Question

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，开口端置于水银槽中，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．若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面升高，则管内外水银面高度差为l₂，弹簧测力计示数为F₂，则（　　）

A、l₂=l₁，F₂=F₁

B、l₂＜l₁，F₂＜F₁

C、l₂＜l₁，F₂＞F₁

D、l₂＞l₁，F₂＞F₁

Answer 1

分析：（1）在本实验中，玻璃管内水银柱的高度l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，在水银槽中缓慢地倒入水银，封闭空气的体积变小，压强变大，同时水银柱的高度h也会适当减小，故l₂＜l₁；
（2）若不计玻璃管的重力和浮力，向上的拉力F与水银柱的重力相平衡，而水银柱的高度h变小，所以水银柱的重力变小，拉力F的大小会变小，故F₂＜F₁．
故选B．

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之和相等．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．