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C
B
A
C
B
D
解:初始状态:
两液面相平,$h_{甲}=h_{乙}=h$;
甲、乙质量相等,$m_{甲}=m_{乙}=m$;
容器底面积$S_{A}<S_{B}$。
由$m=\rho V=\rho Sh$得:$\rho_{甲}S_{A}h=\rho_{乙}S_{B}h$,即$\rho_{甲}S_{A}=\rho_{乙}S_{B}$。因$S_{A}<S_{B}$,故$\rho_{甲}>\rho_{乙}$。
加入液体后:
液面仍相平,设新高度为$h'$;
新增液体体积$\Delta V_{甲}=S_{A}(h'-h)$,$\Delta V_{乙}=S_{B}(h'-h)$;
新增液体质量$\Delta m_{甲}=\rho_{甲}S_{A}(h'-h)$,$\Delta m_{乙}=\rho_{乙}S_{B}(h'-h)$;
总质量$m'_{甲}=m+\rho_{甲}S_{A}(h'-h)$,$m'_{乙}=m+\rho_{乙}S_{B}(h'-h)$。
由$\rho_{甲}S_{A}=\rho_{乙}S_{B}$,得$\rho_{甲}S_{A}(h'-h)=\rho_{乙}S_{B}(h'-h)$,故$m'_{甲}=m'_{乙}$。
液体对容器底部压力$F=G=mg$,因$m'_{甲}=m'_{乙}$,则$F_{A}=F_{B}$。
液体对容器底部压强$p=\rho gh'$,因$\rho_{甲}>\rho_{乙}$且$h'_{甲}=h'_{乙}$,则$p_{A}>p_{B}$。
综上:$p_{A}>p_{B}$,$F_{A}=F_{B}$。
答案:C
【分析】
要解决这道题,需明确胶头滴管取试剂的原理:首先用拇指和食指挤压胶帽时,玻璃滴管内的空气被排出,滴管内部气压减小;松开手指后,外界大气压大于滴管内部气压,在气压差的作用下试剂进入滴管。需逐一分析选项:A选项认为是胶帽直接让试剂进入,忽略了本质的气压差;C选项的“胶帽的吸力”是错误表述,不存在这种“吸力”,本质是大气压;D选项的手的压力仅用于排出滴管内空气,不是试剂进入的直接原因,因此要判断出是大气压的作用使试剂进入滴管。
【解析】
1. 操作过程分析:挤压胶帽时,玻璃滴管内的空气被排出,滴管内部气压小于外界大气压;
2. 原理分析:松开手指后,在外界大气压的作用下,试剂被压入玻璃滴管内;
3. 选项判断:
A选项:胶帽的作用是排出滴管内空气,并非直接使试剂进入,错误;
B选项:试剂在外界大气压的作用下进入玻璃滴管,符合原理,正确;
C选项:不存在“胶帽的吸力”,本质是大气压的作用,错误;
D选项:手的压力仅用于排出空气,不是试剂进入的原因,错误。
【答案】
B
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题结合常见实验工具胶头滴管的使用,考查大气压强的应用,需透过表面操作理解本质原理,避免被“吸力”等错误表述误导,属于基础的物理原理应用题,贴近实验操作场景。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题是关于托里拆利实验和自制气压计的综合考查,需逐个分析选项,结合实验原理判断对错:
1. 分析选项A:托里拆利实验中,玻璃管倾斜时水银柱长度变长,但竖直高度不变,外界大气压等于竖直高度的水银柱产生的压强,图甲中竖直高度为76cm,并非74cm,因此A说法错误。
2. 分析选项B:若托里拆利实验的玻璃管内有少量空气,管内空气会产生向下的压强,使水银柱竖直高度偏低,气压测量值偏小,B说法正确。
3. 分析选项C:自制气压计时向瓶内吹气,是为了让瓶内气压大于外界大气压,这样外界气压变化时,瓶内外气压差会引起玻璃管内液面变化,从而反映外界气压变化,C说法正确。
4. 分析选项D:山顶大气压小于山脚大气压,托里拆利实验中外界气压减小,水银液面下降;自制气压计瓶内气压大于外界气压,外界气压减小后,瓶内气压会将液体压入玻璃管,使管内液面上升,D说法正确。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:托里拆利实验中,玻璃管倾斜时水银柱的竖直高度不变,外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,不是74cm高水银柱产生的压强,该说法错误。
选项B:玻璃管内有少量空气时,管内空气对水银柱有向下的压强,会导致水银柱竖直高度偏低,气压测量值偏小,该说法正确。
选项C:自制气压计先向瓶内吹气,使瓶内气压大于外界大气压,这样外界气压变化时,可通过玻璃管内液面变化判断气压变化,该说法正确。
选项D:山顶大气压较小,托里拆利实验的玻璃管内水银液面下降;自制气压计瓶内气压大于外界气压,外界气压减小后管内液面上升,该说法正确。
综上,错误的说法是A。
【答案】
A
【知识点】
托里拆利实验原理、自制气压计原理、大气压与高度的关系
【点评】
本题综合考查了托里拆利实验和自制气压计的相关知识,需要准确理解两个实验的原理,掌握大气压随高度的变化规律,同时要注意托里拆利实验中特殊情况对实验结果的影响,区分两个装置在气压变化时的不同现象。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决本题,需结合估测大气压实验的原理、操作步骤及误差分析来逐一判断选项:
1. 实验原理:利用二力平衡,当活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力等于大气对活塞的压力,再根据$ p=\frac{F}{S} $计算大气压,其中活塞横截面积$ S=\frac{V}{L} $($ V $为注射器有刻度部分的容积,$ L $为有刻度部分的长度)。
