【选修3-3选做题】如图所示，U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强P0=75 cmHg。左端封闭，封有长为30 cm的气柱，左右两管水银面高度差为37.5

题型：模拟题难度：来源：

【选修3-3选做题】
如图所示，U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强P₀=75 cmHg。左端封闭，封有长为30 cm的气柱，左右两管水银面高度差为37.5 cm，左端封闭端下60 cm处有一小塞子D，若将小塞子D拔去（空气能进入但水银不会流出），会在左管内产生一段新的空气柱。求：
（1）此时左管封闭端的气柱长度变为多少？  
（2）新产生的气柱长为多少？

答案

解：（1）空气进入后将左端水银柱隔为两段，上段水银柱长为30 cm，取左端原有封闭气体为研究对象，则P₁=P₀-ρgh₁=37.5cmHg，P₂=P₀-ρgh₂=45 cmHg，L₁=30 cm
由查理定律P₁L₁S=P₂L₂S
得
（2）空气柱进入后，设下段水银面下移x cm，则有，得x=6 cm，因上段水银柱上移5 cm，故产生的气柱总长为11 cm