將減小，故B錯誤；
C、以氣缸與活塞組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)受重力與彈簧彈力作用，氣溫升高時，系統(tǒng)所受重力不變，由平衡條件可知，彈簧彈力不變，彈簧的壓縮量不變，活塞距地面的高度不變，故C錯誤；
D、若大氣溫度升高，氣體溫度T降升高，外界大氣壓不變，氣體壓強(qiáng)p不變，由蓋呂薩克定律：$\frac{V}{T}$=C可知，氣體體積增大，氣缸將向上移動，則氣缸的上底面距地面的高度將增大，D正確；
故選：D．

點評 本題考查了氣態(tài)方程的應(yīng)用，在理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用中，關(guān)鍵判斷P、V、T三個物理量中哪個是不變量．