Question

【題目】在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開手指，管內水銀面下降到一定高度時就不再下降，如圖所示．

（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測量 ．如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部，則觀察到的現象是 ．

（2）某同學也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的水柱 下降，如果這時在管頂開一個小孔，水柱 向上噴出．（均選填“會”或“不會”）

Answer 1

【答案】（1）管內外水銀面高度差；管內水銀柱高度變高；（2）不會；不會

【解析】

試題分析：（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測管內外水銀面高度差． 管內水銀柱的高度只與當時的大氣壓有關，而與玻璃管的粗細、是否傾斜、以及水銀槽中的水銀的多少無關．

（2）已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的長度．然后可知管中的水柱是否下降；托里拆利實驗中，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．

解：（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測量管內外水銀面高度差．如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部，大氣壓隨高度的減小而增大，故所能支持的水銀柱高度也變高． 即觀察到的現象是管內水銀柱高度變高．

（2）一個標準大氣壓為760毫米汞柱，由p=ρ水銀gh水銀=ρ水gh水，可知，如果水銀氣壓計中的水銀用水代替，那么玻璃管的長度約為 10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的水柱不會下降； 當管頂開一個小孔時，管內的水與外界的大氣相通，玻璃管和水槽組成連通器，則管內的水不會從小孔噴出，反而會立即下降，直到液面相平．

故答案為：（1）管內外水銀面高度差；管內水銀柱高度變高；（2）不會；不會．