强为零”,此选项错误.【例10】如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,能使h变大的原因是( )A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U型玻璃管自由下落【解析】以左端被封闭气体为研究对象,假设被封闭气体压强不变,温度升高,必然导致被封闭体积的增加,则两侧水银柱长度h增加,A选项正确;大气压升高,暗含温度不变,即导致体积减小,h减小,B选项错误;沿管壁向右管内加水银,使被封闭气体的压强增加,而被封闭气体的压强p=p0+ρgh,故两侧水银柱长度h增加,C选项正确;U型玻璃管自由下落,水银处于完全失重状态,故被封闭气体的压强等于外界大气压p=p0,压强减小了,被封闭气体的体积增大,两侧水银柱长度h增加,D选项正确.【答案】 ACD七、活塞与弹簧结合问题【例11】如图所示,竖直放置在水平面上的汽缸,其中缸体质量M=10kg,活塞质量m=5kg,横截面积S=2×10-3m2,活塞上部的汽缸里封闭一部分理想气体,下部有气孔a与外界相通,大气压强p0=1.0×105Pa,活塞的下端与劲度系数为k=2×103N/m的弹簧相连.当汽缸内气体温度为127℃时,弹簧的弹力恰好为零,此时缸内气柱长为L=20cm.求:当缸内气体温度升高到多少度时,汽缸对地面的压力为零?(g取10m/s2,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)【解析】缸内气体初态:V1=LS=20Sp1=p0-=0.75×105PaT1=(273+127)K=400K末态:p2=p0+=1.0×105Pa+Pa=1.5×105Pa系统受力平衡:kx=(m+M)g则x==m=0.075m=7.5cm缸内气体体积V2=(L+x)S=27.5S对缸内气体建立状态方程=即=解上式,可得T2=1100K,即t=T2-273℃=827℃【答案】 827℃
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