Question

20．在長(zhǎng)約1米、一端封閉的玻璃管灌滿(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?jī)?nèi)外水銀面的高度差．如果將此裝置拿到山上，測(cè)量水銀柱的高度將減小（填增大、減小或不變）．
（2）某同學(xué)也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿(mǎn)水后倒插在水槽內(nèi)時(shí)，管中的水柱不會(huì)下降．如果這時(shí)在管壁的中間開(kāi)一個(gè)小孔，水柱不會(huì)噴出． （均選填“會(huì)“或“不會(huì)”）
（3）如果用水替代水銀做測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)，在某處測(cè)得水柱的高度差為10m，則該處的大氣壓強(qiáng)為10⁵Pa（取g=10N/Kg）．

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．
（3）已知水的高度，根據(jù)公式p=ρgh可求水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即為該處的大氣壓強(qiáng)．

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．如果將此裝置拿到山上，大氣壓隨高度的增大而減小，故所能支持的水銀柱高度也減小； 
（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，大約能支持10m高的水柱，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)管中間開(kāi)一個(gè)小孔時(shí)，小孔處有空氣進(jìn)入，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）水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)：p=ρgh=10³kg/m³×10N/kg×10m=10⁵Pa．該處的大氣壓強(qiáng)為10⁵Pa．
故答案為：（1）高度差；減小；（2）不會(huì)；不會(huì)；（3）10⁵．

點(diǎn)評(píng) 本題是考查對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理的理解，并且要求能在題目中靈活運(yùn)用，難度適中．