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A
C
A
B

大气压
D
【分析】
这道题考查液体内部压强的相关知识,解题时需要结合U形管压强计的工作原理,以及控制变量法来分析每个选项:
1. 首先回忆U形管压强计的工作逻辑:液面高度差直接反映探头受到的液体压强大小,高度差越大,压强越大。
2. 分析选项时,利用控制变量法:
看A选项,明确压强计的工作原理,判断高度差和压强的关系;
看B选项,甲、乙、丙三图控制了液体密度、深度相同,改变探头方向,通过液面高度差判断压强是否相等;
看C选项,丙、丁控制深度相同,改变液体密度,通过液面高度差判断压强与密度的关系;
看D选项,结合液体压强公式$ p=\rho gh $,深度h增大时,压强的变化情况,进而判断液面高度差的变化。
【解析】
逐个分析各选项:
A选项:U形管压强计通过两侧液面的高度差来反映探头所受液体压强的大小,高度差越大,说明探头受到的液体压强越大,该说法正确。
B选项:甲、乙、丙三图中,液体密度相同,探头在液体中的深度相同,仅探头朝向不同,U形管两侧液面高度差相同,说明同一深度液体向各个方向的压强都相等,该说法正确。
C选项:丙、丁两图中,探头在液体中的深度相同,液体密度不同(水和盐水),U形管两侧液面高度差不同,说明在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度有关,该说法正确。
D选项:根据液体压强公式$ p=\rho gh $,在图甲中增大探头在水中的深度,h增大,液体压强p会增大,因此U形管左右两侧液面的高度差会变大,而不是变小,该说法错误。
本题要求选择不正确的选项,故选D。
【答案】
D
【知识点】
液体内部压强规律;U形管压强计原理;控制变量法应用
【点评】
本题围绕液体内部压强的探究实验展开,重点考查控制变量法的应用,以及对U形管压强计工作原理、液体压强影响因素的理解,是液体压强部分的基础题型。
【难度系数】
0.7
解:设A、B两点到容器底部的距离为$h$,甲容器液面高度为$H_{甲}$,乙容器液面高度为$H_{乙}$,由图知$H_{乙} > H_{甲}$。
A点深度:$h_{A}=H_{甲}-h$,压强$p_{A}=\rho_{甲}gh_{A}=\rho_{甲}g(H_{甲}-h)$;
B点深度:$h_{B}=H_{乙}-h$,压强$p_{B}=\rho_{乙}gh_{B}=\rho_{乙}g(H_{乙}-h)$。
因$p_{A}=p_{B}$,则$\rho_{甲}(H_{甲}-h)=\rho_{乙}(H_{乙}-h)$。
由于$H_{乙} > H_{甲}$,可得$H_{乙}-h > H_{甲}-h$,故$\rho_{甲} > \rho_{乙}$。
液体对容器底部压强:$p_{甲}=\rho_{甲}gH_{甲}$,$p_{乙}=\rho_{乙}gH_{乙}$。
由$\rho_{甲}(H_{甲}-h)=\rho_{乙}(H_{乙}-h)$得$\rho_{甲}H_{甲}-\rho_{甲}h=\rho_{乙}H_{乙}-\rho_{乙}h$,即$\rho_{甲}H_{甲}-\rho_{乙}H_{乙}=h(\rho_{甲}-\rho_{乙})$。
因为$\rho_{甲} > \rho_{乙}$,所以$\rho_{甲}H_{甲}-\rho_{乙}H_{乙} > 0$,即$\rho_{甲}H_{甲} > \rho_{乙}H_{乙}$,故$p_{甲} > p_{乙}$。
答案:A
【分析】
要解决这道题,需逐个分析每个选项,结合大气压的相关知识判断对错:
1. 对于选项A,明确证明大气压存在的是马德堡半球实验,但该实验是由德国科学家奥托·冯·格里克在马德堡城完成的,“马德堡”是城市名称而非科学家名字,因此A错误。
2. 对于选项B,根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。龙卷风经过屋顶时,屋外空气流速大、压强小,屋内气压大于屋外才会将屋顶卷跑,B中“压强大”的说法错误。
3. 对于选项C,大气压随海拔升高而减小,水的沸点随气压减小而降低,青藏高原海拔高、气压小,水的沸点低,普通锅煮不熟面条,用高压锅可增大锅内气压、提高水的沸点,C的说法正确。
4. 对于选项D,医生用注射器向肌肉注射药液依靠的是手对活塞的推力,并非大气压强,吸药液时才利用了大气压,故D错误。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:马德堡半球实验证明了大气压的存在,但实验设计者是奥托·冯·格里克,“马德堡”是城市名称,并非科学家名字,故A错误。
B选项:流体流速越大的位置压强越小,龙卷风经过屋顶时,屋外气体流速大、压强小,屋内气压大于屋外,从而将屋顶卷跑,故B错误。
C选项:海拔越高,大气压越小,水的沸点随气压的减小而降低,青藏高原海拔高,大气压小,水的沸点低,因此需要用高压锅煮面条(高压锅可增大锅内气压,提高水的沸点),故C正确。
D选项:医生用注射器向肌肉注射药液是利用手的推力,与大气压强无关,吸药液时才利用了大气压强,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
大气压的相关知识、流体压强与流速的关系、沸点与气压的关系
【点评】
