20.如圖,回顧托里拆利實(shí)驗(yàn)過(guò)程:在長(zhǎng)約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中.放開堵管口的手指時(shí),管里的水銀面下降一些就不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm.將管子傾斜,管內(nèi)外水銀面的高度差約仍為760mm.回答下列問(wèn)題:
(1)為什么玻璃管內(nèi)水銀上方是真空?玻璃管內(nèi)水銀上方若不是真空,則里面的空氣會(huì)對(duì)水銀產(chǎn)生壓強(qiáng),影響管內(nèi)外水銀柱的高度差
(2)為什么將管子傾斜,管內(nèi)外水銀面的高度差約仍為760mm?由于大氣壓不變,根據(jù)p=ρgh可知能支持的水銀柱高度不變.

分析 (1)托里拆利實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y(cè)出大氣壓的值,是利用管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓,即p大氣=p水銀水銀gh.
在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的,玻璃管內(nèi)水銀上方若不是真空,則里面的空氣會(huì)對(duì)水銀產(chǎn)生壓強(qiáng),影響管內(nèi)外水銀柱的高度差.
(2)當(dāng)玻璃管傾斜時(shí),管內(nèi)水銀柱高不變,但長(zhǎng)度變長(zhǎng),使得水銀槽內(nèi)液面降低,再根據(jù)液體壓強(qiáng)公式分析水銀槽底部所受水銀的壓強(qiáng)的大小變化.

解答 解:(1)托里拆利實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y(cè)出大氣壓的值,是利用管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓,即p大氣=p水銀水銀gh.
在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的,玻璃管內(nèi)水銀上方若不是真空,則里面的空氣會(huì)對(duì)水銀產(chǎn)生壓強(qiáng),影響管內(nèi)外水銀柱的高度差.
(2)實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方是真空,當(dāng)玻璃管傾斜時(shí),由于大氣壓不變,根據(jù)p=ρgh可知能支持的水銀柱高度不變,所以管內(nèi)外水銀面的高度差約仍為760mm.
答:(1)玻璃管內(nèi)水銀上方若不是真空,則里面的空氣會(huì)對(duì)水銀產(chǎn)生壓強(qiáng),影響管內(nèi)外水銀柱的高度差;
(2)由于大氣壓不變,根據(jù)p=ρgh可知能支持的水銀柱高度不變.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理,能知道玻璃管傾斜時(shí)水銀柱的長(zhǎng)度大于水銀柱的豎直高度是本題的關(guān)鍵.

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