Question

两根较长的薄壁试管的横截面积分别为S和2S，大试管内盛有适量的水银，将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内，小试管的底部恰好与大试管内的液面相平，此时，水银对大试管底面的压力为N₁，现将小试管缓慢地竖直拉出，在小试管离开大试管液面前的一瞬间，水银对大试管底面的压力为N₂，若大气压强为P₀，则N₂与N₁相比（　　）

A．减小P₀S

B．增大P₀S

C．减小2P₀S

D．增大2P₀S

Answer 1

分析：（1）由题意可知，小试管缓慢地竖直拉出时，大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等；而小试管内上方是真空，所以小试管内水银产生的压强和大气压强相等，根据F=pS求出试管内水银的压力，此时水银产生的压力和自身的重力相等．
（2）圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等，小试管缓慢地竖直拉出时，水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力．

解答：解：小试管缓慢地竖直拉出时的变化如下图所示：

（1）小试管的底部恰好与大试管内的液面相平时，
∵小试管内水银上方是真空，
∴小试管内水银产生的压强和大气压强相等；
∵F=pS，且小试管底部受到的压力和自身的重力相等，
∴小试管内水银的重力G₂=F=p₀S．
（2）又∵大试管内水银对底部的压力和大试管内水银的重力相等，
∴N₁-N₂=G₁-G₃=G₂=p₀s．
故选A．

点评：本题考查了压强公式的应用和大气压强的综合运用，知道小试管缓慢地竖直拉出时，大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等是解决本题的关键．