Question

9．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，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是（　　）

• A． 若外界大气压增大，则弹簧的压缩量将增大
• B． 若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
• C． 若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
• D． 若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大

Answer 1

分析 以气缸与活塞组成的系统为研究对象，应用平衡条件判断弹簧的压缩量如何变化；
根据大气压与大气温度的变化情况判断封闭气体压强与温度如何变化，然后应用气体状态方程分析答题．

解答 解：A、以气缸与活塞组成的系统为研究对象，系统受重力与弹簧弹力作用，外界大气压增大，大气温度不变时，系统所受重力不变，由平衡条件可知，弹簧弹力不变，弹簧的压缩量不变，故A错误；
B、设气缸质量为m，横截面积为S，封闭气体压强：p=p₀+$\frac{mg}{S}$，若外界大气压p₀增大，则封闭气体压强p增大，大气温度不变，封闭气体温度不变，由玻意耳定律pV=C可知，气体体积V减小，气缸将下降，气缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误；
C、以气缸与活塞组成的系统为研究对象，系统受重力与弹簧弹力作用，气温升高时，系统所受重力不变，由平衡条件可知，弹簧弹力不变，弹簧的压缩量不变，活塞距地面的高度不变，故C错误；
D、若大气温度升高，气体温度T降升高，外界大气压不变，气体压强p不变，由盖吕萨克定律：$\frac{V}{T}$=C可知，气体体积增大，气缸将向上移动，则气缸的上底面距地面的高度将增大，D正确；
故选：D．

点评 本题考查了气态方程的应用，在理想气体状态方程的应用中，关键判断P、V、T三个物理量中哪个是不变量．