Question

20．在长约1米、一端封闭的玻璃管灌满水银，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，这时必须测量内外水银面的高度差．如果将此装置拿到山上，测量水银柱的高度将减小（填增大、减小或不变）．
（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，管中的水柱不会下降．如果这时在管壁的中间开一个小孔，水柱不会喷出． （均选填“会“或“不会”）
（3）如果用水替代水银做测量大气压的实验，在某处测得水柱的高度差为10m，则该处的大气压强为10⁵Pa（取g=10N/Kg）．

Answer 1

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．
（3）已知水的高度，根据公式p=ρgh可求水柱产生的压强，即为该处的大气压强．

解答 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．如果将此装置拿到山上，大气压随高度的增大而减小，故所能支持的水银柱高度也减小； 
（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，大约能支持10m高的水柱，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； 当管中间开一个小孔时，小孔处有空气进入，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．
（3）水柱产生的压强：p=ρgh=10³kg/m³×10N/kg×10m=10⁵Pa．该处的大气压强为10⁵Pa．
故答案为：（1）高度差；减小；（2）不会；不会；（3）10⁵．

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．