Question

12．如圖所示，在一根一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管中有一小段水銀柱，封閉著一定質(zhì)量的空氣，現(xiàn)在要用它測(cè)定大氣壓，完成下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中還需要什么器材？
（2）說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的主要步驟．
（3）用實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量列出大氣壓的表達(dá)式．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量水銀柱的高度來(lái)測(cè)量大氣壓；
（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：將細(xì)玻璃管水平放置，用刻度尺量出水銀柱長(zhǎng)h（cm）和封閉空氣柱長(zhǎng)l₁（cm）；將細(xì)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置，用刻度尺量出封閉空氣柱長(zhǎng)l₂（cm）．　
（3）設(shè)玻璃管的截面積為S，兩種情況下空氣的狀態(tài)參量，由玻意耳定律求解大氣壓．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量水銀柱的高度來(lái)測(cè)量大氣壓，故還需要用刻度尺．
（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：將細(xì)玻璃管水平放置，用刻度尺量出水銀柱長(zhǎng)h（cm）和封閉空氣柱長(zhǎng)l₁（cm）；將細(xì)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置，用刻度尺量出封閉空氣柱長(zhǎng)l₂（cm）．　
（3）設(shè)玻璃管的截面積為S，兩種情況下空氣的狀態(tài)參量分別為p₁=p₀，V₁=l₁S，p₂=p₀+h（mmHg），V₂=l₂S
由玻意耳定律，可得：p₀l₁S=（p₀+h）l₂S，
解得大氣壓強(qiáng)p₀=$\frac{h{l}_{2}}{{l}_{1}-{l}_{2}}$．　
答：（1）實(shí)驗(yàn)中還需要刻度尺
（2）實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：將細(xì)玻璃管水平放置，用刻度尺量出水銀柱長(zhǎng)h（cm）和封閉空氣柱長(zhǎng)l₁（cm）；將細(xì)玻璃管開(kāi)口向上豎直放置，用刻度尺量出封閉空氣柱長(zhǎng)l₂（cm）．　
（3）大氣壓強(qiáng)p₀=$\frac{h{l}_{2}}{{l}_{1}-{l}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題考察波義耳定律的應(yīng)用，只要知道原理即可根據(jù)原理選擇公式，注意物理量符號(hào)的應(yīng)用即可．