Question

（2014•闸北区二模）一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S=2×10-3m2，竖直插入水面足够宽广的水中．管

Answer 1

解题思路：对活塞进行受力分析，运用平衡知识求解；由受力平衡确定管内气体压强，由玻意耳定律求解管内气柱的长度．

（1）当活塞静止时，p₁=p₀+[mg/s]=1.03×10⁵Pa；

（2）当F=8N时有：

p₂s+F=mg+p₀s

得：p₂=p₀+[mg−F/s]=0.99×10⁵Pa

△h=

p0−p2

ρg=10cm；

（3）由玻意耳定律：P₁L₀S=P₂L₂S

得：L₂=68.67cm．

答：（1）开始时封闭气体的压强为1.03×10⁵Pa；

（2）现保持管内封闭气体温度不变，用竖直向上的力F缓慢地拉动活塞． 当活塞上升到某一位置时停止移动，此时F=8N，则这时管内外水面高度差为10cm；

（3）在第（2）小问情况下管内的气柱长度68.67cm．

点评：

本题考点： 理想气体的状态方程．

考点点评： 能用静力学观点确解决问题．要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．