Question

12．如圖，兩端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，用兩段水銀柱封閉一段氣體．能使氣柱變長(zhǎng)的措施是（　　）

• A． 增大外界氣壓
• B． 減小外界氣壓
• C． 在U形管的左管滴入水銀
• D． 在U形管的右管滴入水銀

Answer 1

分析 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程$\frac{PV}{T}$=恒量，可判知?dú)庵�變長(zhǎng)是使其體積增大，該題中的氣體溫度不變，通過(guò)判斷氣體壓強(qiáng)的變化，即可得知正確的措施．

解答 解：使氣柱變長(zhǎng)，即為是被封閉的氣體的體積增大，由$\frac{PV}{T}$=恒量可知，在溫度不變的情況下，減小氣體的壓強(qiáng)，可以使氣柱變長(zhǎng)．設(shè)右端氣柱上方的水銀柱的高度為h．
A、若增大外界氣壓，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強(qiáng)增大，氣體的體積減小，氣柱長(zhǎng)度變短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．
B、若減小外界氣壓，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強(qiáng)減小，氣體的體積增大，氣柱長(zhǎng)度變長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確．
C、若在U形管的左管滴入水銀，右端氣柱上方的水銀柱的高度不發(fā)生變化，被封閉氣體的壓強(qiáng)不變，氣柱長(zhǎng)度不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
D、若在U形管的右管滴入水銀，由P=P₀+P_h可知，被封閉氣體的壓強(qiáng)增大，氣體的體積減小，氣柱長(zhǎng)度變短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 該題考查到了被封閉氣體的壓強(qiáng)的分析，確定被封閉的氣體的壓強(qiáng)常用的方法有：
（1）液體封閉的氣體的壓強(qiáng)：
①平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強(qiáng)．對(duì)液柱進(jìn)行受力分析，當(dāng)物體平衡時(shí)：利用F合=0，求p氣 注意：Ⅰ、正確選取研究對(duì)象；Ⅱ、正確受力分析，別漏畫(huà)大氣壓力．
②取等壓面法：根據(jù)同種不間斷液體在同一水平面壓強(qiáng)相等的“連通器原理”，選取恰當(dāng)?shù)牡葔好妫�列壓�?qiáng)平衡方程求氣體的壓強(qiáng)．選取等壓面時(shí)要注意，等壓面下一定要是同種液體，否則就沒(méi)有壓強(qiáng)相等的關(guān)系．
（2）固體（活塞或氣缸）封閉的氣體的壓強(qiáng)：
由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程，來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其它各力的關(guān)系．
（3）加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的確定：
常從兩處入手：一對(duì)氣體，考慮用氣體定律確定，二是選與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對(duì)象，受力分析，利用牛頓第二定律解出．具體問(wèn)題中常把二者結(jié)合起來(lái)，建立方程組聯(lián)立求解．