Question

如圖所示，一根豎直的彈簧支撐著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空且靜止．設(shè)活塞與缸壁間無(wú)摩擦且不漏氣，缸壁導(dǎo)熱性能良好，使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同，且外界氣溫不變．若外界大氣壓增大，則下列結(jié)論正確的是（　�。�

• A、氣缸的上底面距地面的高度將增大，缸內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能不變
• B、氣缸的上底面距地面的高度將減小，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變大
• C、活塞距地面的高度將不變，缸內(nèi)單位體積的氣體分子數(shù)增加，外界對(duì)氣體做功
• D、彈簧將縮短一些，缸內(nèi)氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞的次數(shù)增多

Answer 1

分析：理想氣體的等溫變化PV=C（常數(shù)），等壓變化

V1

T1

=C，然后結(jié)合選項(xiàng)合理選擇整體法和隔離法．

解答：解：AB、選擇氣缸內(nèi)為研究對(duì)象，豎直向下受重力和大氣壓力PS，向上受到缸內(nèi)氣體向上的壓力P₁S，物體受三力平衡：G+PS=P₁S，
若外界大氣壓P增大，P₁一定增大，
根據(jù)理想氣體的等溫變化PV=C（常數(shù)），當(dāng)壓強(qiáng)增大時(shí)，體積一定減小，所以氣缸的上底面距地面的高度將減小，
由于氣體的溫度不變，所以氣體的分子平均動(dòng)能不變，所以A錯(cuò)誤，B正確．
CD、選擇氣缸和活塞為整體，那么整體所受的大氣壓力相互抵消，整體的受力不變，所以彈簧的長(zhǎng)度不會(huì)變化，
但是氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小，所以氣缸內(nèi)單位體積的氣體分子數(shù)增加，外界對(duì)氣體做功，所以C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng)：在理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用中，關(guān)鍵判斷P、V、T三個(gè)物理量中哪個(gè)是不變量．