（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
（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．管中有一个质量m=0.6kg的活塞，封闭一段长度L0=66cm的气体，如图．开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦．已知外界大气压强po=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2．求：（1）开始时封闭气体的压强；
（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多少；
（3）在第（2）小问情况下管内的气柱长度．
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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．
1年前
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