题目内容

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(  )
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pA、pB
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

pA
pA
=
△T
T

得:△pA=
△T
T
pA
  ①
同理可得:pB=
△T
T
pB
  ②
由于pA<pB,则得△pA<△pB,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.
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