Question

如图所示，两端封闭的U形管位于竖直平面内，A、B管中一定质量的理想气体处于室温状态，开始时A、B管中的水银面相平，现使U形管在竖直平面内顺时针转过一个不大的角度，待管中水银柱稳定后，保持管转动后的姿态不变，则（　　）

A．将整个U形管放入热水中，B管中的水银面将下降

B．将整个U形管放入热水中，两管中的气体压强将相等

C．让U形管自由下落，B管中的水银面将下降

D．让U形管自由下落，两管中的气体压强将相等

Answer 1

分析：使U形管在竖直平面内顺时针转过一个不大的角度，待管中水银柱稳定后，由于水银的重力作用，B部分气体要被压缩，B中气体压强大于A中气体压强．
将整个U形管放入热水中，假设水银面不动，两部分气体都发生等容变化，根据查理定律得知压强的变化量表达式，通过比较压强的增加量大小，判断水银柱移动方向，即可知道水银面高度变化情况．
让U形管自由下落，完全失重，根据原来压强大小分析水银柱的移动方向．

解答：解：A、B设未放入热水中时A、B两部分气体的压强大小分别为p_A、p_B．
假设放入热水中后，水银柱不动，则两部分气体都发生等容变化，根据查理定律得
   对A中气体：

pA′

pA

=

T′

T

则得：

pA′-pA

pA

=

T′-T

T

即

△pA

pA

=

△T

T

得：△p_A=

△T

T

pA  ①
同理可得：△pB=

△T

T

pB  ②
由于p_A＜p_B，则得△p_A＜△p_B，说明B部分气体增加量较大，所以水银柱将A端移动，B管中的水银面将下降．
由于A中水银面比B中水银面高，故B中气体的压强较大．故A正确，B错误．
C、D让U形管自由下落，完全失重，则水银柱将向A端移动，最终两部分的压强相等．故CD正确．
故选ACD

点评：本题运用假设法，得到压强的变化量大小，来判断水银柱的移动方向．也可以通过作p-T图象进行分析．