Question

如图所示，一支两端封闭的玻璃管ab倾斜放置，与水平面的夹角为θ，正中有一段水银柱，两端各封闭有一定质量的理想气体，下列情况中能使水银柱向b端移动的是（ ）

A．保持θ角不变，使玻璃管加速上升
B．沿顺时针方向缓慢转动玻璃管，使θ角变小
C．使环境的温度升高
D．绕过b端的竖直轴匀速转动

Answer 1

【答案】分析：先对液柱进行分析，得出封闭气体的压强；再以管中封闭气体为研究对象，由理想气体的状态方程可求得其他量的变化．
解答：解：A、当加速上升时，水银柱有一个向上的加速度，根据牛顿第二定律得下部气体对水银柱的压力要增大，即压强增大，所以水银柱向b端移动，故A正确．
B、如果将玻璃管放平的时候，即减小了对下部气体的压力，向a端移动，故B错误．
C、假定两段空气柱的体积不变，即V₁，V₂不变，初始温度为T，当温度升高△T时，空气柱1的压强由p₁增至p'₁，△p₁=p'₁-p₁，空气柱2的压强由p₂增至p′₂，△p₂=p′₂-p₂．
由查理定律得：△P₁=△T，△P₂=△T，
因为p₂=p₁+h＞p₁，所以△p₁＜△p₂，即水银柱应向a移动．故C错误．
D、以竖直轴匀速转动，水银柱做圆周运动，需要向心力，根据牛顿第二定律得上部气体对水银柱的压力要增大，所以水银柱应向a移动．故D错误．
故选A．
点评：这类题目只能按等容过程求解．因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，
而它的受力改变又是两段空气柱压强增量的不同造成的，所以必须从压强变化入手．