Question

兩端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管豎直放置，其內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，被一段水銀柱分為上、下兩部分，如圖所示，為使空氣柱L₁的長(zhǎng)度增大，則應(yīng)使（ ）

A．玻璃管豎直上拋
B．環(huán)境溫度降低
C．玻璃管水平放置
D．玻璃管減速下降

Answer 1

【答案】分析：由圖示確定兩部分氣體壓強(qiáng)間的關(guān)系，然后應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程分析答題．
解答：解：設(shè)水銀柱的高度為h，由圖示可知，兩部分氣體壓強(qiáng)間的關(guān)系為p₂=p₁+h，p₂＞p₁；
A、如果玻璃管豎直上拋，則玻璃管中的水銀處于完全失重狀態(tài)，下部氣體壓強(qiáng)變小，氣體溫度不變，由理想氣體狀態(tài)方程可知，下部氣體體積變大，水銀柱向上移動(dòng)，空氣柱L₁的長(zhǎng)度減小，故A錯(cuò)誤；
B、如果環(huán)境溫度降低，設(shè)降低的溫度為△T，假設(shè)水銀柱不動(dòng)，則氣體體積不變，對(duì)封閉且，由查理定律得：=，P′=P，氣體壓強(qiáng)的變化量△P=P-P′=P，由于P₂＞P₁，則△P₂＞△P₁，即下半部分氣體壓強(qiáng)減小量大，水銀柱受到的合力向下，水銀柱向下移動(dòng)，空氣柱L₁的長(zhǎng)度增大，故B正確；
C、如果玻璃管水平放置，下部氣體壓強(qiáng)變小，體積變大，水銀柱向上移動(dòng)，空氣柱L₁的長(zhǎng)度減小，故C錯(cuò)誤；
D、如果玻璃管勻減速下降，玻璃管處于超重狀態(tài)，管中的水銀處于超重狀態(tài)，下部氣體壓強(qiáng)變大，氣體溫度不變，由理想氣體狀態(tài)方程可知，下部氣體體積變小，水銀柱向下移動(dòng)，空氣柱L₁的長(zhǎng)度增大，故D正確；
故選BD．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了氣體體積變化情況，根據(jù)題意、應(yīng)用氣態(tài)方程進(jìn)行分析，可以正確解題．