Question

【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管左端封閉右端開口，一段空氣柱將水銀分為A、B兩部分，水銀柱A的長度h1＝25 cm，位于封閉端的頂部，B部分位于U型管的底部．右管內(nèi)有一輕活塞，活塞與管壁之間的摩擦不計．活塞自由靜止時底面與左側(cè)空氣柱的下端齊平，此時空氣柱的長度L0＝12.5 cm，B部分水銀兩液面的高度差h2＝45 cm，外界大氣壓強p0＝75 cmHg.保持溫度不變，將活塞緩慢上提，當(dāng)A部分的水銀柱恰好對U形管的頂部沒有壓力時，活塞移動了多少距離？

Answer 1

【答案】9.4 cm

【解析】活塞自由靜止時，右管內(nèi)氣體的壓強，左管內(nèi)氣體的壓強分別為：

， ①

活塞上提后再平衡時，左管內(nèi)氣體的壓強： ②

設(shè)B部分水銀柱兩端液面的高度差為h3，則右管中被封氣體的壓強為：

③

設(shè)左管中的氣體長度為L，右管中被封氣體的長度為l，管的橫截面積為S，根據(jù)玻意耳定律：

對右管中的被封氣體： ④

對左管中的氣體： ⑤

根據(jù)幾何關(guān)系知： ⑥

設(shè)活塞上移的距離x，則： ⑦

代入數(shù)據(jù)解得： ⑧