Question

13．最早測量大氣壓的實驗是由意大利科學家托里拆利完成的，他測出的大氣壓的值相當76cm高的水銀柱產生的壓強．
（1）往玻璃管中倒入水銀時，要倒滿是為了：排出管里的空氣，使管內水銀面上方形成真空．
（2）將玻璃管傾斜放置，管內水銀柱長度將變長，管內與管外水銀高度差將不變．
（3）將玻璃管向上提一段高度，管口仍在水銀槽內，此時，管內與管外水銀高度差將不變．
（4）將玻璃管頂部敲一個小孔，你認為會出現的現象是：試管中水銀會下降到與管外水銀面相平為止．
（5）管內管外水銀高度差小于760mm水銀柱，你認為是什么原因：可能是當地的氣壓低于一個標準大氣壓．

Answer 1

分析 （1）要求玻璃管中充滿水銀，是為了排凈管中的空氣；
（2）外界大氣壓不變，當玻璃管傾斜時，管內水銀柱高不變，但長度變長．
（3）玻璃管向上提起一點、傾斜、換成粗細不同的，如果大氣壓值不變，而且實驗操作過程中沒有出現錯誤，管內水銀柱高度是固定的．
（4）在托里拆利實驗中，管內上方是真空，是管外的大氣壓支持著管內的水銀柱，即管內水銀柱產生的壓強等于管外的大氣壓．當在管頂穿一個小孔，就構成了一個連通器，據此分析判斷．
（5）在托里拆利實驗中，水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的．

解答 解：（1）往玻璃管里灌滿水銀是為了排出管里的空氣，這樣當管倒插入水銀槽里時，管內水銀面上方才可能形成真空；
（2）將玻璃管傾斜一些，大氣壓不變，水銀柱高度也不變，但玻璃管內水銀的長度會變大一些．
（3）將玻璃管豎直上提，水銀柱產生的壓強會大于大氣壓，故水銀柱會下降到原來的高度，即高度不變．
（4）當管頂開一個小孔時，管內的水銀與外界的大氣相通，此時外界大氣壓對管內水銀也有個向下的壓強，所以管內的水銀不僅不會從小孔噴出，反而會立即下降．此時托里拆利管和水銀槽實際上是構成了一個連通器，最終液面會相平；
（5）若玻璃管內的水銀柱的高度會小于760mm，原因可能是當地的氣壓低于一個標準大氣壓．
故答案為：（1）排出管里的空氣，使管內水銀面上方形成真空；（2）長；不變；（3）不變；（4）試管中水銀會下降到與管外水銀面相平為止；（5）可能是當地的氣壓低于一個標準大氣壓．

點評 此本題考查了托里拆利實驗原理．知道影響托里拆利實驗水銀柱豎直高度的因素：大氣壓、上端有空氣等，與玻璃管的粗細、長短、傾斜度等無關．