第79页

信息发布者:
C
D
A
大气压

$1.5×10^{5}$
人体内的压强也等于标准大气压(或人体内外所受压强平衡)
10.00
2
$9.9×10^{4}$
注射器筒内有少量空气
【分析】
首先观察实验操作:将盛满水、盖有硬纸片(不留空气)的杯子倒置或倾斜,改变了硬纸片的朝向,也就是大气对硬纸片的作用方向。此时水不流出、纸片不掉落,我们需要分析该操作对应的研究问题。思考时逐一对应选项:A选项,该实验无法测量大气压强的大小;B选项,实验未侧重对比水的重力与大气压力的关系;D选项,实验中是大气的作用,并非液体压强的研究;而改变杯子朝向,纸片仍不掉落,说明实验是探究大气对各个方向是否都有压强。
【解析】
在实验中,玻璃杯内盛满水且盖硬纸片不留空气,倒置或倾斜杯子时,硬纸片的朝向发生改变,即大气对硬纸片的作用方向改变,但水始终不流出、硬纸片也不掉落,这一现象表明大气在不同方向上都能产生压强,托住硬纸片和杯内的水。
对选项逐一分析:
A选项:该实验无法测定大气压强的具体数值,不符合实验研究目的;
B选项:实验未对水的重力与大气压力的关系进行探究,不是研究的问题;
C选项:通过改变杯子朝向,验证了大气对各个方向都有压强,符合实验研究的问题;
D选项:实验探究的是大气压强,并非液体压强,不符合题意。
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
大气压强的方向性;大气压强存在
【点评】
本题通过简单的实验操作,考查对大气压强特点的理解,需要结合实验的操作变化分析实验的研究目的,注重对实验探究本质的把握,属于基础型题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先我们来分析这个现象的逻辑:当瓶上有两个小孔时,上方小孔能让瓶内与外界大气相通,此时下方小孔处的水在重力和内部压强作用下流出;当闭住一个小孔后,瓶内与外界大气隔绝,随着少量水流出,瓶内气体体积变大,气压减小,外界大气压会大于瓶内气压,从而将水托住,使水无法流出。接下来逐一排除错误选项:重力始终作用在水上,闭孔后水仍受重力却不流出,说明不是重力的作用;该现象和摩擦力无关;不存在“吸力”这一科学概念,所以真正的原因是大气压的作用。
【解析】
当瓶上有两个小孔时,上方小孔使瓶内与外界大气相通,下方小孔处水受到的向下的压强(水的压强+瓶内空气压强)大于外界大气压,水在重力和压强差的作用下流出;
当闭住一个小孔后,瓶内与外界大气隔绝,随着水流出,瓶内气体体积增大,气压减小,外界大气压大于瓶内气压,将水托住,水无法流出。
对选项逐一分析:
A. 重力始终存在,闭孔后水受重力却不流出,说明不是重力的作用,A错误;
B. 该现象与摩擦力无关,B错误;
C. 科学上不存在“吸力”这一概念,C错误;
D. 是大气压的作用阻止水流出,D正确。
【答案】
D
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题以传统文化中的物理现象为背景,考查大气压强的实际应用,要求学生将物理知识与生活现象结合,破除“吸力”这类错误认知,建立科学的物理观念,提升知识迁移与应用能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题考查托里拆利实验的原理和相关现象,解题时需结合实验核心知识点逐一分析选项:
1. 分析选项A:托里拆利实验中,玻璃管竖直放置时,水银柱由大气压支撑,上端无水银的部分是真空,若存在空气,水银柱高度会低于76cm,该说法符合实验原理。
2. 分析选项B:玻璃管倾斜时,反映大气压的是水银柱的竖直高度,图中竖直高度为76cm,外界大气压等于76cm高水银柱产生的压强,74cm是玻璃管的长度,并非水银柱竖直高度,该说法错误。
3. 分析选项C:若上端碰出小孔,管内与外界大气相通,管内水银受到的大气压与外界大气压平衡,水银会在重力作用下落回水银槽,不会向上喷出,该说法错误。
4. 分析选项D:托里拆利实验中,管内外水银面高度差仅由外界大气压决定,与玻璃管粗细无关,换用更粗的等长玻璃管,高度差不变,该说法错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:托里拆利实验中,玻璃管竖直时,上端无水银的部分是真空,因为大气压支撑着水银柱,若存在空气,水银柱高度会低于76cm,符合实验原理,故A正确。
B选项:玻璃管倾斜时,水银柱的竖直高度仍为76cm,外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,74cm是玻璃管的长度,不是水银柱的竖直高度,故B错误。
C选项:若玻璃管上端碰出小孔,管内与外界大气相通,管内水银受到的大气压与外界大气压平衡,水银会在重力作用下落回水银槽,不会向上喷出,故C错误。
D选项:托里拆利实验中,管内外水银面的高度差由外界大气压决定,与玻璃管的粗细无关,换用更粗的等长玻璃管,高度差不变,故D错误。
【答案】
A
【知识点】
托里拆利实验原理;大气压的测量;大气压与水银柱高度的关系
【点评】
