Question

10．如图，竖直放置的均匀等臂U型导热玻璃管两端封闭，管内水银封有A、B两段气柱，左管水银面高于右管水银面，高度差为h，稳定时A、B气柱的压强分别为p_A和p_B，则（　　）

• A． 若环境温度升高，p_A增大，p_B减小
• B． 若环境温度降低，稳定后AB气柱的压强比值增大
• C． 若环境温度升高，稳定后AB气柱压强变化△p_A一定小于△p_B
• D． 若环境温度降低，稳定后A处液面高度变化△h可能大于$\frac{h}{2}$

Answer 1

分析 水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强变化量的不同造成的，所以必须从压强变化入手，根据题意求出A、B两部分气体的压强关系，然后假设气体体积不变，应用查理定律求出气体压强的变化量，然后根据压强变化量大小判断水银柱移动方向，然后分析答题．

解答 解：A、假设若环境温度升高后，h不变化，则两部分气体均做等容变化，由查理定律得：△P=$\frac{p}{T}$△T，由题意知，P_B＞P_A，△p_B＞△p_A，则水银柱向左移动，h增大，A的体积减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，A的压强P_A增大，由于P_B=P_A+h，则B的压强也增大，故A错误，C正确；
B、假设若环境温度降低后，△h不变化，则两部分气体均做等容变化，由查理定律得：△P=$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$△T，由题意知，P_B＞P_A，△p_B＞△p_A，若温度降低，压强都减小，左边气体压强降的多，则水银柱会向下移动，h将减小，由于P_B=P_A+h，h减小，P压强减小的多，A压强减小的少，若环境温度降低，稳定后AB气柱的压强比值增大，故B正确；
D、假设若环境温度降低，水银柱向下运动，但P_AV_A＞P_BV_B，所以左侧气体的压强仍然大于右侧的压强，所以稳定后左侧的液面仍然低于右侧的液面，所以△h小于$\frac{h}{2}$，故D错误．
故选：BC．

点评 该题考查查理定律与克拉伯龙方程，假设水银柱不移动，则将研究的问题转化为定容问题，得出水银柱将向下运动，明确压强的变化量的决定要素是解答该题的关键．