2. 对各选项分析:判断操作是否符合实验要求,以及误差对结果的影响——若筒内有残留空气,会抵消部分大气压力,导致拉力偏小,计算出的大气压值偏小。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:沿水平方向拉动注射器筒,可使拉力与大气对活塞的压力在同一直线上,保证二力平衡,操作正确。
B选项:注射器活塞的横截面积$ S = \frac{V}{L} $,因此需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度$ L $,才能计算出$ S $,操作正确。
C选项:若筒内空气没有排尽,筒内残留空气会对活塞产生向外的气压,此时弹簧测力计的示数$ F $会偏小,根据$ p=\frac{F}{S} $,计算出的大气压值会偏小,而非偏大,该说法错误。
D选项:当注射器中的活塞开始滑动时,活塞处于平衡状态,弹簧测力计的拉力等于大气对活塞的压力,此时记录弹簧测力计的示数,操作正确。
综上,说法不正确的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
大气压的测量;二力平衡的应用;压强公式应用
【点评】
本题聚焦估测大气压实验的操作规范与误差分析,要求学生熟练掌握实验原理、操作步骤,明确各环节对实验结果的影响,是对实验基础知识点的综合考查。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题思路:首先回忆流体压强与流速的核心规律——流速越大的位置,压强越小;同时回忆液体压强的特点。接着逐个分析选项,判断每个现象对应的物理原理,找出不能用流体压强与流速关系解释的选项。
具体思考步骤:①分析A选项:吹气使纸中间流速变大,压强变小,外侧压强大,纸张靠拢,符合流体压强与流速关系;②分析B选项:橡皮膜凸起是因为液体内部向各个方向有压强,属于液体压强特点,和流速无关;③分析C选项:列车经过时站台附近流速大压强小,易将人推向列车,符合流体压强与流速关系;④分析D选项:机翼上下流速不同产生压强差,形成升力,符合流体压强与流速关系。因此确定B为正确选项。
【解析】
A选项:向两张纸中间吹气,中间空气流速快、压强小,外侧空气流速慢、压强大,在压强差的作用下纸张向中间靠拢,能用流体压强与流速的关系解释。
B选项:装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体内部向各个方向都有压强,这是液体压强的特点,与流体压强和流速的关系无关。
C选项:地铁站台边,列车驶过时,站台附近空气流速快、压强小,外侧空气流速慢、压强大,易将人推向列车,所以人必须站在安全黄线以内候车,能用流体压强与流速的关系解释。
D选项:飞机机翼上表面弯曲,下表面平直,飞行时上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,从而产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系解释。
综上,答案选B。
【答案】
B
【知识点】
流体压强与流速的关系;液体内部压强特点
【点评】
本题重点考查流体压强与流速关系和液体压强特点的区分,需要学生准确掌握不同物理现象对应的原理,避免概念混淆,是对基础知识点应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,我们需要利用流体压强与流速的关系(流速越大的位置,压强越小)来分析每个选项中乒乓球的受力情况:
1. 首先明确核心思路:要将乒乓球吹出,需要让乒乓球受到的合力方向是离开漏斗的方向,即乒乓球两侧形成压强差,使球向压强小的一侧运动。
2. 逐个分析选项:
分析A选项:从下往上吹时,乒乓球下方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,乒乓球会被向上的压强差压在漏斗内,无法吹出。
分析B选项:从上往下吹时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,压强差会将乒乓球托住,无法吹出。
分析C选项:水平向前吹时,仅在乒乓球侧面形成流速差,产生的水平方向的压强差不足以克服漏斗的阻挡,无法将球吹出。
分析D选项:在漏斗上方吹时,漏斗上方空气流速大、压强小,乒乓球下方空气流速小、压强大,下方的大气压会推动乒乓球向上运动,从而将球吹出漏斗。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小,对各选项逐一分析:
A选项:从下往上吹,乒乓球下方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,压强差将球压在漏斗内,不能吹出。
B选项:从上往下吹,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,压强差将球托住,不能吹出。
C选项:水平向前吹,仅在乒乓球侧面形成流速差,产生的水平方向的力无法克服漏斗的限制,不能将球吹出。
D选项:在漏斗上方吹,漏斗上方空气流速大、压强小,乒乓球下方空气流速小、压强大,压强差推动乒乓球向上运动,能将球吹出。
【答案】
D
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合趣味实验考查流体压强与流速关系的实际应用,需要结合具体场景分析空气流速的变化,进而判断压强差的方向,明确物体的受力情况,对知识的应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6