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大气向各个方向都有压强
解:未使用时,上端封闭,下端受到大气压强,所以消毒液不会
流出塑料管;使用时,上端也受到大气压强,与下端受到大气压
强相抵,消毒液在重力作用下流出。
A
1000
800
小于
【分析】
我们可以从大气压强和重力的作用来分析该现象:首先思考未使用时的状态,塑料管上端封闭,下端与大气接触,下端受到向上的大气压强,该压强托住消毒液使其无法流出;再分析使用时的状态,上端掰开后与大气相通,上下端大气压强相互抵消,此时消毒液在重力作用下就会流出。
【解析】
未使用时,便携式碘伏棉签的塑料管上端封闭,下端与大气接触,下端受到向上的大气压强作用,大气压强向上托住塑料管内的消毒液,因此消毒液不会流出塑料管;
使用时,将上端掰开,塑料管上端与大气相通,上端受到向下的大气压强,上下两端的大气压强大小相等、相互抵消,消毒液在自身重力的作用下,自动流入药棉,从塑料管下端流出。
【答案】
未使用时,塑料管上端封闭,下端受到大气压强的作用,大气压强托住消毒液,故消毒液不会流出;使用时,上端掰开后与大气相通,上下两端大气压强相互抵消,消毒液在重力作用下流出。
【知识点】
大气压强的应用、重力的作用
【点评】
本题结合生活中的便携式碘伏棉签,考查大气压强与重力的相关知识,贴近生活实际,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先回忆托里拆利实验的核心原理:实验利用大气压支撑水银柱,玻璃管上端为真空,水银柱的竖直高度等于外界大气压对应的水银柱高度,且该高度与玻璃管的粗细、是否倾斜无关。接下来逐一分析每个选项:
1. 对于选项A,托里拆利实验中玻璃管竖直时,上端空气被排出,无水银部分为真空,这是实验的基础特征。
2. 选项B中,倾斜时74cm是水银柱的长度,而外界大气压对应的是水银柱的竖直高度,应为76cm,该选项混淆了长度与高度的概念。
3. 选项C中,上端碰出小孔后,管内与外界大气相通,水银会受重力下落,不会向上喷出。
4. 选项D中,管内外水银面高度差仅与外界大气压有关,与玻璃管粗细无关,更换粗管后高度差不变。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:托里拆利实验中,玻璃管竖直时,管内上端的空气被完全排出,无水银的部分是真空,该说法正确。
选项B:托里拆利实验中,外界大气压强对应的是水银柱的竖直高度,玻璃管倾斜时,水银柱的竖直高度仍为76 cm,74 cm是倾斜后水银柱的长度,并非外界大气压强对应的水银柱高度,该说法错误。
选项C:若玻璃管上端碰出一小孔,管内水银面上方与外界大气相通,管内水银会在重力作用下下落,不会向上喷出,该说法错误。
选项D:托里拆利实验中,管内外水银面的高度差只与外界大气压强有关,与玻璃管的粗细无关,换用更粗的等长玻璃管,高度差不变,该说法错误。
【答案】
A
【知识点】
托里拆利实验原理、大气压强测量
【点评】
本题考查托里拆利实验的相关细节知识,需明确实验中水银柱高度与长度的区别、实验现象的原理,以及外界条件变化对实验的影响,对实验细节的理解要求较高。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先,第一问求手掌受到的大气压力,已知大气压强和手掌面积,根据压强公式的变形公式$F = pS$,代入数值即可计算出压力大小;
其次,第二问求该处海拔,先算出此处气压与标准大气压的差值,再根据每升高10m大气压减少111Pa的关系,用气压差值除以111Pa得到有多少个10m,再乘以10m就能算出海拔高度;
最后,第三问判断水的沸点,因为气压越低,水的沸点越低,此处气压小于标准大气压,所以水的沸点小于100℃。
【解析】
1. 根据压强公式的变形公式 $ F = pS $,代入 $ p = 1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa} $、$ S = 0.01\ \mathrm{m}^2 $,可得手掌受到的大气压力:
$ F = 1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa} × 0.01\ \mathrm{m}^2 = 1000\ \mathrm{N} $。
2. 先计算气压减少量:$ \Delta p = 1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa} - 91120\ \mathrm{Pa} = 8880\ \mathrm{Pa} $,
已知每升高10m大气压减少111Pa,则该处海拔:
$ h = \frac{8880\ \mathrm{Pa}}{111\ \mathrm{Pa}} × 10\ \mathrm{m} = 800\ \mathrm{m} $。
3. 气压越低,水的沸点越低,标准大气压下沸点为100℃,该处气压小于标准大气压,故水的沸点小于100℃。
【答案】
1000;800;小于
【知识点】
大气压力计算、气压与海拔关系、沸点与气压关系
【点评】
本题考查压强公式的应用、气压与海拔高度的关系及气压对沸点的影响,属于基础题型,需熟练掌握相关公式和物理规律。
【难度系数】
0.8