Question

【題目】某同學在測量某液體密度時，將兩端開口、底部帶有閥門K的三通U形玻璃管倒置在兩個容器中，左側容器盛有密度已知（ρ0）的液體，右側容器盛有待測液體．先用抽氣機抽出U形管內部分空氣，再關閉閥門K，如圖所示．請完成以下填空：
（1）如圖所示，液柱會上升是因為玻璃管內部氣壓（“大于”或“小于”）玻璃管外部氣壓，形成壓強差．著名的實驗就是采用與此裝置相似原理測出大氣壓強．
（2）為了測量右側液體的密度還需要的測量器材是 ． 需要測量的物理量有 ．
（3）根據已知液體密度和測量到的物理量可得出待測液體密度的表達式為
（4）空氣不能完全抽空，測量結果（“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．

Answer 1

【答案】
（1）小于；托里拆利
（2）刻度尺；h1 h2
（3）ρ= ?ρ0
（4）不受影響
【解析】解：（1）用抽氣機抽出U形管內部分空氣，使內部氣壓小于外部氣壓，外界大氣壓使液柱上升；著名的托里拆利實驗就是采用與此裝置相似原理測出大氣壓強．（2）根據液體壓強p=ρgh知，需要用刻度尺測高度差；（3）由題意可知左右管內壓力處于平衡狀態，又由于受力面積相等，所以左管與右管中壓強相等； 因為左管中的壓強為p0+ρ0gh1=p大氣；右管中的壓強為p0+ρ待測gh2=p大氣 ．
則p0+ρ0gh1=p0+ρ待測gh2 ， 因此p0=p待測；
由此可得：ρ待測= ρ0 ， （4）如果空氣不能完全抽空，左右兩側上方的氣壓相等，測量結果不受影響．
所以答案是：（1）小于； 托里拆利；（2）刻度尺；h1h2；（3）ρ= ρ0；（4）不受影響．
【考點精析】掌握大氣壓強的測量方法是解答本題的根本，需要知道大氣壓強的測量：大氣壓強實驗是1643年意大利科學家托里拆利首先做出的，托里拆利實驗也證明了自然界中真空的存在 1標準大氣壓 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大約相當于質量為1kg的物體壓在1 cm2 的面積上產生的壓強．