Question

如圖8-3-4所示，甲、乙、丙三根完全相同的玻璃管，一端封閉，管內(nèi)各用相同長度的一段水銀柱封閉了質(zhì)量相等的空氣，甲管豎直向下做自由落體運(yùn)動(dòng)，乙管豎直向上做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，丙管沿傾角為45°的光滑斜面下滑，若空氣溫度始終不變，當(dāng)水銀柱相對(duì)管壁靜止時(shí)，甲、乙、丙三管內(nèi)的空氣柱長度l_甲、l_乙、l_丙的關(guān)系為（    ）

圖8-3-4

A.l_乙=l_丙=l_甲         B.l_乙＜l_丙＜l_甲         C.l_乙＞l_丙＞l_甲        D.l_乙＜l_丙=l_甲

Answer 1

解析：以水銀柱為研究對(duì)象，甲受力如圖4甲所示，產(chǎn)生向下a=g的加速度，p₀S+mg-p_甲S=ma=mg,所以p_甲=p₀.

    乙受力如圖4乙所示，產(chǎn)生豎直向上a=g的加速度，p_乙S-mg-p₀S=ma=mg,p_乙S=2mg+p₀S

=2ρShg+p₀S,p_乙=2ρgh+p₀.

圖4

    丙受力如圖4丙所示，產(chǎn)生沿斜面向下的加速度a=gsin45°,沿斜面方向有p₀S-p_丙S+mgsinθ

=ma=mgsinθ,p_丙=p₀.

    同質(zhì)量氣體，分子數(shù)目相同，溫度相同，分子平均動(dòng)能相等，壓強(qiáng)大的只可能分子密集程度大，體積小，所以V_乙＜V_丙=V_甲，故l_乙＜l_丙=l_甲.

答案：D