Question

12．如图，粗细均匀的U型玻璃管开口竖直向下，左管插在水银槽中，管内外水银面高度差为h_a．右管内有一段高度为h_b的水银柱，右管口有一塞子K，拔掉塞子即可与外界大气连通，初始时h_a＜h_b，将塞子拔掉，稳定后两边水银柱高度分别变化了△h_a、△h_b，则（　　）

• A． 左管内水面上升，右管内水银面下降，△h_a＞△h_b
• B． 左管内水面上升，右管内水银面下降，△h_a＜△h_b
• C． 左管内水面下降，右管内水银面上升，△h_a＞△h_b
• D． 左管内水面下降，右管内水银面上升，△h_a＜△h_b

Answer 1

分析 同一段连续的气体压强处处相等；同一段连续的水银柱中，高度差为h的两点的压强差值为：△P=ρgh．
分别求解出拔掉塞子前后的气压进行分析即可．

解答 解：从图中可以看出，b水银柱长度大于a水银柱长度；
拔掉塞子前，封闭气体的气压为：P₁=P₀-ρgh_a；
将塞子拔掉瞬间，b水银柱处上下压强差为：△P=ρgh_a，向上，
由于h_a＜h_b，故压力差小于b水银柱重力，故b水银柱向下移动；
导致封闭气体体积变大，气体压强变小，对a水银柱压力减小，故a水银柱向上移动；
最终平衡后，气压为：P₂=P₀-ρgh_b′=P₀-ρgh_a′，则h_a′=h_b′，已知：h_a＜h_b，则△h_a＜△h_b，
故选：B．

点评 本题可以分析动态过程，也可以分析静态过程，注意管中的压强变化会导致a管的水银柱发生变化．