[题目]如图所示.粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置.导热良好.左管上端封闭.封口处有段水银柱1.右管上端开口且足够长.另有两段水银柱2.3封闭了A.B两部分理想气体.外界大气压强恒为p0=75cmHg．开始时.三段水银柱长均10cm.A气柱长为20cm.B气柱长为10cm.气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分.现保持环境温度不变.在右� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置，导热良好，左管上端封闭，封口处有段水银柱1，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱2、3封闭了A、B两部分理想气体，外界大气压强恒为p0=75cmHg．开始时，三段水银柱长均10cm，A气柱长为20cm，B气柱长为10cm，气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分，现保持环境温度不变，在右管中缓慢注入水银，使水银柱2在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中。求：

（1）在右管中注入水银前，水银柱1对玻璃管封口的压强。

（2）水银柱2在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中时，注入右管中水银柱的长度。

【答案】（1）80cmHg（2）35cm

【解析】

（1）气柱B的压强为：

PB=P0+h=85cmHg

根据同一深度压强相等，有：

PA=PB+

解得：PA=90cmHg

则水银柱1对玻璃管封口的压强为：

P=PA-h=80cmHg

（2）对气柱A为研究对象，由玻意耳定律得：

PAlAS=PA′LA′S

解得：PA′=120cmHg

设注入的水银柱长度为x，有：

PA′=P0+（x+h）

解得：x=35cm

答：（1）在右管中注入水银前，水银柱1对玻璃管封口的压强P=80cmHg

（2）水银柱2在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中时，注入右管中水银柱的长度x=35cm。

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