Question

2．在長(zhǎng)約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿(mǎn)水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開(kāi)手指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時(shí)就不再下降，如圖所示．
（1）為了測(cè)得大氣壓的值，這時(shí)必須測(cè)量管內(nèi)外水銀面高度差．如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部，則觀察到的現(xiàn)象是管內(nèi)水銀柱高度變高．
（2）某同學(xué)也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿(mǎn)水后倒插在水槽中時(shí)，管中的水柱不會(huì)下降，如果這時(shí)在玻璃管頂開(kāi)一個(gè)小孔，水柱不會(huì)向上噴出．（均選填“會(huì)”或“不會(huì)”）
（3）如果玻璃管傾斜，不影響結(jié)果，為什么外界大氣壓不變水銀柱長(zhǎng)度怎么變它的垂直高度是不會(huì)改變的．
（4）改用粗一些或細(xì)一些的玻璃管，不影響結(jié)果．
（5）如果漏進(jìn)去一些空氣會(huì)影響結(jié)果．
（6）如果外界大氣壓強(qiáng)變了，水銀柱的高度是否變化是．
（7）在槽內(nèi)加水銀，水銀柱的高度是否變化不變化．

Answer 1

分析 （1）為了測(cè)得大氣壓的值，這時(shí)必須測(cè)管內(nèi)外水銀面高度差． 管內(nèi)水銀柱的高度只與當(dāng)時(shí)的大氣壓有關(guān)，而與玻璃管的粗細(xì)、是否傾斜、以及水銀槽中的水銀的多少無(wú)關(guān)．
（2）已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的長(zhǎng)度．然后可知管中的水柱是否下降；托里拆利實(shí)驗(yàn)中，是管外的大氣壓支持著管內(nèi)的水銀柱，即管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于管外的大氣壓

解答 解：（1）為了測(cè)得大氣壓的值，這時(shí)必須測(cè)量管內(nèi)外水銀面高度差．
如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部，大氣壓隨高度的減小而增大，故所能支持的水銀柱高度也變高． 即觀察到的現(xiàn)象是管內(nèi)水銀柱高度變高；
（2）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760毫米汞柱，由p=ρ_水銀gh_水銀=ρ_水gh_水，可知，如果水銀氣壓計(jì)中的水銀用水代替，那么玻璃管內(nèi)水的高度約為10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿(mǎn)水后倒插在水槽內(nèi)時(shí)，管中的水柱不會(huì)下降； 當(dāng)管頂開(kāi)一個(gè)小孔時(shí)，管內(nèi)的水與外界的大氣相通，玻璃管和水槽組成連通器，則管內(nèi)的水不會(huì)從小孔噴出，反而會(huì)立即下降，直到液面相平．
（3）在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)水銀柱的高度代表了外界大氣壓強(qiáng)的大小，因此，只要外界大氣壓不變，它的垂直高度是不會(huì)改變的．管傾斜只會(huì)改變水銀柱的長(zhǎng)度，而高度不會(huì)發(fā)生變化．
（4）在測(cè)定大氣壓值的實(shí)驗(yàn)中，所用玻璃管的粗細(xì)與測(cè)量結(jié)果無(wú)關(guān)；
（5）如果漏進(jìn)去一些空氣，這些空氣會(huì)對(duì)管內(nèi)水銀柱有個(gè)向下的壓強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)水銀柱高度減小，因此會(huì)影響結(jié)果
（6）管內(nèi)水銀柱的高度只與當(dāng)時(shí)的大氣壓有關(guān)，所以如果外界大氣壓強(qiáng)變了，水銀柱的高度將變化；
（7）在槽內(nèi)加水銀，水銀柱的高度是不會(huì)變化的．
故答案為：（1）管內(nèi)外水銀面高度差；（2）管內(nèi)水銀柱高度變高；（3）不；外界大氣壓不變；它的垂直高度是不會(huì)改變的；
（4）不；（5）會(huì)；（6）是；（7）不變化．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了托里拆利實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，要掌握測(cè)量的原理及影響水銀柱高度的因素，考查得很細(xì)致，有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解．