Question

7．小明與同學(xué)們一起利用試管和水槽進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）如圖A所示，將一支空的完好的試管，管口向下浸入水槽的水中至一定深度，我們可以發(fā)現(xiàn)C．
A．液面始終與試管口相平不進(jìn)入試管
B．試管內(nèi)液面始終與水槽內(nèi)液面相平
C．有水進(jìn)入試管，且液面高于水槽內(nèi)液面
D．有水進(jìn)入試管，但液面低于水槽內(nèi)液面
（2）如圖B，將裝滿水的試管口朝下浸入水中，慢慢將試管提升，在試管口沒(méi)有離開(kāi)水面之前，試管內(nèi)的水量將C．
A．逐漸減少，但水柱始終高于試管外水面B．逐漸減少，但水柱保持與試管外水面相平
C．不減少，充滿整個(gè)試管D．無(wú)法判斷
（3）如果圖B時(shí)，當(dāng)小明不慎將管底碰破一個(gè)小孔，此時(shí)試管內(nèi)的水將下降，直到液面與水槽面齊平．

Answer 1

分析 （1）管口向下浸入水槽的水中至一定深度，試管內(nèi)的氣體體積減小，氣壓增大，液體內(nèi)部壓強(qiáng)向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)．
（2）利用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值結(jié)合液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式求出其能夠支撐地水柱的高度，聯(lián)系量筒的長(zhǎng)度，即可確定筒內(nèi)露出水面部分是否充滿水．
（3）當(dāng)瓶底沒(méi)有破時(shí)，由于外界大氣壓的作用，瓶中的水不會(huì)下降．當(dāng)瓶底被碰破時(shí)，瓶中水的上方也有了大氣壓．

解答 解：（1）將一支空的完好的試管，管口向下浸入水槽的水中至一定深度，試管內(nèi)的氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，有水進(jìn)入試管，且液面高于水槽內(nèi)液面，故選C．
（2）假設(shè)當(dāng)時(shí)的氣壓P為10⁵Pa，結(jié)合水的密度利用公式P=ρgh可以求出這個(gè)壓強(qiáng)能夠支撐的水柱高度；由于一個(gè)量筒的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10m，量筒內(nèi)露出水面部分能夠充滿水，綜上分析，故選C．
（3）當(dāng)瓶底被碰破一個(gè)小孔時(shí)，瓶中水的上方大氣壓與瓶外大氣壓相等，瓶中的水在自身重力的作用下下降，直到液面與水槽面齊平．
故答案為：（1）C；（2）C；（3）下降，直到液面與水槽面齊平．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了大氣壓強(qiáng)，用水來(lái)代替水銀模擬托里拆利實(shí)驗(yàn)要至少10m以上的玻璃管才有可能在頂端出現(xiàn)真空，如果管子的長(zhǎng)度小于10m，而管中的水又不滿，只能說(shuō)明里邊的空氣可能沒(méi)有被排干凈；瓶中的水是由于大氣壓的作用而不下降，所以當(dāng)瓶底被碰破小孔時(shí)，學(xué)生很容易想到水會(huì)從小孔噴出．