内容正文:
第一部分 物质科学
第16讲 压强 大气压强
(试题分值:70分 测试时间:60分钟)
一.选择题(共12小题,每小题3分,共36分)
1.(2024•西湖区一模)下列现象或事例不能用压强与流速的关系来解释的是( )
A.吸饮料 B.飘出来的窗帘
C.列车站台上的安全线 D.化油器原理图
2.(2024•上城区一模)下列生活情境中运用增大压强的是( )
A.多孔砖代替实心砖 B.卡车增加车轮
C.铁轨下铺枕木 D.用细线切豆腐
3.(2024•北仑区一模)2023年4月16日,“星辰大海•自在舟山”迎亚运•第三届环舟山自行车骑游大会在舟山成功举行,下列叙述正确的是( )
A.给车胎充气增加了车胎内气体的压强
B.地面对自行车的摩擦力总是阻碍自行车前进
C.刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
4.(2024•浙江模拟)我国高铁技术处于世界领先水平。下列有关高铁的说法不正确的是( )
A.以行驶的高铁列车为参照物,路边的树木是运动的
B.站台处设置安全线,是因为列车行驶时周围空气流速大压强小
C.行驶的列车不能立即停下,是因为一切物体都受到惯性力的作用
D.静止在平直轨道上的列车,受到的重力和支持力是一对平衡力
5.如图所示,两个底面积相同、质量相同、形状不同的玻璃杯放在水平桌面上。甲杯中装有水,水对甲杯底部的压强、杯对桌面压力分别为p1、F1;将甲杯中的水全部倒入乙杯中,水对乙杯底部的压强、杯对桌面压力分别为p2、F2,则有( )
A.p2>p1,F2>F1 B.p2>p1,F2=F1
C.p2=p1,F2=F1 D.p2=p1,F2>F1
6.(2024秋•瑞安市期中)“瓯海农商银行杯”2024浙江省第四届国际龙舟公开赛暨温州第十一届龙舟系列赛总决赛在温州龙舟运动中心举行。龙舟项目是一项充分体现团体合作精神的比赛,考验运动员爆发力和耐力,请回答下面小题。在比赛过程中,当龙舟快速经过赛道浮球时,浮球会向龙舟靠近。若浮球与龙舟之间水的流速为v1,压强为p1,浮球另一侧水的流速为v2,压强为p2,则它们之间的大小关系正确的是( )
A.v1>v2,p1>p2 B.v1<v2,p1<p2
C.v1<v2,p1>p2 D.v1>v2,p1<p2
7.(2024秋•瑞安市期中)科学发展一般经过观察现象、解释现象、发现规律和应用规律,如图甲所示,下列说法错误的是( )
A.现象:向两张纸中间吹气时,两张纸向中间靠拢
B.解释:中间气压小于两侧气压
C.规律:气流越大,气压越小
D.应用:飞机机翼上平下凸(如图乙)
8.如图,铁架台放在水平桌面上,水槽的上方固定一个两端开口的直筒,直筒下端浸入水中,横截面积为S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示。不计活塞与筒壁之间的摩擦,在用拉力F缓慢向上拉动活塞的过程中,下列说法正确的是( )
①拉力F=ρgSrd+mg
②筒内气压的变化量大于水柱对槽底压强的变化量
③水对容器底部的压强增大
④铁架台对水平桌面的压强逐渐变小
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.②④
9.(2024秋•镇海区校级期中)如图甲所示,一底面积为200cm2的薄壁柱形容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄壁容器对水平桌面的压强p与注入液体深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该薄壁容器重5N
B.注入液体的密度为0.6g/cm3
C.该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后变大
D.该薄壁容器的高度为5cm
10.(2024秋•海曙区校级期中)已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图所示。此时溢水杯中水深8cm,电子秤的示数是0.33kg。将一重为0.3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上)。已知溢水杯的底面积为3×10﹣3m2,水的密度为1.0×103kg/m3,物体的体积是100cm3,下列说法正确的是( )
A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为8000Pa
B.放入物体后,当物体静止时,溢水杯对电子秤的压强为1100Pa
C.放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为0.53kg
D.放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力增大了1N
11.(2024秋•宁波期中)如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,上下底面积之比为1:2,此时水对容器底的压力为F,压强为p;当容器倒置在水平桌面时,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F;2p B.F;p C.0.5F;p D.0.5F;2p
