托里拆利實驗考點全解析

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)


  托里拆利實驗是大氣壓強中一個比較重要的實驗。該實驗第一次測出了大氣壓強值為760mm水銀柱所產(chǎn)生的壓強。中考中圍繞該實驗的考點也屢見不鮮。但由于學生及老師對該實驗的重視程度不夠,再加上本身這個實驗就有一定的難度,所以這方面的題目失分也很容易。

  該實驗完整是這樣做的:用長約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一點,對該實驗都不會產(chǎn)生影響,測量出來的結(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,也不會影響到測量結(jié)果。

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

  考察2:

  如果將玻璃管傾斜,管中水銀會上升,水銀柱長度增加,但這時如果測量其豎直高度仍然是760mm。

  小結(jié):將玻璃管傾斜后,水銀柱長度增加,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,所以水銀柱會下降一些,這時水銀柱的高度將會小于760mm,也就是說比真實的氣壓值要小一些。

  小結(jié):玻璃管中如果混入少量的空氣,測量值會比真實值小。

  考察4:

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

  其實在管頂鑿一小孔后,玻璃管和水銀槽就構成了一個連通器,因此這時水銀在不流動時各液面將保持相平。

  考察5:

  考察5與知識點非常相似,但難度稍有增加。

  如圖所示,在標準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,這時管中的水銀不會下降,因為標準大氣壓能夠支持760mm的水銀柱。所以這時管頂會受到水銀柱向上的76cm-36cm=40cm的壓強。如果這時在管頂開一個小孔,水銀柱會不會向上噴出呢?

  因為很多學生能夠認識到管頂受到水銀柱向上有壓強,所以認為這時水銀柱會向上噴出,但實際上開個小孔后,空氣由小孔進入玻璃管,玻璃管中的水銀同樣受到了大氣向下的壓強,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,所以水銀柱會下降到和管外液面相平。

  我們一起來做幾個小練習吧:

  1.某同學在做標準氣壓下做托里拆利實驗,測得的結(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.托里拆利實驗中,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.在托里拆利實驗中,以下哪種情況會對測量結(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驗

  D.玻璃管內(nèi)尚留有少許空氣

  托里拆利實驗是一個演示實驗,并不需要學生親自動手來做,但由這個實驗衍生的知識點還是相當多的,我們只是根據(jù)近幾年的中考做了小結(jié),希望會對學生們有更多的幫助。

  來源:高?駿的博客


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