Question

如图所示，在一个一端开口的U形管内装有水，管的左端封闭着一些空气，水中有一只小试管浮在水面，小试管中也封闭着一些空气．向右管中注入水，则小试管相对左管内的水面变化情况（　　）

A．小试管将上浮

B．小试管将向下沉一些

C．小试管将先向下沉一些，再上浮

D．无法判断

Answer 1

分析：试管的运动状态取决于它所受浮力与重力的大小关系，而这里重力不变，对U型管的左端封闭着的空气和试管内空气柱的压强都增大，使空气的体积被压缩，根据小试管内部气体体积的变化判断．

解答：解：向右管中注入水，右边水位上升，则U形管左边空气腔内气压增大，小试管内的气压也将增大，内部气体体积减小，试管内水柱升高．
又因为试管的重量不变，要维持试管平衡，浮力不变，即内部液位与外部液位的高度差不变．
综合上面两个结论，试管顶部相对外部液面会下降．所以小试管相对左管内的水面下沉一些．
故选B．

点评：这里应充分考虑到被密封的空气柱的特点，因为它的体积是很容易被压缩的，而它的体积的压缩会直接导致浮力的变化．