12.(2024秋•宁波期中)A、B是两个材料相同的实心正方体,如图所示,A和B分别以甲、乙、丙三种情况在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
①F1>F2>F3
②丙中桌面受到的总压强最大
③三种情况中A所受摩擦力大小关系为fA乙=fA丙>fA甲
④三种情况中B所受摩擦力大小关系为fB乙<fB甲<fB丙
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①④
二.填空题(共2小题,每空2分,共10分)
13.(2024•义乌市校级三模)如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3米2,若吸盘对玻璃的压强是1.5×105帕,则机器人对玻璃的压力为 。
14.(2024•临安区一模)哈勃瓶是一个底部开有圆孔,瓶颈很短的平底大烧瓶,瓶内塞有一个气球,气球的吹气口反扣在瓶口A上,瓶口B塞有一个橡皮塞,瓶内形成一个密闭空间。请回答以下相关问题。
(1)某同学用力吹气球,气球吹不大,请说明原因 。
(2)怎样操作才能使气球在瓶内尽可能大? 。
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共14分)
15.(2024•温州一模)为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系,小明用如图所示的装置进行如下实验:
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封。
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”,如图所示。
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时,分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为Δh1、Δh2和Δh3。
(1)本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小。
(2)本实验除了温度计之外,还需要用到的测量仪器是 。
(3)小明通过实验得出结论:一定质量的气体,体积越小,压强越大。他获得的证据是: 。
(4)为了使液面的高度差更明显,小明和小白分别提出了两种改进建议:
小明建议:选择更细的B管。小白建议:用密度更小的液体替换清水。
请判断谁的建议合理并说明理由: 。
16.【新考法】(2024•宁波模拟)小科发现吹气球时所用的力大小是在变的,于是通过查阅资料得知某型号气球弹力产生的压强p与半径R的关系如图甲所示。为此小科用二只相同的该型号气球A、B按如图乙所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1、2,向A气球中充气,使其半径为15cm,闭合阀门2。
②打开阀门3,向B气球中充气,使其半径为10cm,闭合阀门1。
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验分析】
(1)根据图甲描述该气球弹力产生的压强与半径的关系: 。
(2)完成步骤①和步骤②后,A、B气球弹力产生的压强大小关系为pA pB。
(3)推测步骤③中两气球大小如何变化并说明理由: 。
四.解答题(共1小题,10分)
17.(2024•浙江)在我国西北部荒漠,生长着某种植物,其果实成熟后会分裂成数个尾部为螺旋状的分果(如图1),分果表面分布着具有吸水性的毛。
请回答。
(1)在长期进化过程中,该植物的分果形成了“自钻孔行为”以适应荒漠环境。
①分果随环境湿度的变化,其螺旋状的尾部会旋转扭紧或松开,将种子推入地下。分果钻土时,因前端尖细,受力面积小,从而分果前端对土壤的 较大,有利于进入土壤。
②分果钻入土壤有利于种子的生存和萌发,推测其原因是 (写出一点 )。
(2)受该分果“自钻孔行为”的启发,研究团队以树皮为原料,设计并制造出三尾种子载体(如图2),可用于有些种子的无人机空中播种、施肥等。
①播种前,需先测定种子的萌发率。测定萌发率时,具有活性的种子产生的二氧化碳能与澄清石灰水反应,出现白色浑浊现象。产生该浑浊现象的化学方程式是 。
②播种后,种子载体留在土壤中,不再回收。从保护土壤的角度分析,相对于用金属或塑料等材料,以树皮为原料制造种子载体的优点有 (写出一点)。
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第一部分 物质科学
第16讲 压强 大气压强
(试题分值:70分 测试时间:60分钟)
一.选择题(共12小题,每小题3分,共36分)
1.(2024•西湖区一模)下列现象或事例不能用压强与流速的关系来解释的是( )
A.吸饮料 B.飘出来的窗帘
C.列车站台上的安全线 D.化油器原理图
【解答】解:A,用吸管吸饮料是利用了大气压,吸时是先把管内空气吸走,这样在管内外就形成气压差,从而把饮料“压”进嘴里,不能用“流体压强与流速关系”解释,故A符合题意;
B、风吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,能用“流体压强与流速关系”解释,故B不合题意;
