Question

如圖所示，一支兩端封閉的玻璃管在豎直平面內(nèi)傾斜放置，正中有一段水銀柱，兩端各封閉一定質(zhì)量的氣體．在下列各種情況中，能使管中水銀柱相對玻璃管向a端移動的情況是（ ）

A．在豎直平面內(nèi)以b點為軸順時針緩慢轉動玻璃管，使θ角變小
B．保持θ角不變，使玻璃管加速上升
C．升高環(huán)境溫度
D．以過b端的豎直軸為轉動軸轉動玻璃管

Answer 1

【答案】分析：先對液柱進行分析，得出封閉氣體的壓強；再以管中封閉氣體為研究對象，由理想氣體的狀態(tài)方程可求得其他量的變化．
解答：解：A、在豎直平面內(nèi)以b點為軸順時針緩慢轉動玻璃管，使θ角變小，
如果將玻璃管放平的時候，即減小了對下部氣體的壓力，向a端移動，故A正確
B、當加速上升時，水銀柱有一個向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律得下部氣體對水銀柱的壓力要增大，即壓強增大，所以水銀柱向b端移動，故B錯誤
C、假定兩段空氣柱的體積不變，即V₁，V₂不變，初始溫度為T，當溫度升高△T時，空氣柱1的壓強由p₁增至p'₁，△p₁=p'₁-p₁，空氣柱2的壓強由p₂增至p′₂，△p₂=p′₂-p₂．
由查理定律得：△P₁=△T，△P₂=△T，
因為p₂=p₁+h＞p₁，所以△p₁＜△p₂，即水銀柱應向a移動．故C正確．
D、以豎直軸轉動，水銀柱做圓周運動，需要向心力，根據(jù)牛頓第二定律得上部氣體對水銀柱的壓力要增大，所以水銀柱應向a移動．故D正確
故選ACD．
點評：這類題目只能按等容過程求解．因為水銀柱的移動是由于受力不平衡而引起的，
而它的受力改變又是兩段空氣柱壓強增量的不同造成的，所以必須從壓強變化入手．