Question

【题目】如图所示，一开口向上的气缸固定在水平地面上，质量均为m、横截面积均为S的活塞A、B将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分在活塞A的上方放置一质量也为m的物块，整个装置处于静止状态，此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为.已知大气压强，气体可视为理想气体且温度始终保持不变，不计一切摩擦，气缸足够高。当把活塞A上面的物块取走时，活塞A将向上移动，求系统重新达到静止状态时，A活塞上升的高度。

Answer 1

【答案】

【解析】对A活塞进行受力分析，得出气体I的初、末状态的压强，根据玻意耳定律求解气体I末态的空气长度；再对气体II进行分析，得出初、末状态的压强，根据玻意耳定律求解气体II末态的空气长度，最后根据得出A活塞上升的高度。

对气体Ⅰ，其初态压强

未态压强为，末态时Ⅰ气体的长度为

根据玻意耳定律得：

解得

对气体II，其初态压强为，末态压强为

末状态时气体Ⅱ的长度为

根据玻意耳定律得：

解得：

故活塞A 上升的高度为