高中物理

Question

14．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同。则下述结论中正确的是（ ） A. 若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小 C．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小 D．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大
详细解释

Answer 1

这个题选B,D
这个问题首先明白一点，弹簧支撑的是气缸加上气缸内气体的重量，儿外界气压的变化还是内部气压的变化都不会引起气缸和气缸内气体的重量的变化，所以弹簧的长短是不会变的，所以选项A是错误的，在外界大气压增大的条件下，大气压对气缸上表面和活塞的下表面的压力都增大，因为二者之间可以自由移动，必然会压缩汽缸内的其体以达到新的压力平衡，但是弹簧的长短不会变，所以气缸会往下走一点，所以选项B正确，外界大气压增大，可以看多你用两只手，一只手压气缸一只手压活塞，两只手用力一样大，里面的气体肯定会被压缩，体积要变小，而弹簧的长度不会变，所以气缸的高度要往下降。
气温升高，根据PV/T=常数，外界温度的升高会引起内部气体温度的升高，而要保持P不变（大气压加上气缸的重量没有变）所以体积要增大，但是弹簧的长短不会变，所以气缸要升高，所以选D,不选C。
我们再来看一下这个题，这个题实际上就是一个相反的变化，刚开始是外部压强增大，后来是内部压强增大，你要是能明白一个，另一个反过来就是了，这个题容易迷惑人的一点就是下面是一个弹簧支撑的，而不是一根棍子，但是经过分析我们知道它跟一根棍子在支撑着是一样的，因为弹簧承受的是气缸的重量加上气缸内气体的重量，而这二者的和是不会变的，所以弹簧的长短是不会发生变化的，明白了这一点下面的就好做了。

Answer 2

选D
以整体为研究对象，重力等于弹簧的弹力，所以外界大气压增大，上下表面同时增大，应该上底面离地面的高度是不变的，A错，B错
气温升高，根据PV/T=常数，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，所以内部气体温度也要升高，体积要变大，而整体质量是不变的，所以弹簧压缩量也是不变的，所以上底面升高了，C错，D对

给的图有问题

Answer 3

BD
A 用整体法 活塞的重力与弹簧对它的支持力是一对平衡力，大气压力对它上下都有力的作用所以大气压力对活塞的合外力为0 重力不变所以弹力不变，所以弹簧不发生形变

B 用隔离法 因为问的是上底面，所以隔离上底面进行受力分析，受重力 大气压力和气缸内的气体压力，因为大气压力增大，所以气缸内气体压力必定增大，所以气缸的体积一定减小，而A选项知道弹簧不发生形变即下底面相对底面位移为0，所以上底面一定向下运动

C 气缸温度升高，气体内能增大，而又导热性良好，所以气缸的体积要增大，结合A选项知道上底面距地面的高度将增大

D 同理

Answer 4

选BD A：气压增大，气缸内部会收缩些，但不影响气缸的总质量，所以弹簧的压缩量不会改变。 B：既然压缩量不变，体积缩小，那么活塞不变，上底面下降。 C\D：温度升高，根据PV=nRT可知，n、R、P不变，温度升高，体积增大。又因为气缸总质量不变，所以弹簧压缩量不变，所以下底面不变上底面升高。C错D对

Answer 5

B.D.