竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形 图8-1-12
管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。
解析 设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
p1=p2+ρg(l1-l2)①
式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有
p1l1=pl1′②
p2l2=pl2′③
两边气柱长度的变化量大小相等
l1′-l1=l2-l2′④
由①②③④式和题给条件得
l1′=22.5 cm⑤
l2′=7.5 cm。⑥
答案 22.5 cm 7.5 cm
[限时45分钟,满分60分]
一、选择题(每小题4分,共40分)