Question

某同學做托里拆利實驗時，測得管中水銀柱的高度為75cm，設實驗過程中管口不離開水銀面，試回答：
（1）此時此地大氣壓的值為______mm高水銀柱，合______Pa．
（2）將玻璃管向上提1cm（不離開水銀槽里的水銀面），此時管內的水銀柱高為______水銀柱．
（3）將玻璃管下壓1.5cm時，管內的水銀柱高為______．
（4）將玻璃管傾斜時，管中水銀柱長度將______，高度______．
（5）換用長短相同、粗細不同的玻璃管做此實驗，管中水銀柱的高度將______．
（6）若在實驗過程中，不慎使少量的空氣混入管中，則管中水銀柱的高度______．
（7）若在管的頂端開一個小孔，則根據______原理可知，管中的水銀______噴出，而是與水銀柱液面相平為止．

Answer 1

解：（1）此時的大氣壓值為：P=ρ_水銀gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×750×10^-3m=99960Pa．
（2）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，還是750mm水銀柱．
（3）同理，將玻璃管下壓1.5cm時，管內的水銀柱高還是750mm．
（4）將玻璃管傾斜一些，大氣壓不變，水銀柱高度也不變，但長度會變大一些．
（5）換用長短相同、粗細不同的玻璃管做此實驗，大氣壓不變，水銀柱高度也不變．
（6）若玻璃管中混入少量空氣，這些空氣會對管內水銀柱有個向下的壓強，會導致管內水銀柱高度減小．
（7）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．
故答案為：（1）750；99960；（2）750mm；（3）750mm；（4）增加；不變；（5）不變；（6）降低；（7）連通器；不會．
分析：（1）大氣壓能支持750mm高的水銀柱，說明了此時的大氣壓與750mm水銀柱產生的壓強相等，由P=ρgh可計算出這個大氣壓；
（2）（3）（4）（5）（6）如果大氣壓值不變，而且實驗操作過程中沒有出現錯誤的話，管內水銀柱高度是固定的．
（7）當在管頂穿一個小孔，就構成了一個連通器，據此分析判斷．
點評：本題考查了多種情況下水銀柱高度的變化情況，在解答時，要抓住托里拆利實驗的原理--大氣壓與管內水銀柱壓強是相等的，故大氣壓不變的情況下，水銀柱產生的壓強也是不變的，即水銀柱高度不變．