Question

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下移动（ ）

A．给气缸内气体缓慢加热
B．取走几个钢球
C．大气压变小
D．让整个装置自由下落

Answer 1

【答案】分析：要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．
根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量．
对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题．
解答：解：开始时，对两活塞受力分析：
受到重力、钢球的压力、大气对上活塞的压力F_大上，大气对下活塞的压力F_大下、缸内气体对上和下活塞的压力F_内上
、F_内下．
根据平衡特点得到：mg+F_钢+F_大上+F_内下=F_大下+F_内上
F_大上=P_大S_上，F_大下=P_大S_下，F_内上=P_内S_上，F_内下=P_内S_下
A、给气缸内气体缓慢加热，根据气体状态方程得到缸内气体压强增大，由于S_上＜S_下
所以F_内下-F_内上的差值在增大，所以两活塞相对气缸向下移动．故A正确．
B、取走几个钢球，F_钢在减小，所以两活塞相对气缸向上移动．故B错误．
C、大气压变小，F_大上-F_大下差值在增大，所以两活塞相对气缸向下移动．故C正确．
D、让整个装置自由下落，处于完全失重状态，两活塞相对气缸静止．故D错误．
故选AC．
点评：能够对活塞进行受力分析，运用平衡知识解决问题．
从选项中找出变化的物理量，再引起哪些量发生改变．