题目内容
【题目】如图所示，质量为2m的气缸（厚度不计）倒扣在地面上，质量为m的活塞在缸内封闭了一段气体，气缸下部有一小孔与外界相通。已知活塞的横截面积为S，下部中心用轻弹簧与地面相连，活塞静止时弹簧的压缩量为
h，活塞到缸顶的距离为h，大气压强为p0，缸内被封闭气体的温度为T0，弹簧的劲度系数为
，活塞与气缸内壁无摩擦且气密性良好。
(1)求缸内封闭气体的压强大小及气缸对地面的压力大小；
(2)若给缸内气体加热，使气缸对地面的压力刚好为零，求此时缸内气体的温度。
【答案】(1) 
；F=mg；(2)
【解析】
(1)设缸内气体的压强为p1，根据力的平衡有
解得
设气缸对地面的压力大小为F，根据力的平衡有
F+kx=（2m+m）g
解得
F=mg
(2)当气缸对地面的压力为零时，设缸内气体的压强为p2，根据力的平衡有
p2S=2mg+p0S
解得
设此时弹簧的压缩量为x1，根据力的平衡有
kx1=3mg
此时活塞离缸底的距离为
根据理想气体状态方程有
解得
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