Question

一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）

A．大气压强增加
B．环境温度升高
C．向水银槽内注入水银
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移

Answer 1

【答案】分析：封闭气体的压强P=P-ρgh，对玻璃进行受力分析，得到绳拉力大小的决定因素，并根据选项分析答案即可．
解答：解：由题意，令封闭气体的压强为P，玻璃管质量为m，则有对玻璃管受力分析：

根据受力分析图可知，绳的拉力T=（P-P）S+mg=ρghS+mg，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力．
所以：A、大气压强增加时，封闭气体压强不变，故液柱h增加，所以拉力T增加，A正确；
B、环境温度升高，封闭气体压强增大，根据P=P-ρgh可知，h减小，故拉力T减小，B错误；
C、向水银槽内注入水银，根据P=P-ρgh和气体状态方程可知，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故拉力减小，C错误，
D、略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体体积减小，压强增大，再根据P=P-ρgh可知，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，D错误．
故选A．
点评：根据对管的受力分析，求出绳的拉力大小跟什么因素有关，再根据封闭气体压强与大气压强的关系，正确应用气体状态方程是解决本题的关键．