Question

16．如图所示，是探究某地大气压的大小所做的“托里拆利实验”．
（1）开始时，必须在管中灌满水银，目的是排净管中的空气．
（2）如图，在某地点测量大气压的值，管上方真空，该地的大气压强等于760mm高水银柱产生的压强．
（3）如果玻璃管由倾斜改为竖直放置，管中的水银柱的高度不变（选填“变小”、“不变”或“变大”）．
（4）如果将水银换成水来做托里拆利实验，则有p_大气压=p_水=ρ_水gh_水，由此可以得出，一个标准大气压可以支持约10.34m高的水柱．

Answer 1

分析 （1）在一标准大气压的环境中做托里拆利实验，大气压能支持约760mm高的水银柱．
（2）要求玻璃管中充满水银，是为了排净管中的空气，气泡会使测量结果偏小；
（3）管的长度要求约1m左右，是为了给上面的真空留出一定的空间，便于判断水银柱的真实高度；
（4）玻璃管的倾斜、上提、下压都不会影响水银柱的高度．

解答 解：（1）要求玻璃管中充满水银，是为了排净管中的空气；管的长度要求约1m左右；若管内是真空，则管内水银柱产生的压强等于大气压强；
（2）玻璃管内的水银是被外界大气压支持着的，大气压强等于管内水银柱产生的压强，由水银的密度和水银柱的高度共同决定，水银柱的高度为760mm；
（3）水银柱的高度由外界大气压的大小决定，与玻璃管放置方式无关，所以竖直放置是水银柱液面所在的高度不变；
（4）由p_大气压=p_水=ρ_水gh_水，一个大气压能支撑水柱的高度：
h=$\frac{{p}_{大气压}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.013×1{0}^{5}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}$≈10.34m．
故答案为：（1）排净管中的空气；（2）760；（3）不变；（4）10.34m．

点评 此题考查了托里拆利实验的影响因素，托里拆利实验中对测量结果有影响的操作是哪些，这是比较经常出现的考题．