Question

16．如图所示，一个粗细均匀的圆筒，B端用塞子塞紧，需要12N的压力才能被顶出，A处有一小孔，距B端30cm，圆筒截面积S=0.8cm²，外界大气压p₀=10⁵Pa，当推压活塞距B端多远时塞子将被推出，设温度保持不变（　　）

• A． 距B端12cm
• B． 距B端18cm
• C． 距B端20cm
• D． 距B端10cm

Answer 1

分析 封闭气体是等温变化，根据玻意耳定律列式求解即可

解答 解：设活塞距B端塞子${L}_{2}^{\;}$时，塞子刚好末被推出，此时气体压强为${p}_{2}^{\;}$，体积为${V}_{2}^{\;}=S{L}_{2}^{\;}$
活塞在C孔处时，气体压强${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}=1.0×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$       体积${V}_{1}^{\;}={L}_{1}^{\;}S=30S$
气体等温变化，根据玻意耳定律有${p}_{1}^{\;}{L}_{1}^{\;}S={p}_{2}^{\;}{L}_{2}^{\;}S$，即${p}_{1}^{\;}{L}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{L}_{2}^{\;}$
 刚好被顶开时${p}_{2}^{\;}S=F$得${p}_{2}^{\;}=1.5×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
代入玻意耳定律：$1{0}_{\;}^{5}×30S=1.5×1{0}_{\;}^{5}×{L}_{2}^{\;}S$ 
解得：${L}_{2}^{\;}=20cm$，即距B端20cm
故选：C

点评 本题考查了玻意耳定律的直接运用，关键对活塞受力分析，求解出临界气压，基础题