Question

一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的玻璃管内,管内水银面比

一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变大的原因是（　　）A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银
一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的玻璃管内，管内水银面比管外水银面高h，下列哪个措施个以让h变大的（）
a.将玻璃管稍向上压b外界大气压强降低c以管口为圆心，在竖直平面内稍转动一小角度D整个装置自由下落
．U型玻璃管自由下落
．U型玻璃管自由下落这个是第一题的D选项

Answer 1

1、对被封气体，A若环境温度升高，假定气柱长度不变（等容变化）则压强增大（查理定律），推动水银面向下，使得左汞面降低，同时右汞面升高==>h变大==>A对；
气体的压强=大气压强+h(cm汞柱高度表示的压强）：B、大气压增大，若h不变，则气体压强增大，气柱变短（玻意耳定律）==>左汞面升高，右汞面降低==>h减小==>B错；C、右管注入水银，若等容，则气体压强增加，气柱变短，因为大气压强不变，所以根据上式：p＝p0＋h，p增大只能是h增大所致＝＝＞C对；D、自由下落，稳定时，气柱压强等于外界大气压，而原来的压强大于大气压，所以气体压强减小了，＝＝＞气柱变长＝＝》h变大＝＝＞D对。

2、题设应该是，上端封闭下端开口的玻管被水银封住一部分气体，开口向下插入水银槽：a.（“向上”如何“压”？）若将玻管下压，则考虑极限情况，不妨设将玻管的顶端压到与水银槽内的水银面等高（甚至可以是管顶比水银面低），则管内汞面必将降低＝＝＞h减小；反之逆向考虑，若玻管上提，则h增大。

气体压强p＝p0－h，b、若p0减小，假设气柱长度不变，则p减小＝＝＞气柱变长，管内汞面降低，因为管外汞面可认为是不变的，所以h减小＝＝＞b错；

c、若h不随着转动而变化，则管内气体压强不变，但是气柱却因此变长＝＝》气体压强减小，因p0不变＝＝》h变大＝＝》c对；

追问

是不是只要分析这种问题都要先假设一个量不变，再根据这种情况分析，只要空气柱体积长的压强就小吗，还有第一题的C选项，气体压强怎么增加了，不是加的水银吗，D自由下落这跟加速度没有关系吗，稳定是为什么就气压相等了呢，第二题D选项请分析，也是自由下落，A是向下压，他为什么不会水银向玻璃管内跑，外面的水银面也降低，h还是变大了这样分析呢，第二题的C不该是错的吗

追答

【是不是只要分析这种问题“都”要先【假设一个量不变】，再根据这种情况分析】===========不一定“都先假设”，看具体情况而定。

比如在这个例子中，C选项，右管加入水银，因为是要考虑气柱长度是否改变，就必须先假定气柱长度不变，那么两边水银面高度差h就会增大，意味着气体压强p=p0+h增大,因为是等温过程，所以压强增大就导致体积减小气柱变短稳定后，据等式p=p0+h可知，因为p增大导致了h增大（p0不变）。所以这种假设某个参量不变的做法有时候就是必须的。

【只要空气柱体积长的压强就小吗】=====前提当然是等温变化过程中

【D自由下落这跟加速度没有关系吗，稳定是为什么就气压相等了呢】=======自由落体过程中，因为对任何一段汞柱，它除了受到重力之外，还受到上表面的压力和下表面的压力之差，用(p'-p)*S
表示，对汞柱，下落时用牛顿第二定律：mg+(p'-p)*S=ma；因为a=g所以必然有(p'-p)*S=0；即下落时汞柱所受到的上下表面的压力之差为零，等价于上下压强相等。

【第二题D选项请分析也是自由下落，A是向下压，他为什么不会水银向玻璃管内跑，外面的水银面也降低，h还是变大了这样分析呢】=====装置中管内汞面高于管外的，说明开始时，被封气体的压强小于外界大气压，按照刚才分析，自由下落时，压强等于大气压，所以气体压强增大了，所以气柱变短==>h变大。

【c以管口为圆心，在竖直平面内稍转动一小角度】====原先看错了，若以管口为圆心转动，可以用极限法——转到管顶接近与外面的水银面平齐，则必然会导致h变小。==>c错

追问

【两边水银面高度差h就会增大，意味着气体压强p=p0+h增大压强增大据等式p=p0+h可知，因为p增大导致了h增大（p0不变）】不是先假设的h不变，压强增大，怎么后来又是从压强增大推出h的变大？气柱变短h不应该变小吗【若将玻管下压，则考虑极限情况，不妨设将玻管的顶端压到与水银槽内的水银面等高（甚至可以是管顶比水银面低）则管内汞面必将降低】为什么下压管内液面就低呢，极限法有使用的条件吗

追答

[为什么下压管内液面就低呢，极限法有使用的条件吗]
=========在这个例子中，管内水银面比管外的高h，说明管内被封气体压强p=p0-h；若将管往下压，一直压倒管顶低于管外的水银面——这时候，无论如何，管内的汞面只能低于管外汞面——因此当管子往下压的过程中，管内的气体压强从p0-h增大到p0+h'(h'是后来管内汞面低于管外汞面的距离）====>因此结论是，只要管子往下压，气体压强必然增大。

【不是先假设的h不变，压强增大，怎么后来又是从压强增大推出h的变大？】=======不预先假设h不变，就无法判断，气体的压强是如何随着管子的移动而变化的；假设h不变，才有若下压则气柱变短==>压强p=p0-h增大==>h变小；也就是说，原先假定h不变仅仅是为了分析而做的，实际情况当然是h变小了。

【气柱变短h不应该变小吗】：气柱变短==>压强增大（等温）==》p=p0-h增大==>h减小