图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄…——2024 高考物理第 16 题答案解析

2024_省自主命题(山东)

2024 山东 第 16 题 解答题 区分题
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16. 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示。长柄顶部封闭,横截面积 $S _ { 1 } { = } 1 . 0 { \mathsf { c m } } ^ { 2 }$ ,长度H=100.0cm,侧壁有一小孔 A。储液罐的横截面积 $S _ { 2 } { = } 9 0 . 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ 高度 h=20.0cm,罐底有一小孔 B。汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔 B 进入,空气由孔 A 排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为 $x ;$ ;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体。已知液体密度 $\rho { = } 1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$ ,重力加速度大小 $g { = } 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ,大气压 $p _ { 0 } { = } 1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ 。整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度。

(1)求 $x ;$

(2)松开孔A,从外界进入压强为 $p _ { 0 }$ 、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求 $V _ { \circ }$ 。


图甲


图乙

参考答案

(1) $x = 2 \mathrm { c m }$; (2) $V = 8 . 9 2 \times 1 0 ^ { - 4 } \mathrm { m } ^ { 3 }$

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