题目内容

（选修3-3选做题）
如图所示，一个圆筒形气缸平放在水平面上，A、B为两个可以无摩擦滑动的活塞，活塞B质量为m，活塞A的质量及厚度都可不计。活塞B用一根轻弹簧与气缸底相连，a、b为气缸侧壁上的两个小孔，与外界相通，两小孔及两活塞静止时的位置如图甲所示，先用一根细管（细管容积可不计）把a、b两孔连通，然后把气缸直立起来，并在活塞A上压一个质量也是m的砝码C，则活塞B下降了l/6，活塞A下降了l/3，恰好挡住a孔，如图乙所示。现在活塞A上再压一个与C相同的砝码D，求A、B两活塞最后静止时的位置。（设温度始终保持不变）
解：只放C时，气缸两部分压强相等设为p1，当活塞平衡时
对活塞B：mg=kl/6
对活塞A：mg=p1S-P0S
对气缸内两部分气体，根据气态方程，有P02lS=p15lS/3
故P0S=5mg，P1=6mg/S
再放上D后，活塞B下面的气体与大气相通，压强为P0，活塞A下面气体压强为P2
对A、B、C、D整体，有kx=3mg，k=6mg/l
故x= l/2
对活塞A：p2S=P0S+2mg=7mg
对活塞A下面的气体：P15lS/6=P2l'S
l'=5l/7
所以最后活塞B距缸底l/2，活塞A距缸底17l/14
练习册系列答案
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【选修3-3选做题】
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（1）如果温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？
（2）保持拉力最大值不变，气缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从气缸中拉出？

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