题目内容
【题目】如图所示，右端开口、左端封闭的U形玻璃管竖直放置，下部有一个开关K，右端上部有一光滑的轻活塞，玻璃管内封闭有两段空气柱（均可看做理想气体），各部分长度如图所示。打开开关K，等到稳定后，左右两端的水银面恰好平齐。现在用力向下缓慢推活塞，再次使得U形玻璃管左端气柱恢复到打开开关前的状态。已知玻璃管的横截面积处处相同，向下推动活塞的过程中，没有发生气体泄漏且环境温度不变，大气压强取
。求：
（i）开关打开前左端封困气体的压强；
（ii）活塞向下推动的距离。
【答案】（i）
（ii）
【解析】
(i)打开开关前左侧气柱长为
，打开开关稳定后左侧气柱的长度为
气体的压强等于大气压强
，设玻璃管的横截面积为
，由玻意耳定律
解得
(ii)以右边的气体为研究对象，移动活塞前气柱长为
，压强为大气压强。当玻璃管左端气柱恢复到打开开关前的状态时右边气体的压强为
设此时气柱长为
，则
解得
活塞向下推动的距离为
。
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