Question

兩端開口、內(nèi)表面光滑的U形管處于豎直平面內(nèi)，如圖所示，質(zhì)量均為m=10 kg的活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度A處，將管內(nèi)空氣封閉，此時管內(nèi)外空氣的壓強均為p₀=1.0×10⁵ Pa左管和水平管橫截面積S₁=10 cm²,右管橫截面積S₂ =20 cm² ，水平管長為3h。現(xiàn)撤去外力讓活塞在管中下降，求兩活塞穩(wěn)定后所處的高度。（活塞厚度均大于水平管直徑，管內(nèi)氣體初末狀態(tài)溫度相同，g取10 m/s²)

 

 

Answer 1

【答案】

左側(cè)降至水平管口；右側(cè)降至高為0.5h處

【解析】

試題分析：撤去外力后左側(cè)向下的壓強：

右側(cè)向下的壓強：

故活塞均下降，且左側(cè)降至水平管口。

設(shè)右側(cè)降至高為x處，此時封閉氣體壓強變?yōu)椋簆′＝1.5p₀

對封閉氣體：p₀(4hS₁＋hS₂)＝1.5p₀(3hS₁＋xS₂)，

解得：x＝0.5h。

考點：本題考查等溫變化、玻意耳定律。