Question

兩根較長的薄壁試管的橫截面積分別為S和2S，大試管內盛有適量的水銀，將充滿水銀的小試管開口朝下插入大試管內，小試管的底部恰好與大試管內的液面相平，此時，水銀對大試管底面的壓力為N₁，現將小試管緩慢地豎直拉出，在小試管離開大試管液面前的一瞬間，水銀對大試管底面的壓力為N₂，若大氣壓強為P₀，則N₂與N₁相比（　�。�

A．減小P₀S

B．增大P₀S

C．減小2P₀S

D．增大2P₀S

Answer 1

分析：（1）由題意可知，小試管緩慢地豎直拉出時，大試管內減少的水銀和小試管內水銀的質量相等；而小試管內上方是真空，所以小試管內水銀產生的壓強和大氣壓強相等，根據F=pS求出試管內水銀的壓力，此時水銀產生的壓力和自身的重力相等．
（2）圓柱體內水銀對容器底部的壓力和自身的重力相等，小試管緩慢地豎直拉出時，水銀對容器底部壓力的減小量即為小試管內水銀的重力．

解答：解：小試管緩慢地豎直拉出時的變化如下圖所示：

（1）小試管的底部恰好與大試管內的液面相平時，
∵小試管內水銀上方是真空，
∴小試管內水銀產生的壓強和大氣壓強相等；
∵F=pS，且小試管底部受到的壓力和自身的重力相等，
∴小試管內水銀的重力G₂=F=p₀S．
（2）又∵大試管內水銀對底部的壓力和大試管內水銀的重力相等，
∴N₁-N₂=G₁-G₃=G₂=p₀s．
故選A．

點評：本題考查了壓強公式的應用和大氣壓強的綜合運用，知道小試管緩慢地豎直拉出時，大試管內減少的水銀和小試管內水銀的質量相等是解決本題的關鍵．