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
A
(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: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.