Question

【题目】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，则弹簧将压缩一些
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

【答案】D
【解析】解：A、选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压增大，则弹簧长度不发生变化，故A错误．

B、选择气缸内气体为研究对象，竖直向下受重力和大气压力PS，向上受到缸内气体向上的压力P1S，物体受三力平衡：G+PS=P1S，

若外界大气压P增大，P1一定增大，根据理想气体的等温变化PV=C（常数），当压强增大时，体积一定减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误．

C、对活塞竖直方向受力分析，

初状态：F上1=F弹1+F大气1，F下1=F缸气1（F大气1+F缸）+G塞，F上1=F下1，即 F弹1=F缸+G塞

末状态：F上2=F弹2+F大气2，F下2=F缸气2（F大气2+F缸）+G塞，F上2=F下2即 F弹2=F缸+G塞

所以 F弹1=F弹2故活塞距离地面高度不变，故C错误．

D、气温升高，则大气压下降．先把缸作为研究对象，对缸竖直方向受力分析：

初状态：F上1=F缸气1 F下1=F大气1+G缸 F上1=F上2

末状态：F上2=F缸气2（缸内的气体温度升高则压强变大，即F缸气2变大）

F下2=F大气2+G缸（F大气2小于F大气1）

所以F上2大于F下2，又因活塞与缸内壁无摩擦，故气缸向上运动，即气缸的上底面距地面的高度将变大，故D正确．

故选：D．