综合题9.0分
物理

如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置,气缸上、下两部分的横截面积分别为2SS.在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p0、温度为T0时,两活塞静止于如图所示位置.

21.求此时气缸内气体的压强.

22.若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动/2的距离,又处于静止状态,求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小.设整个过程中气体温度不变.

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

p1p0+3mg/S

解析

以两活塞整体为研究对象,设此时气缸内气体压强为p1,根据平衡条件则有:p0S+3mgp1S 解得:p1p0+3mg/S

考查方向

理想气体的状态方程

解题思路

以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件列式求解气缸内气体的压强.

易错点

对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

Fp0S/3+mg

解析

初态:p1p0+3mg/SV1=2lS 末态:p2V2=3lS/2

根据玻意耳定律有:(p0+3mg/S)2lSp2(3lS/2)

解得:p2=4(p0+3mg/S)/3

以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件有:

p2SFp0S+3mg

解得Fp0S/3+mg

考查方向

理想气体的状态方程

解题思路

整个过程中,气体的温度不变,发生等温变化.列出初态气缸内气体的压强和体积及末态气体的体积,由玻意耳定律列式求得末态气体的压强,再以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求解拉力F的大小

易错点

对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强