Question

在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，如图所示．
（1）为了测得大气压的值，这时必须测量______．如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部，则观察到的现象是______．
（2）某同学也利用此装置，把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，管中的水柱______下降，如果这时在管顶开一个小孔，水柱______向上喷出．（均选填“会”或“不会”）

Answer 1

解：（1）为了测得大气压的值，这时必须测量管内外水银面高度差．如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部，大气压随高度的减小而增大，故所能支持的水银柱高度也变高． 即观察到的现象是管内水银柱高度变高．
（2）一个标准大气压为760毫米汞柱，由p=ρ_水银gh_水银=ρ_水gh_水，可知，如果水银气压计中的水银用水代替，那么玻璃管的长度约为 10m，所以把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，管中的水柱不会下降； 当管顶开一个小孔时，管内的水与外界的大气相通，玻璃管和水槽组成连通器，则管内的水不会从小孔喷出，反而会立即下降，直到液面相平．
故答案为：（1）管内外水银面高度差；管内水银柱高度变高；（2）不会；不会．
分析：（1）为了测得大气压的值，这时必须测管内外水银面高度差． 管内水银柱的高度只与当时的大气压有关，而与玻璃管的粗细、是否倾斜、以及水银槽中的水银的多少无关．
（2）已知水银的密度和水的密度，大气压一样，可求玻璃管的长度．然后可知管中的水柱是否下降；托里拆利实验中，是管外的大气压支持着管内的水银柱，即管内水银柱产生的压强等于管外的大气压．
点评：本题是考查对托里拆利实验原理的理解，并且要求能在题目中灵活运用，难度适中．