Question

12．如圖，兩端開口、粗細均勻的U形管豎直放置，用兩段水銀柱封閉一段氣體．能使氣柱變長的措施是（　　）

• A． 增大外界氣壓
• B． 減小外界氣壓
• C． 在U形管的左管滴入水銀
• D． 在U形管的右管滴入水銀

Answer 1

分析 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程$\frac{PV}{T}$=恒量，可判知氣柱變長是使其體積增大，該題中的氣體溫度不變，通過判斷氣體壓強的變化，即可得知正確的措施．

解答 解：使氣柱變長，即為是被封閉的氣體的體積增大，由$\frac{PV}{T}$=恒量可知，在溫度不變的情況下，減小氣體的壓強，可以使氣柱變長．設右端氣柱上方的水銀柱的高度為h．
A、若增大外界氣壓，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強增大，氣體的體積減小，氣柱長度變短，選項A錯誤．
B、若減小外界氣壓，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強減小，氣體的體積增大，氣柱長度變長，選項B正確．
C、若在U形管的左管滴入水銀，右端氣柱上方的水銀柱的高度不發(fā)生變化，被封閉氣體的壓強不變，氣柱長度不變，選項C錯誤．
D、若在U形管的右管滴入水銀，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強增大，氣體的體積減小，氣柱長度變短，選項D錯誤．
故選：B

點評 該題考查到了被封閉氣體的壓強的分析，確定被封閉的氣體的壓強常用的方法有：
（1）液體封閉的氣體的壓強：
①平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象，進行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強．對液柱進行受力分析，當物體平衡時：利用F合=0，求p氣 注意：Ⅰ、正確選取研究對象；Ⅱ、正確受力分析，別漏畫大氣壓力．
②取等壓面法：根據(jù)同種不間斷液體在同一水平面壓強相等的“連通器原理”，選取恰當?shù)牡葔好妫袎簭娖胶夥匠糖髿怏w的壓強．選取等壓面時要注意，等壓面下一定要是同種液體，否則就沒有壓強相等的關系．
（2）固體（活塞或氣缸）封閉的氣體的壓強：
由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過對該固體進行受力分析，由平衡條件建立方程，來找出氣體壓強與其它各力的關系．
（3）加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的確定：
常從兩處入手：一對氣體，考慮用氣體定律確定，二是選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對象，受力分析，利用牛頓第二定律解出．具體問題中常把二者結合起來，建立方程組聯(lián)立求解．