Question

（2009?嘉定區二模）如圖所示，一支兩端封閉的玻璃管ab傾斜放置，與水平面的夾角為θ，正中有一段水銀柱，兩端各封閉有一定質量的理想氣體，下列情況中能使水銀柱向b端移動的是（　　）

A．保持θ角不變，使玻璃管加速上升

B．沿順時針方向緩慢轉動玻璃管，使θ角變小

C．使環境的溫度升高

D．繞過b端的豎直軸勻速轉動

Answer 1

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，由理想氣體的狀態方程可求得其他量的變化．

解答：解：A、當加速上升時，水銀柱有一個向上的加速度，根據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A正確．
B、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=

p1

T

△T，△P₂=

p2

T

△T，
因為p₂=p₁+h＞p₁，所以△p₁＜△p₂，即水銀柱應向a移動．故C錯誤．
D、以豎直軸勻速轉動，水銀柱做圓周運動，需要向心力，根據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錯誤．
故選A．

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．