两根较长的薄壁试管的横截面积分别为S和2S,大试管内盛有适量的水银,将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内,小试管的底部恰好与大试管内的液面相平,此时,水银对大试管底面的压力为N1,现将小试管缓慢地竖直拉出,在小试管离开大试管液面前的一瞬间,水银对大试管底面的压力为N2,若大气压强为P0,则N2与N1相比
A.减小P0S
B.增大P0S
C.减小2P0S
D.增大2P0S
A
(1)由题意可知,小试管缓慢地竖直拉出时,大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等;而小试管内上方是真空,所以小试管内水银产生的压强和大气压强相等,根据F=ps求出试管内水银的压力,此时水银产生的压力和自身的重力相等.
(2)圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力.
解答:小试管缓慢地竖直拉出时的变化如下图所示:
(1)小试管的底部恰好与大试管内的液面相平时,
∵小试管内水银上方是真空,
∴小试管内水银产生的压强和大气压强相等;
∵F=Ps,且小试管底部受到的压力和自身的重力相等,
∴小试管内水银的重力G2=F=p0s.
(2)又∵大试管内水银对底部的压力和大试管内水银的重力相等,
∴N1-N2=G1-G3=G2=p0s.
故选A.
点评:本题考查了压强公式的应用和大气压强的综合运用,知道小试管缓慢地竖直拉出时,大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等是解决本题的关键.