本题围绕托里拆利实验的细节展开,考查对实验原理的理解,需明确水银柱竖直高度是反映大气压的关键,同时要掌握玻璃管粗细、倾斜及管上端出现小孔等情况的实验现象,这些都是托里拆利实验的常考易错点。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先分析塑料片被吸附的原因:抽气机抽气后管内气压低于外界大气压,外界大气压会对塑料片产生压力,使其吸附在管口;接着分析纸团飞出的方向:要让纸团从左侧飞出,需要使管内右侧气压突然增大,大于左侧气压,因此需要弹开右侧塑料片,让外界大气压进入右侧,推动纸团向左运动。
【解析】
1. 打开抽气机抽气时,亚克力管内的空气被抽出,管内气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。
2. 当管内气压较低时关闭抽气机,快速弹开右侧塑料片,此时右侧外界大气压进入管内,管内右侧气压远大于左侧(左侧塑料片仍封闭管口,管内气压低),在气压差的作用下,纸团会被推向左侧,从左侧管口飞出。
【答案】
大气压;右
【知识点】
大气压强;气压差作用
【点评】
本题以趣味实验为载体,考查大气压强的实际应用,重点在于理解气压差对物体运动的影响,要求学生能将物理原理与实验现象结合分析,难度不大,贴近生活。
【难度系数】
0.8
【分析】
解决本题分为两个部分:第一部分计算大气压力,我们可以利用压强公式$ p=\frac{F}{S} $的变形公式$ F=pS $,代入题目给出的标准大气压和受力面积的数值,即可求出大气压力;第二部分分析人体未被压扁的原因,由于人体内部也存在压强,且与外界标准大气压大小相等,人体内外的压强相互平衡,所以不会被压扁。
【解析】
1. 计算大气压力:
已知标准大气压$ p=1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $,皮肤表面积$ S=1.5\ \mathrm{m}^2 $,根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,变形可得$ F=pS $。
将数值代入公式:
$ F = 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} × 1.5\ \mathrm{m}^2 = 1.5×10^5\ \mathrm{N} $。
2. 分析人体未被压扁的原因:
人体内部存在与外界标准大气压相等的压强,人体内外所受的压强相互平衡,因此人体不会被压扁。
【答案】
$ 1.5×10^5 $;人体内的压强等于标准大气压(或人体内外所受压强平衡)
【知识点】
压强公式的应用;大气压强平衡
【点评】
本题属于大气压强的基础应用题,既考查了压强公式的灵活运用,又结合生活实际解释了人体未被大气压压扁的原因,将物理知识与生活常识结合,便于理解掌握。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 对于第(1)问:首先观察刻度尺的分度值,读出注射器刻度线对应的长度;注射器的容积已知,根据横截面积公式$ S = \frac{V}{L} $,用注射器容积除以刻度线长度即可得到活塞横截面积。
2. 对于第(2)问:当活塞刚好被拉动时,小桶和细沙的总重力等于大气压对活塞的压力,根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入压力和横截面积的数值计算大气压的值,注意单位换算。
3. 对于第(3)问:活塞未复位到注射器筒底端,说明筒内存在残留空气,空气自身有压强,会阻碍活塞完全回到底端。
【解析】
(1) 由图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,注射器刻度线的长度为$ 10.00\ \mathrm{cm} $;
注射器的容积$ V = 20\ \mathrm{mL} = 20\ \mathrm{cm}^3 $,根据$ S = \frac{V}{L} $,可得活塞的横截面积:
$ S = \frac{20\ \mathrm{cm}^3}{10.00\ \mathrm{cm}} = 2\ \mathrm{cm}^2 $。
(2) 当活塞刚好被拉动时,大气压对活塞的压力等于小桶和细沙的总重力,即$ F = G = 19.8\ \mathrm{N} $;
将横截面积单位换算为平方米:$ S = 2\ \mathrm{cm}^2 = 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $;
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,可得大气压的值:
$ p = \frac{19.8\ \mathrm{N}}{2 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2} = 9.9 × 10^4\ \mathrm{Pa} $。
(3) 取下小桶后活塞未复位到底端,说明注射器筒内有少量空气,筒内空气的压强会阻碍活塞回到注射器筒底端。
【答案】
(1) $ 10.00 $;$ 2 $
(2) $ 9.9 × 10^4 $
(3) 注射器筒内有少量空气
【知识点】
大气压的测量;刻度尺读数;压强公式应用
【点评】
本题是利用注射器估测大气压的经典实验,考查了刻度尺的读数、压强公式的计算以及实验误差的分析,要求学生理解实验原理,掌握基本测量工具的使用方法,同时能分析实验中出现的问题。
【难度系数】
0.6