题目内容

某同学做托里拆利实验时,测得管中水银柱的高度为75 cm,如图所示,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________mm高水银柱,合________Pa.

(2)将玻璃管上提1 cm(不离开水银槽里的水银面),此时管内的水银柱高为________mm水银柱.

(3)将玻璃管下压1.5 cm时,管内的水银柱高为________.

(4)将玻璃管倾斜时,管中水银柱长度将________,高度________.

(5)换用长短相同,粗细不同的玻璃管做此实验,管中水银柱的高度将________.

(6)如果实验时不慎进入管中少量的空气,则管中水银柱的高度将________.(填“升高”、“降低”或“不变”)

(7)若在管的顶部开一个小孔,则根据________原理可知,管中的水银________喷出,而是水银柱________相平为止.

答案:
解析:

  答案 (1)750 0.9996×105

  (2)750

  (3)750 mm 水银柱

  (4)变大 不变

  (5)不变

  (6)降低

  (7)连通器 不会 下降至与管外水银面

  思路与技巧 在做托里拆利实验时,要学会分析实验原理.玻璃管上方为真空,管内水银柱由大气压来支持住.大气压与管内水银柱产生的压强相等.

  (1)此时此地大气压的值等于750 mm水银柱产生的压强.根据液体压强公式p=pgh=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.75 m=0.9996×105 Pa.

  (2)、(3)只要外界大气压不变、管长足够、管口不离开水银槽内水银面,不论玻璃管上提还是下压,水银柱的高均为75 cm.

  (4)、(5)由液体压强公式p=ρgh知,水银的压强只跟其高度有关.这就是说,只要外界大气压不变,那么水银柱的压强就不变,不论是水银柱的长度增加还是管径变粗,其高度均不会改变.另外水银槽内的水银面的升降也不会影响管内外水银面的高度差——这个高度差只受外界大气压的影响.

  (6)若管内混入空气,这些空气对水银有向下的压强.这时大气压强将不再能支持原来高度的水银柱了.水银柱高度由h=决定(如图所示).

  (7)在管顶开一小孔,管内外大气相通,此时实验装置变成连通器了,由连通器原理可知,管内水银面将要下降,直至与管外水银面相平.


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