Question

25届高中物理竞赛初赛 5题详解

图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双U形管”，a、b、c、d为其四段竖直的部分，其中a、d上端是开口的，处在大气中。管中的水银把一段气体柱密封在b、c内，达到平衡时，管内水银面的位置如图所示。现缓慢地降低气柱中气体的温度，若c中的水银面上升了一小段高度Δh，则
A. b中的水银面也上升Δh
B. b中的水银面也上升，但上升的高度小于Δh
C. 气柱中气体压强的减少量等于高为Δh的水银柱所产生的压强
D. 气柱中气体压强的减少量等于高为2Δh的水银柱所产生的压强

Answer 1

答案为AD，其实还是比较简单的。
设bc中气体原来气压为p1，降温后气压为p2，大气压为p0（mmHg）
b和a水银面原来高度差x1，之后为x2
c和d水银面原来高度差y1，之后为y2
则可得：
降温前：
对a、b水银面：p1 + x1 = p0
对c、d水银面：p1 + y1 = p0
因此x1 = y1
降温后：
对a、b水银面：p2 + x2 = p0
对c、d水银面：p2 + y2 = p0
因此x2 = y2
而从题中可知，y2 = y1 + 2Δh （c上升 + d下降）
因此 x2 = y2 = y1 + 2Δh = x1 + 2Δh
因此 a 下降Δh，而b上升Δh，选项A正确。
从上述分析中，可知，气体降温前后，水银面高度差为2Δh，因此选项D正确。

Answer 2

无图无真相啊

Answer 3

ad

Answer 4

A