题目内容
【题目】如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度为l=9.0cm,B侧水银面比A侧的高h = 5.0 cm。现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=3.0cm时将开关K关闭。己知大气压强p0=75.0cmHg.则下列法正确的是( )
A. 此时A内气体压强72cmHg
B. 此时A内空气柱长度10.00cm
C. 此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,则注入的水银在管内的长度3.8cm
D. 此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,则注入的水银在管内的长度3.4cm
【答案】ABC
【解析】打开开关放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随着减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止,由力学平衡条件,有:p1=p0-h1,即此时A内气体压强p1=(75-3)cmHg= 72cmHg,选项A错误;根据玻意耳定律可知: ,解得,选项B正确;
当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为P2,由玻意耳定律,有:pl=p2l2; 由力学平衡条件有:p2=p0;联立各式,并代入题目数据,有l2=9.6cm;设注入水银在管内的长度为△h,依题意,有:△h=2(l1-l2)+h1;并代入题目数据,有:△h=3.8cm,则选项C正确,D错误;故选ABC.
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