Question

17．如圖，一兩端封閉的玻璃管在豎直平面內(nèi)傾斜放置，與水平面間的夾角為θ，一段水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量氣體分割成兩部分．在下列各種情況中，能使管中水銀柱相對玻璃管向a端移動(dòng)的情況是（　�。�

• A． 降低環(huán)境溫度
• B． 在豎直平面內(nèi)以b點(diǎn)為軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃管
• C． 保持θ角不變，使玻璃管減速上升
• D． 使玻璃管垂直紙面向外做加速運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 先對液柱進(jìn)行分析，得出封閉氣體的壓強(qiáng)；再以管中封閉氣體為研究對象，由理想氣體的狀態(tài)方程可求得其他量的變化．

解答 解：A、假定兩段空氣柱的體積不變，即V₁，V₂不變，初始溫度為T，當(dāng)溫度降低△T時(shí)，空氣柱1的壓強(qiáng)由p₁減至p'₁，△p₁=p₁-p′₁，空氣柱2的壓強(qiáng)由p₂減至p′₂，△p₂=p₂-p′₂．
由查理定律得：$△{P}_{1}=\frac{{P}_{1}}{T}△T$，$△{P}_{2}=\frac{{P}_{2}}{T}△T$，因?yàn)閜₂=p₁+h＞p₁，所以△p₁＜△p₂，即水銀柱應(yīng)向b移動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、在豎直平面內(nèi)以b點(diǎn)為軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃管，使θ角變大，如果將玻璃管豎直的時(shí)候，很明顯增大了對下部氣體的壓力，向b端移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、玻璃管豎直向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度向下，把加速度沿管方向分解和垂直方向分解，有沿管向下的加速度，說明上部分氣體壓強(qiáng)增大，體積應(yīng)減小，故水銀柱向a端移動(dòng)，所以C正確
D、使玻璃管垂直紙面向外做加速運(yùn)動(dòng)不會(huì)影響豎直方向上的受力，故壓強(qiáng)不變，活塞的位置不變；故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評 這類題目只能按等容過程求解．因?yàn)樗�銀柱的移動(dòng)是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改變又是兩段空氣柱壓強(qiáng)增量的不同造成的，所以必須從壓強(qiáng)變化入手．