Question

17．如圖所示，在長(zhǎng)約1米、一端封閉的玻璃管理灌滿(mǎn)水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開(kāi)手指，管內(nèi)水銀面下降，到一定高度時(shí)就不再下降．
（1）這就是著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)，他測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值是1.013×10⁵Pa，它相當(dāng)于約1.013kg的物體壓在1cm²的面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)．（g=10N/kg）
（2）如果將此裝置拿到高山上去，測(cè)出的結(jié)果將變�。ㄟx填變大、變下或不變）
（3）某同學(xué)也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿(mǎn)水后倒插在水槽內(nèi)，管中的水柱將不會(huì)下降．（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）

Answer 1

分析 （1）歷史上第一個(gè)測(cè)出大氣壓值的實(shí)驗(yàn)是托里拆利實(shí)驗(yàn)．托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)出大氣壓能支持0.76m水銀柱高，根據(jù)P=ρgh算出大氣壓值是多少帕．
根據(jù)F=pS和m=$\frac{G}{g}$算出相當(dāng)于多少千克的物體壓在1cm²的面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（2）大氣壓強(qiáng)隨高度的升高而減�。�
（3）已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的長(zhǎng)度．然后可知管中的水柱是否下降；托里拆利實(shí)驗(yàn)中，是管外的大氣壓支持著管內(nèi)的水銀柱，即管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于管外的大氣壓．

解答 解：（1）最早這一實(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的科學(xué)家是托里拆利．
p=ρ_水銀gh_水銀=13.6×10³kg/m³×10N/kg×0.76m=1.013×10⁵Pa．
1cm²=10^-4m²
F=pS=1.013×10⁵Pa×10^-4m²=10.13N，
m=$\frac{G}{g}$$\frac{10.13N}{10N/kg}$═1.013kg，
（2）海拔高的位置大氣壓強(qiáng)小，支持的水銀柱高度�。�
（3）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)中的水銀用水代替，那么玻璃管的長(zhǎng)度約為10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿(mǎn)水后倒插在水槽內(nèi)時(shí)，管中的水柱不會(huì)下降．
故答案為：（1）托里拆利；1.013×10⁵Pa；1.013；（2）變�。唬�3）不會(huì)．

點(diǎn)評(píng) 本題是考查對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理的理解，并且要求能在題目中靈活運(yùn)用，難度適中．