Question

物理题，急

如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a，空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c，水面下方木块的高度为d。现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力F，使活塞下降一小段距离（未碰及玻璃管和木块），下列说法中正确的是 （ ）
（A）d和b都减小 （B）只有b减小
（C）只有a减小 （D）a和c都减小
答案是C，为什么？

Answer 1

活塞下降一小段距离，容器内气压增大，但是计算浮力的时候，Mg=p水gv排，是没有涉及大气压强的，所以不会对木块有影响，c和d都不会变。
试管受到两个力，一是容器气压作用，二是试管内气压作用，二者气压差应当相等还是等于重力。所以容器气压增大，试管内气压也增大，所以a+b会减小。 再看试管内，刚开始水面处水的压强等于pgh，也就是pgb，与试管重力有关。后来压下去了，试管重力不变，试管内外压强差也不变，所以pgb也不变，就是b不变

Answer 2

加了F后，效果是内部空间的“大气”压强增大

c、d不变应该不用解释了
a和b只要分析其平衡态下的物理意义就能得到答案
a+b：试管内空气柱长度，取决于内外压强差，同时还受b深度的水压影响
b：试管内部额外排开水的体积的长度，决定试管浮力
显然b是不变的，而压强增大时a+b会减小

所以答案是只有a减小。

Answer 3

因为活塞下行，汽缸内空气部分压强增大，
所以玻璃管要向下，这个很好理解，
为什么木块不向下呢？
因为木块受到上面空气的压强增加的同时，液体受到上面空气的压强也在等量地增加，
所以木块不会下沉。

Answer 4

C