托里拆利實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)全解析

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  托里拆利實(shí)驗(yàn)是大氣壓強(qiáng)中一個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)第一次測(cè)出了大氣壓強(qiáng)值為760mm水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。中考中圍繞該實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn)也屢見不鮮。但由于學(xué)生及老師對(duì)該實(shí)驗(yàn)的重視程度不夠,再加上本身這個(gè)實(shí)驗(yàn)就有一定的難度,所以這方面的題目失分也很容易。

  該實(shí)驗(yàn)完整是這樣做的:用長(zhǎng)約1m的玻璃管,一端開口,一端封閉。灌滿水銀后,用拇指堵住管口,倒放在水銀槽中,管中水銀下降至760mm。這時(shí)管中上方出現(xiàn)一段真空。(如圖)

  考察1:

  如果將玻璃管加粗或者改細(xì)一點(diǎn),對(duì)該實(shí)驗(yàn)都不會(huì)產(chǎn)生影響,測(cè)量出來的結(jié)果仍然是760mm水銀柱。

  如果將玻璃管向上提起一些,水銀柱會(huì)管內(nèi)下降,但距水銀槽中水銀面高度仍是760mm。將玻璃管向下按壓一些,也不會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果。

  小結(jié):玻璃管的粗細(xì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。把玻璃管向上提起或者向下按下也不會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果。

  考察2:

  如果將玻璃管傾斜,管中水銀會(huì)上升,水銀柱長(zhǎng)度增加,但這時(shí)如果測(cè)量其豎直高度仍然是760mm。

  小結(jié):將玻璃管傾斜后,水銀柱長(zhǎng)度增加,高度不變。

  考察3:

  如果玻璃管中混入了少量的空氣,玻璃管中水銀由于受到了一部分氣體向下的壓強(qiáng),所以水銀柱會(huì)下降一些,這時(shí)水銀柱的高度將會(huì)小于760mm,也就是說比真實(shí)的氣壓值要小一些。

  小結(jié):玻璃管中如果混入少量的空氣,測(cè)量值會(huì)比真實(shí)值小。

  考察4:

  如果在玻璃管頂端鑿一小孔,管中由于能夠進(jìn)入空氣,玻璃管中水銀柱的上表面也就受到了大氣壓強(qiáng),由于這個(gè)壓強(qiáng)和水銀槽中水銀面上方受到的大氣壓強(qiáng)相等,管中水銀就會(huì)由于自身的重力而下降,直到和水銀槽中水銀面相平。

  其實(shí)在管頂鑿一小孔后,玻璃管和水銀槽就構(gòu)成了一個(gè)連通器,因此這時(shí)水銀在不流動(dòng)時(shí)各液面將保持相平。

  考察5:

  考察5與知識(shí)點(diǎn)非常相似,但難度稍有增加。

  如圖所示,在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下把一端封閉的玻璃管裝滿水銀后豎直地倒立在水銀槽內(nèi),管的頂端高出水銀槽中水銀面36cm,這時(shí)管中的水銀不會(huì)下降,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓能夠支持760mm的水銀柱。所以這時(shí)管頂會(huì)受到水銀柱向上的76cm-36cm=40cm的壓強(qiáng)。如果這時(shí)在管頂開一個(gè)小孔,水銀柱會(huì)不會(huì)向上噴出呢?

  因?yàn)楹芏鄬W(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到管頂受到水銀柱向上有壓強(qiáng),所以認(rèn)為這時(shí)水銀柱會(huì)向上噴出,但實(shí)際上開個(gè)小孔后,空氣由小孔進(jìn)入玻璃管,玻璃管中的水銀同樣受到了大氣向下的壓強(qiáng),所以答案仍然是水銀柱下降,直到和管外液面相平。

  小結(jié):如果在玻璃管上方開一小孔,由于管中水銀受到有大氣向上和向下的壓強(qiáng),所以水銀柱會(huì)下降到和管外液面相平。

  我們一起來做幾個(gè)小練習(xí)吧:

  1.某同學(xué)在做標(biāo)準(zhǔn)氣壓下做托里拆利實(shí)驗(yàn),測(cè)得的結(jié)果是管內(nèi)水銀面比槽里水銀面高出了750mm,他失敗的原因是:(     )

  A.管子粗了一些         B.管子長(zhǎng)了一些

  C.管子不在豎直位置     D.管內(nèi)漏入少量空氣

  2.托里拆利實(shí)驗(yàn)中,若在玻璃管頂開一小孔,則管內(nèi)水銀將:(    )

  A.往上噴出                B.保持高度不變

  C.降到與管外水銀面相平    D.稍下降一些

  3.在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,以下哪種情況會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響(    )

  A.往水銀槽中多加一些水銀

  B.將玻璃管向上提,但管口不離開水銀面

  C.換口徑較粗的玻璃管做實(shí)驗(yàn)

  D.玻璃管內(nèi)尚留有少許空氣

  托里拆利實(shí)驗(yàn)是一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),并不需要學(xué)生親自動(dòng)手來做,但由這個(gè)實(shí)驗(yàn)衍生的知識(shí)點(diǎn)還是相當(dāng)多的,我們只是根據(jù)近幾年的中考做了小結(jié),希望會(huì)對(duì)學(xué)生們有更多的幫助。

  來源:高?駿的博客


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