本题考查大气压强及流体压强的综合应用,涵盖大气压的证明、气压与海拔和沸点的关系、流体压强规律等知识点,需准确区分不同场景下的物理原理,避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先回忆托里拆利实验的核心原理:管内水银柱不下落是因为受到外界大气压的支撑,且管内外水银面的高度差仅由外界大气压决定,与玻璃管的粗细、倾斜程度、是否下压等因素无关。接下来逐个分析选项:
1. 分析A选项:根据实验原理,大气压的作用支撑着管内水银柱,使其不会下落,该说法符合实验原理。
2. 分析B选项:若管内有少量空气,空气会对水银柱产生向下的压强,此时大气压等于水银柱压强与空气压强之和,会导致水银柱高度变小,测量结果偏小,而非偏大。
3. 分析C选项:管内外水银面的高度差由外界大气压决定,只要外界大气压不变,无论玻璃管倾斜还是下压,高度差都不会改变。
4. 分析D选项:玻璃管的粗细不会影响管内外水银面的高度差,高度差仅由大气压决定。
【解析】
对各选项逐一分析:
A选项:托里拆利实验的原理是外界大气压支撑管内的水银柱,使其不会下落,该说法正确。
B选项:当管内存有少量空气时,空气会对管内水银柱产生向下的压强,此时$ p_0 = p_{\mathrm{水银}} + p_{\mathrm{空气}} $,会使管内水银柱高度变小,测量结果偏小,该说法错误。
C选项:管内外水银面的高度差由外界大气压决定,只要外界大气压不变,将玻璃管倾斜或下压,管内外水银面的高度差都不会改变,该说法错误。
D选项:管内外水银面的高度差与玻璃管的粗细无关,仅由外界大气压决定,该说法错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
托里拆利实验、大气压的测量
【点评】
本题考查托里拆利实验的原理及实验细节,需明确管内外水银面高度差的决定因素,避免被玻璃管粗细、倾斜程度等无关因素干扰,加深对大气压测量实验的理解。
【难度系数】
0.6
解:甲图中,弹簧测力计示数$F_{1}=0.8N$,为克服活塞与筒壁间摩擦力的拉力。
乙图中,弹簧测力计示数$F_{2}=3.2N$,为克服大气压力与摩擦力的总拉力。
大气对活塞的压力$F=F_{2}-F_{1}=3.2N - 0.8N=2.4N$。
活塞横截面积$S=0.3cm^{2}=0.3×10^{-4}m^{2}$。
大气压强$p=\frac{F}{S}=\frac{2.4N}{0.3×10^{-4}m^{2}}=8×10^{4}Pa$。
$8×10^{4}Pa$
【分析】
首先回忆流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。风帽转动时内部空气流速变大,所以压强会变小;此时室内空气压强接近大气压,比风帽内部的压强大,室内的污浊气体就会在大气压的作用下被压出,从而实现换气,据此思考两个空的答案。
【解析】
1. 根据流体压强与流速的规律:流体流速越大的位置,压强越小。风帽转动时其内部空气流速变大,因此内部压强变小。
2. 风帽内部压强小于室内的大气压,室内的污浊气体在大气压的作用下被排出室外。
【答案】
小;大气压
【知识点】
流体压强与流速的关系;大气压的应用
【点评】
本题结合生活中的节能环保装置,将物理知识与实际应用结合,考查流体压强与流速的关系、大气压的应用,侧重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先明确流体压强与流速的核心关系:流体中流速越大的位置,压强越小。接下来逐个分析选项:
1. 对于A选项,刮大风时伞上方空气流速快、下方流速慢,利用流速与压强的差异产生向上的升力,可解释;
2. B选项中,两张纸间吹气后,中间流速快压强小,外侧压强大,压强差使纸靠拢,符合原理;
3. C选项列车经过时,列车周边空气流速快压强小,乘客外侧压强大,会被压向列车,也能用该原理解释;
4. D选项吸盘被吸附是因为大气压的作用,排出吸盘内空气后,外界大气压将其压在瓷砖上,和流体流速无关,因此该选项不能用流体压强与流速的关系解释。
【解析】
选项A:刮大风时,伞上方空气流速大于下方空气流速,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,因此伞下方的气压大于上方的气压,产生向上的升力,使伞面被向上“吸”起,可用流体压强与流速的关系解释。
选项B:向两张纸之间吹气,两张纸之间的空气流速加快、压强变小,而纸外侧的空气流速较慢、压强较大,在内外压强差的作用下,两张纸会相互“吸”起来,可用流体压强与流速的关系解释。
选项C:列车行驶时,列车周围的空气流速快、压强小,乘客外侧的空气流速慢、压强大,在压强差的作用下,乘客可能会被“吸”向列车,因此等候列车的乘客不能越过安全线,可用流体压强与流速的关系解释。
选项D:将吸盘压在光洁的瓷砖表面时,吸盘内的空气被排出,吸盘内的气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘“吸”在瓷砖上,这是利用大气压强的原理,不能用流体压强与流速的关系解释。
【答案】
D
【知识点】
流体压强与流速的关系、大气压强
【点评】
本题通过生活中的实例,考查了流体压强与流速关系的应用以及大气压强的应用,要求学生能够准确区分两种原理的适用场景,避免概念混淆,提升对物理知识在生活中应用的理解能力。
【难度系数】
0.7