Question

【题目】如图所示的装置，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动．缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，起初，在小活塞上的杯子里放有大量钢球，请问哪些情况下能使两活塞相对气缸向上移动（　　）

A. 给气缸内缓慢加热

B. 增加几个钢球

C. 大气压变小

D. 让整个装置自由下落

Answer 1

【答案】D

【解析】

设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：（P0﹣P）（S﹣s）=G…①

A.给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误；

B.增加几个钢球后，整体的重力变大，由①式知容器内气体压强必须减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以活塞应向下移动，故B错误；

C.大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以活塞应向下移动，故C错误；

D. 让整个装置自由下落时，钢球完全失重，由①式知道缸内气体压强要增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以活塞应向上移动，故D正确。