江苏省大丰市万盈二中2013届中考物理总复习 托里拆利实验(无答案)
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【知识点详解】 托里拆利实验是物理学中用于测定大气压强的经典实验,由意大利科学家托里拆利在17世纪提出。实验的核心是利用一个长玻璃管,灌满水银后倒置在水银槽中,由于水银的密度远大于空气,使得管内的水银柱在大气压的作用下不会落下,而是在管口形成一段水银柱。这段水银柱的高度就代表了大气压的大小,通常以厘米水银柱(cmHg)来表示。 1. 实验中,正确测量的大气压强应为76 cmHg,这是在标准大气压下的值。例题1的正确答案是B。 2. 外界条件的变化会影响实验结果。例如,例题2中提到,即使使玻璃管倾斜、变粗或向水银槽中加水银,都不会改变内外水银面的高度差,只有当外界大气压发生变化时,高度差才会改变。 3. 在标准大气压下,管外水银面上的大气压强等于760 mmHg(或者101,325帕)。如果在试管顶部开一小孔,由于大气压作用,水银会从孔中流出,最终试管内外水银面会相平,如例题3所述。 4. 例题4讨论了不同形状的玻璃管中水银柱对封闭气体压强的影响,封闭气体的压强不仅与水银柱高度有关,还与管内气体体积有关。 5. 在托里拆利实验中,若测量值小于76 cmHg,可能是因为玻璃管内混入了空气,空气会对水银柱产生额外的支撑力,使水银柱高度降低。例题5中的A选项即为这一现象的描述。 6. 测量的大气压强值会受多种因素影响,如操作不当(如玻璃管未竖直放置)、管内混入空气、管径不均匀等。练习题中的问题3和4分别考察了这些因素对实验结果的影响。 7. 若三人的测量值中,一人操作正确,一人管内混入空气,一人未竖直放置,可以推断出正确的大气压值接近76.0 cmHg,因为这是正常情况下应得到的值。 8. 当从托里拆利实验装置中抽气时,若管内原本无空气,水银柱高度会下降,直至与水银槽中水银面相平,因为此时管内已无大气压支持水银柱。反之,如果管内有空气,抽气会使水银柱下降,但不会完全降至相平状态。 9. 如果在水银柱顶部穿孔,空气会进入管内,导致水银柱下降直至与槽中水银面相平,因为大气压会平衡管内外的水银柱压力。 10. 试管中的空气柱被水银柱密封,当试管旋转时,只要水银柱高度不变,空气柱的压强就不会变化。因此,若要满足P<P0(空气柱压强小于大气压),则必须是空气柱高度增大,这对应于图10中的乙和丙。 11. 当玻管倾斜时,水银柱的垂直高度会变小,但水银柱的长度会变大,因为水银会沿着斜管壁流动。而气柱长度会相应变大,因为水银柱占据的空间变小。 通过以上分析,我们可以看到托里拆利实验是理解和测量大气压强的关键,它涉及到了流体静力学、压力、体积、压强等多个基本物理概念。在实际操作和解题中,需考虑多种因素对实验结果的影响。
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