Question

[物理——选修3－3]

如图所示，粗细均匀的玻璃细管上端封闭，下端开口，竖直插在大而深的水银槽中，管内封闭有一定质量的空气，玻璃细管足够长，管内气柱长4 cm，管内外水银面高度差为10 cm．现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动．(大气压强相当于75 cm　Hg)求：

①若要使管内外水银面恰好相平，此时管内气柱的长度；

②若要使管内外水银面高度差为15 cm，玻璃管又应如何移动多少距离．

Answer 1

答案：
解析：

①玻璃管内的空气作等温变化，管内外水银面恰好相平时 　　(p0－r gH1)Sl1＝p0Sl2(2分) 　　(2分) 　　②(a)若管内水银面较高，管内气柱长l3 　　(p0－r gH1)Sl1＝(p0－r gH3)Sl3(1分) 　　(1分) 　　玻璃管上移的距离x2＝H3＋l3－(l1＋H1)＝15＋4.33－(4＋10)＝5.33 cm(1分) 　　(b)若管外水银面较高，管内气柱长l4 　　(p0－r gH1)Sl1＝(p0＋r gH4)Sl4(1分) 　　(1分) 　　玻璃管下移的距离x4＝l1＋H1＋H4－l3＝4＋10＋15－2.89＝26.11 cm(1分)