题目内容
如图所示,一端开口,一端封闭的玻璃管,封闭端有一定质量的气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃试管,此时管内外水银面高度差为l1,弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银,待稳定后管内外水银面高度差为h2,弹簧测力计示数为F2,则( )A.h2>h1,F2=F1
B.h2<h1,F2=F1
C.h2<h1,F2>F1
D.h2>h1,F2>F1
【答案】分析:(1)在本实验中,玻璃管内水银柱的高度h主要受内外压强差的影响,管内封闭部分气体压强改变,水银柱的高度就会随之改变;
(2)在不计玻璃管的重力和浮力的情况下,拉力F要克服的是水银柱的重力,因此,只要水银柱的重力改变,F的大小也就会改变.
解答:解:(1)因为实验中,玻璃管内封闭了一段空气,因此,大气压=玻璃管中水银柱产生的压强+封闭空气的压强,大气压不变的情况下,吸走槽中的部分水银,管口未离开水银面,封闭空气的体积变大,压强变小,同时水银柱的高度h也会适当增加;
(2)因为题目中提出不计玻璃管的重力和浮力,因此,向上的拉力F与水银柱的重力相平衡,而水银柱的高度h变大,所以水银柱的重力变大,拉力F的大小会变大.
故选D.
点评:在本题的分析中,一定要抓住关键,就是大气压的大小与管内水银柱压强和封闭空气的压强相等.明确管内上方有空气而不是真空,是本题最易出错之处.而水银柱高度的大小又决定了水银柱的重力,也就决定了力F的大小.搞清这几个量之间的关系,才能最终做出正确的推理.
(2)在不计玻璃管的重力和浮力的情况下,拉力F要克服的是水银柱的重力,因此,只要水银柱的重力改变,F的大小也就会改变.
解答:解:(1)因为实验中,玻璃管内封闭了一段空气,因此,大气压=玻璃管中水银柱产生的压强+封闭空气的压强,大气压不变的情况下,吸走槽中的部分水银,管口未离开水银面,封闭空气的体积变大,压强变小,同时水银柱的高度h也会适当增加;
(2)因为题目中提出不计玻璃管的重力和浮力,因此,向上的拉力F与水银柱的重力相平衡,而水银柱的高度h变大,所以水银柱的重力变大,拉力F的大小会变大.
故选D.
点评:在本题的分析中,一定要抓住关键,就是大气压的大小与管内水银柱压强和封闭空气的压强相等.明确管内上方有空气而不是真空,是本题最易出错之处.而水银柱高度的大小又决定了水银柱的重力,也就决定了力F的大小.搞清这几个量之间的关系,才能最终做出正确的推理.
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