Question

20．如图，回顾托里拆利实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中．放开堵管口的手指时，管里的水银面下降一些就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm．将管子倾斜，管内外水银面的高度差约仍为760mm．回答下列问题：
（1）为什么玻璃管内水银上方是真空？玻璃管内水银上方若不是真空，则里面的空气会对水银产生压强，影响管内外水银柱的高度差
（2）为什么将管子倾斜，管内外水银面的高度差约仍为760mm？由于大气压不变，根据p=ρgh可知能支持的水银柱高度不变．

Answer 1

分析 （1）托里拆利实验能测出大气压的值，是利用管内水银柱产生的压强等于大气压，即p_大气=p_水银=ρ_水银gh．
在托里拆利实验中，水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，玻璃管内水银上方若不是真空，则里面的空气会对水银产生压强，影响管内外水银柱的高度差．
（2）当玻璃管倾斜时，管内水银柱高不变，但长度变长，使得水银槽内液面降低，再根据液体压强公式分析水银槽底部所受水银的压强的大小变化．

解答 解：（1）托里拆利实验能测出大气压的值，是利用管内水银柱产生的压强等于大气压，即p_大气=p_水银=ρ_水银gh．
在托里拆利实验中，水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，玻璃管内水银上方若不是真空，则里面的空气会对水银产生压强，影响管内外水银柱的高度差．
（2）实验中玻璃管内水银面的上方是真空，当玻璃管倾斜时，由于大气压不变，根据p=ρgh可知能支持的水银柱高度不变，所以管内外水银面的高度差约仍为760mm．
答：（1）玻璃管内水银上方若不是真空，则里面的空气会对水银产生压强，影响管内外水银柱的高度差；
（2）由于大气压不变，根据p=ρgh可知能支持的水银柱高度不变．

点评 本题考查了托里拆利实验的原理，能知道玻璃管倾斜时水银柱的长度大于水银柱的竖直高度是本题的关键．