Question

12．如图所示，在一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管中有一小段水银柱，封闭着一定质量的空气，现在要用它测定大气压，完成下列问题：
（1）实验中还需要什么器材？
（2）说明实验的主要步骤．
（3）用实验中测量的物理量列出大气压的表达式．

Answer 1

分析 （1）实验需要测量水银柱的高度来测量大气压；
（2）实验的主要步骤是：将细玻璃管水平放置，用刻度尺量出水银柱长h（cm）和封闭空气柱长l₁（cm）；将细玻璃管开口向上竖直放置，用刻度尺量出封闭空气柱长l₂（cm）．　
（3）设玻璃管的截面积为S，两种情况下空气的状态参量，由玻意耳定律求解大气压．

解答 解：（1）实验需要测量水银柱的高度来测量大气压，故还需要用刻度尺．
（2）实验的主要步骤是：将细玻璃管水平放置，用刻度尺量出水银柱长h（cm）和封闭空气柱长l₁（cm）；将细玻璃管开口向上竖直放置，用刻度尺量出封闭空气柱长l₂（cm）．　
（3）设玻璃管的截面积为S，两种情况下空气的状态参量分别为p₁=p₀，V₁=l₁S，p₂=p₀+h（mmHg），V₂=l₂S
由玻意耳定律，可得：p₀l₁S=（p₀+h）l₂S，
解得大气压强p₀=$\frac{h{l}_{2}}{{l}_{1}-{l}_{2}}$．　
答：（1）实验中还需要刻度尺
（2）实验的主要步骤是：将细玻璃管水平放置，用刻度尺量出水银柱长h（cm）和封闭空气柱长l₁（cm）；将细玻璃管开口向上竖直放置，用刻度尺量出封闭空气柱长l₂（cm）．　
（3）大气压强p₀=$\frac{h{l}_{2}}{{l}_{1}-{l}_{2}}$．

点评 此题考察波义耳定律的应用，只要知道原理即可根据原理选择公式，注意物理量符号的应用即可．