Question

一開口向下導(dǎo)熱均勻直玻璃管，通過細繩懸掛在天花板上，玻璃管下端浸沒在固定水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為h，下列情況中能使細繩拉力增大的是（ ）

A．大氣壓強增加
B．環(huán)境溫度升高
C．向水銀槽內(nèi)注入水銀
D．略微增加細繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移

Answer 1

【答案】分析：封閉氣體的壓強P=P-ρgh，對玻璃進行受力分析，得到繩拉力大小的決定因素，并根據(jù)選項分析答案即可．
解答：解：由題意，令封閉氣體的壓強為P，玻璃管質(zhì)量為m，則有對玻璃管受力分析：

根據(jù)受力分析圖可知，繩的拉力T=（P-P）S+mg=ρghS+mg，即繩的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水銀的重力．
所以：A、大氣壓強增加時，封閉氣體壓強不變，故液柱h增加，所以拉力T增加，A正確；
B、環(huán)境溫度升高，封閉氣體壓強增大，根據(jù)P=P-ρgh可知，h減小，故拉力T減小，B錯誤；
C、向水銀槽內(nèi)注入水銀，根據(jù)P=P-ρgh和氣體狀態(tài)方程可知，封閉氣體壓強增大，體積減小，水銀面高度差h減小，故拉力減小，C錯誤，
D、略微增加細繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移，封閉氣體體積減小，壓強增大，再根據(jù)P=P-ρgh可知，水銀面高度差h減小，故繩拉力減小，D錯誤．
故選A．
點評：根據(jù)對管的受力分析，求出繩的拉力大小跟什么因素有關(guān)，再根據(jù)封閉氣體壓強與大氣壓強的關(guān)系，正確應(yīng)用氣體狀態(tài)方程是解決本題的關(guān)鍵．