如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气…——2016 高考物理第 12 题答案解析

2016_上海卷

2016 上海 第 12 题 单选题 区分题
2016_上海卷

12.如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,A管内的水银面高度相应变化h,则

A. $h { = } H$
B. $h { < } \frac { H } { 2 }$
C. $h { = } \frac { H } { 2 }$
D. $\frac { H } { 2 } < h < H$
参考答案

B

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【答案】B

【解析】根据题意,原来A、B管内的水银高度相同,有 $p _ { _ A } = p _ { _ 0 } ; ~ B$ 管下移后,设A 管水银下移高度为h,B管内水银末位置高度如图所示,A、B管内末位置水银高度差为 $h _ { 1 }$ ,则B管内水银初、末位置高度差为:$h + h _ { 1 }$ ,可以计算B管下降的高度为: $H = 2 h + h _ { 1 }$ ,此时由于A管内水银下降,则A管内气体体积增加,压强减小,即 $p _ { A } ^ { \prime } < p _ { 0 }$ ,此时有: $p _ { { \scriptscriptstyle A } } ^ { \prime } + p _ { h _ { 1 } } = p _ { 0 }$ ,计算得 $p _ { A } ^ { \prime } + \rho g ( H - 2 h ) = p _ { 0 }$ ,最后有:$h = \frac { p _ { A } ^ { \prime } - p _ { 0 } } { \rho g } + \frac { H } { 2 }$ ,由于 $p _ { A } ^ { \prime } < p _ { 0 }$ ,所以 $h < \frac { H } { 2 }$ ,故选项 B正确。

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