Question

一根兩端封閉粗細均勻的直玻璃中有一段長57厘米的水銀柱，在水銀柱兩邊各有一段空氣柱（如右圖）。當玻璃管水平放置，兩段空氣柱長度均為30厘米，壓強都是一個標準大氣壓，現將玻璃管緩慢豎立起來，則上下兩段空氣柱的長度分別為（    ）

A．30厘米，30厘米

B．35厘米，25厘米

C．40厘米，20厘米

D．45厘米，15厘米

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】被密閉在直玻璃管左右兩端的氣體可以視為理想氣體；分別以它們為研究對象，設標準大氣壓為P₀，緩慢豎立的過程可以看成是等溫過程，豎立后上部氣體的長度為，壓強為，下部氣體的長度為，壓強為，管的橫截面積為S，則有：

；

又因為：

聯立以上各式，可以求出正確結果，答案為C選項。

思路分析：分別對兩部分氣體研究，由于是緩慢過程，視為等溫過程；同時注意兩者壓強之間的關系和氣柱長度之間的關系。

試題點評：本題是研究兩部分氣體，強調了緩慢變化，但是兩部分氣體之間的壓強有聯系。