Question

【题目】如图所示，横截面积S＝100cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，活塞的气密性良好，当容器内气体的温度T1＝300K时，容器内外的压强均为p0＝1.0×105Pa，活塞和底面相距L1＝10cm，弹簧劲度系数k＝1000N/m；在活塞上放物体甲，活塞最终下降d＝2cm后保持静止，容器内气体的温度仍为T1＝300K．活塞质量及活塞与容器壁间的摩擦均不计，取g＝10m/s2。

①求物体甲的质量m1；

②在活塞上再放上物体乙，若把容器内气体加热到T2＝330K，系统平衡后，活塞保持放上物体甲平衡后的位置不变，求物体乙的质量m2。

Answer 1

【答案】27kg；12.5kg

【解析】

①活塞上放上物体甲后，系统稳定后气体的压强为：

容器内的气体做等温变化，则有：

p0L1S＝p（L1﹣d）S

解得：m1＝27kg；

②设活塞上再放上物体乙时，系统稳定后气体的压强为p′，容器内的气体做等容变化，

则有：

由平衡条件，则有：m2g＝（p′﹣p）S

解得：m2＝12.5kg