Question

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

A．玻璃管豎直上拋

B．環境溫度降低

C．玻璃管水平放置

D．玻璃管減速下降

Answer 1

分析：由圖示確定兩部分氣體壓強間的關系，然后應用理想氣體狀態方程分析答題．

解答：解：設水銀柱的高度為h，由圖示可知，兩部分氣體壓強間的關系為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，下部氣體壓強變小，氣體溫度不變，由理想氣體狀態方程可知，下部氣體體積變大，水銀柱向上移動，空氣柱L₁的長度減小，故A錯誤；
B、如果環境溫度降低，設降低的溫度為△T，假設水銀柱不動，則氣體體積不變，對封閉且，由查理定律得：

P

T

=

P′

T-△T

，P′=

T-△T

T

P，氣體壓強的變化量△P=P-P′=

△T

T

P，由于P₂＞P₁，則△P₂＞△P₁，即下半部分氣體壓強減小量大，水銀柱受到的合力向下，水銀柱向下移動，空氣柱L₁的長度增大，故B正確；
C、如果玻璃管水平放置，下部氣體壓強變小，體積變大，水銀柱向上移動，空氣柱L₁的長度減小，故C錯誤；
D、如果玻璃管勻減速下降，玻璃管處于超重狀態，管中的水銀處于超重狀態，下部氣體壓強變大，氣體溫度不變，由理想氣體狀態方程可知，下部氣體體積變小，水銀柱向下移動，空氣柱L₁的長度增大，故D正確；
故選BD．

點評：本題考查了氣體體積變化情況，根據題意、應用氣態方程進行分析，可以正確解題．