Question

17．在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開手指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降，如圖所示．
（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測量管內(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，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時，管中的水柱不會下降，如果這時在管頂開一個小孔，水柱不會向上噴出．（均選填“會”或“不會”）

Answer 1

分析 （1）為了測得大氣壓的值，這時必須測管內(nèi)外水銀面高度差． 管內(nèi)水銀柱的高度只與當(dāng)時的大氣壓有關(guān)，而與玻璃管的粗細、是否傾斜、以及水銀槽中的水銀的多少無關(guān)．
（2）已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的長度．然后可知管中的水柱是否下降；托里拆利實驗中，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)生的壓強等于管外的大氣壓．

解答 解：（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測量管內(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，如果水銀氣壓計中的水銀用水代替，那么玻璃管的長度約為 10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時，管中的水柱不會下降；  當(dāng)管頂開一個小孔時，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)的水不會從小孔噴出，反而會立即下降，直到液面相平．
故答案為：（1）管內(nèi)外水銀面高度差；管內(nèi)水銀柱高度變高；（2）不會；不會．

點評 本題是考查對托里拆利實驗原理的理解，并且要求能在題目中靈活運用，難度適中．