Question

求解：全国奥林匹克物理竞赛试题一道，要有详细解答！谢谢！

如图所示, 在一个一端开口的U形管内装有水, 管的左端封闭着一些空气, 水中有一只小试管浮在水面, 小试管中也封闭着一些空气.向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况()A.小试管将上浮 B.小试管将向下沉一些 C.小试管将先向下沉一些,再上浮 D.无法判断

Answer 1

1、右边水位上升，则U形管左边空气腔内气压增大，小试管内的气压也将增大，内部气体体积减小，试管内水柱升高。
2、又因为试管的重量不变，要维持试管平衡，浮力不变，即内部液位与外部液位的高度差不变。
3、综合上面两个结论，试管顶部相对外部液面会下降。

Answer 2

c.根据题目左边的总压力等于右边的总压力，在右边添水的过程中右边压力增大，左边液面上升，对小试管产生浮力，起初，这个浮力小于封闭空气的压力，小试管位置不变，相对于水下沉。随着水的越添越多，浮力大于这个压力，小试管上浮。