Question

【題目】如圖，長度為4l、橫截面積為S的汽缸A、B導熱良好、內壁光滑，A豎直固定、B水平固定，之間由一段容積可忽略的細管相連，整個裝置置于溫度為20℃、大氣壓為p0的環境中，活塞C、D的質量均為m=。原長為2l的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在汽缸A底部。穩定后活塞C距汽缸A底部，活塞D距汽缸B的底部3l。求

（1）彈簧的勁度系數k；

（2）若在活塞D上施加一水平向左的力緩慢推動活塞D，使汽缸A中彈簧恢復原長，此時活塞D距汽缸B底部的距離。

Answer 1

【答案】（1） (2)

【解析】本題考查氣體的等溫變化，涉及對活塞的受力分析。

(1) 對活塞D，可知穩定時，內外氣體壓強相等。

對活塞C，，解得

(2) 汽缸A中彈簧恢復原長，對活塞C，，解得：

對汽缸A、B中的氣體，解得：

此時活塞D距汽缸B底部的距離。