Question

20．在長約1米、一端封閉的玻璃管灌滿水銀，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，這時必須測量內(nèi)外水銀面的高度差．如果將此裝置拿到山上，測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．如果這時在管壁的中間開一個小孔，水柱不會噴出． （均選填“會“或“不會”）
（3）如果用水替代水銀做測量大氣壓的實驗，在某處測得水柱的高度差為10m，則該處的大氣壓強為10⁵Pa（取g=10N/Kg）．

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

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�。� 
（2）一個標準大氣壓為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，大約能支持10m高的水柱，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； 當管中間開一個小孔時，小孔處有空氣進入，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．
（3）水柱產(chǎn)生的壓強：p=ρgh=10³kg/m³×10N/kg×10m=10⁵Pa．該處的大氣壓強為10⁵Pa．
故答案為：（1）高度差；減小；（2）不會；不會；（3）10⁵．

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．