Question

16．如圖所示，是探究某地大氣壓的大小所做的“托里拆利實驗”．
（1）開始時，必須在管中灌滿水銀，目的是排凈管中的空氣．
（2）如圖，在某地點測量大氣壓的值，管上方真空，該地的大氣壓強等于760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強．
（3）如果玻璃管由傾斜改為豎直放置，管中的水銀柱的高度不變（選填“變小”、“不變”或“變大”）．
（4）如果將水銀換成水來做托里拆利實驗，則有p_大氣壓=p_水=ρ_水gh_水，由此可以得出，一個標準大氣壓可以支持約10.34m高的水柱．

Answer 1

分析 （1）在一標準大氣壓的環(huán)境中做托里拆利實驗，大氣壓能支持約760mm高的水銀柱．
（2）要求玻璃管中充滿水銀，是為了排凈管中的空氣，氣泡會使測量結(jié)果偏��；
（3）管的長度要求約1m左右，是為了給上面的真空留出一定的空間，便于判斷水銀柱的真實高度；
（4）玻璃管的傾斜、上提、下壓都不會影響水銀柱的高度．

解答 解：（1）要求玻璃管中充滿水銀，是為了排凈管中的空氣；管的長度要求約1m左右；若管內(nèi)是真空，則管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強；
（2）玻璃管內(nèi)的水銀是被外界大氣壓支持著的，大氣壓強等于管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強，由水銀的密度和水銀柱的高度共同決定，水銀柱的高度為760mm；
（3）水銀柱的高度由外界大氣壓的大小決定，與玻璃管放置方式無關(guān)，所以豎直放置是水銀柱液面所在的高度不變；
（4）由p_大氣壓=p_水=ρ_水gh_水，一個大氣壓能支撐水柱的高度：
h=$\frac{{p}_{大氣壓}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.013×1{0}^{5}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}$≈10.34m．
故答案為：（1）排凈管中的空氣；（2）760；（3）不變；（4）10.34m．

點評 此題考查了托里拆利實驗的影響因素，托里拆利實驗中對測量結(jié)果有影響的操作是哪些，這是比較經(jīng)常出現(xiàn)的考題．