Question

两端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置，其内封闭着一定质量的空气，被一段水银柱分为上、下两部分，如图所

两端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置，其内封闭着一定质量的空气，被一段水银柱分为上、下两部分，如图所示，为使空气柱L 1 的长度增大，则应使（　　） A．玻璃管竖直上抛 B．环境温度降低 C．玻璃管水平放置 D．玻璃管减速下降

Answer 1

设水银柱的高度为h，由图示可知，两部分气体压强间的关系为p 2 =p 1 +h，p 2 ＞p 1 ； A、如果玻璃管竖直上抛，则玻璃管中的水银处于完全失重状态，下部气体压强变小，气体温度不变，由理想气体状态方程可知，下部气体体积变大，水银柱向上移动，空气柱L 1 的长度减小，故A错误； B、如果环境温度降低，设降低的温度为△T，假设水银柱不动，则气体体积不变，对封闭且，由查理定律得： P T = P′ T-△T ，P′= T-△T T P，气体压强的变化量△P=P-P′= △T T P，由于P 2 ＞P 1 ，则△P 2 ＞△P 1 ，即下半部分气体压强减小量大，水银柱受到的合力向下，水银柱向下移动，空气柱L 1 的长度增大，故B正确； C、如果玻璃管水平放置，下部气体压强变小，体积变大，水银柱向上移动，空气柱L 1 的长度减小，故C错误； D、如果玻璃管匀减速下降，玻璃管处于超重状态，管中的水银处于超重状态，下部气体压强变大，气体温度不变，由理想气体状态方程可知，下部气体体积变小，水银柱向下移动，空气柱L 1 的长度增大，故D正确； 故选BD．