Question

某同学做托里拆利实验，由于玻璃管中混入了少量空气，使玻璃管中水银柱的高度略低于正常值（如图），如果他把玻璃管向上提（管口不离开槽内的水银面），产生的结果是______
A．管内水银柱高度增大
B．管内水银柱高度不变
C．管内水银柱高度减小
D．以上几种情况都是可能的．

Answer 1

【答案】分析：在正常情况下，托里拆利实验中，玻璃管上方应该是真空，此时如果上提或下压玻璃管，只要管口不离开水银面，水银柱的高度差将不会改变．这是因此水银柱的高度差反映了大气压的大小，而大气压此时是不变的．但当玻璃管中混入少量空气里，这一部分空气也会产生一定的压强，而且压强的大小会随着体积的变化而改变，据此来分析其变化的情况即可．
解答：解：托里拆利实验中，如果玻璃管中混入少量空气，则水银柱产生的压强+封闭空气柱产生的压强=外界大气压．如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方少量空气的体积增大，压强减小，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内水银柱的高度增大．选项A符合题意．
故选A．
点评：此题是实验中很容易遇到的现象，在分析时一定要与理想状态下的情况进行区分．即玻璃管上方为真空时，上提玻璃管，水银柱高度不变，而混入少量空气时，则会改变．