Question

11．某同学做托里拆利实验时，实验现象如图甲所示，设实验过程中管口不离开水银面，试回答：
（1）此时此地大气压的值为730mm高水银柱，合9.7×10⁴Pa．
（2）如图甲所示，将试管口略向上提（管口不离开水银槽内水银面），管内水银柱的高度差为730mm高水银柱；将试管口略向下压（管内仍然有一部分真空），管内外水银柱的高度差为730mm高水银柱．
（3）如图乙所示，玻璃管倾斜，管中水银柱长度将增大，高度不变；如果此时测量液体的高度时，将水银柱的长度当高度，测量的结果将偏大（选填“偏大”或“没有影响”）．
（4）实验时管中不慎进入少量空气，管中水银柱高度将减小（选填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）如图甲，利用托里拆利实验步骤测量大气压强时，当玻璃管内的水银柱稳定后，在玻璃管的顶部穿一小孔，那么管内的水银液面将（　　）
A．保持不变                    B．逐渐下降，最终与管外液面相平
C．逐渐上升，最终从小孔中流出    D．稍微下降一些．

Answer 1

分析 （1）在托里折利实验中，玻璃管内外液面的高度差反映了大气压的大小，利用公式p=ρgh可计算具体的压强值；
（2）实验中，上提、下压玻璃管不会影响液柱的高低；
（3）玻璃管倾斜时，管中水银柱长度将增大，高度不变；如果将水银柱的长度当高度，测量的结果将偏大；
（4）管中混入空气时，会产生一定向下的压强，使水银柱高度减小；
（5）在玻璃管的顶部穿一小孔，则管内外构成连通器，液面将会相平．

解答 解：（1）在托里折利实验中，玻璃管内外液面的高度差反映了大气压的大小，读图可知，此时此地大气压的值为730mm高水银柱，
其具体压强值为：p=ρgh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.73m≈9.7×10⁴Pa．
（2）在管口不离开水银槽内水银面的情况下，将试管口略向上提，或将试管口略向下压，管内水银柱的高度差均不变，仍为730mm高水银柱．
（3）如图乙所示，玻璃管倾斜，管中水银柱长度将增大，高度不变；如果此时测量液体的高度时，将水银柱的长度当高度，测量的结果将偏大．
（4）实验时管中不慎进入少量空气，则空气会产生一定的向下的压强，使管中水银柱高度将减小；
（5）图甲中，利用托里拆利实验步骤测量大气压强时，当玻璃管内的水银柱稳定后，在玻璃管的顶部穿一小孔，则玻璃管内外都与大气压相通，构成了连通器，则管内的水银液面将下降，最终与管外液面相平．
故答案为：（1）730；9.7×10⁴；
（2）730；730；
（3）增大；不变；偏大；
（4）减小；
（5）B．

点评 本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况，在解答时，要抓住托里拆利实验的原理--大气压与管内水银柱压强是相等的，故大气压不变的情况下，水银柱产生的压强也是不变的，即水银柱高度不变．