C、人离火车太近,火车开动时,使人和火车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险,因此人因在列车站台上的安全线以外候车,能用“流体压强与流速关系”解释,故C不合题意;
D、当气流经过狭窄的管道时,狭窄处的流速大,压强小,汽油会从喷管喷到气流之中,能用“流体压强与流速关系”解释,故D不合题意。
故选:A。
2.(2024•上城区一模)下列生活情境中运用增大压强的是( )
A.多孔砖代替实心砖 B.卡车增加车轮
C.铁轨下铺枕木 D.用细线切豆腐
【解答】解:A、多孔砖代替实心砖,是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强,故A不符合题意;
B、卡车增加车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故B不符合题意;
C、铁轨下铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C不符合题意;
D、用细线切豆腐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D符合题意。
故选:D。
3.(2024•北仑区一模)2023年4月16日,“星辰大海•自在舟山”迎亚运•第三届环舟山自行车骑游大会在舟山成功举行,下列叙述正确的是( )
A.给车胎充气增加了车胎内气体的压强
B.地面对自行车的摩擦力总是阻碍自行车前进
C.刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【解答】解:A、轮胎内的气体压强与轮胎内的气体质量和温度有关,当给车胎充气时,当轮胎内的气体质量增加时,气体分子数目增多,所以车胎内气体的压强会变大,故A正确;
B、用力蹬自行车前进时,后轮相对于地面有向后的运动趋势,因此后轮所受的摩擦力向前,是自行车前进的动力,故B错误;
C、刹车时,车还会继续前进一段距离,是因为自行车具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性,故C错误;
D、自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是一对相互作用力,自行车的重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
4.(2024•浙江模拟)我国高铁技术处于世界领先水平。下列有关高铁的说法不正确的是( )
A.以行驶的高铁列车为参照物,路边的树木是运动的
B.站台处设置安全线,是因为列车行驶时周围空气流速大压强小
C.行驶的列车不能立即停下,是因为一切物体都受到惯性力的作用
D.静止在平直轨道上的列车,受到的重力和支持力是一对平衡力
【解答】解:A、以行驶的列车为参照物,列车与路边的树木之间有位置变化,路边的树木是运动的,故A正确;
B、人离高速列车比较近时,高速行驶的列车的速度很大,人和列车之间的空气流速大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧的压强大于人受到内侧的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以站台处设置安全线,故B正确;
C、惯性是物体保持运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误;
D、静止在平直轨道上的列车,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选:C。
5.如图所示,两个底面积相同、质量相同、形状不同的玻璃杯放在水平桌面上。甲杯中装有水,水对甲杯底部的压强、杯对桌面压力分别为p1、F1;将甲杯中的水全部倒入乙杯中,水对乙杯底部的压强、杯对桌面压力分别为p2、F2,则有( )
A.p2>p1,F2>F1 B.p2>p1,F2=F1
C.p2=p1,F2=F1 D.p2=p1,F2>F1
【解答】解:两杯的底面积相同,由图可知,将甲杯中的水全部倒入乙杯中后,水深度增加,由p=ρgh知水对玻璃杯底部的压强变大,即p2>p1;
物体对水平面的压力等于其自身的重力,将甲杯中的水全部倒入乙杯中后,总重力不变,杯对桌面的压力不变,即F2=F1,故B正确。
故选:B。
6.(2024秋•瑞安市期中)“瓯海农商银行杯”2024浙江省第四届国际龙舟公开赛暨温州第十一届龙舟系列赛总决赛在温州龙舟运动中心举行。龙舟项目是一项充分体现团体合作精神的比赛,考验运动员爆发力和耐力,请回答下面小题。在比赛过程中,当龙舟快速经过赛道浮球时,浮球会向龙舟靠近。若浮球与龙舟之间水的流速为v1,压强为p1,浮球另一侧水的流速为v2,压强为p2,则它们之间的大小关系正确的是( )
A.v1>v2,p1>p2 B.v1<v2,p1<p2
C.v1<v2,p1>p2 D.v1>v2,p1<p2
【解答】解:当龙舟快速经过赛道浮球时,龙舟与浮球之间的水流速度大大于浮球另一侧的水流速度,流速大的地方,压强小,故v1>v2;p1<p2。
故选:D。
7.(2024秋•瑞安市期中)科学发展一般经过观察现象、解释现象、发现规律和应用规律,如图甲所示,下列说法错误的是( )
A.现象:向两张纸中间吹气时,两张纸向中间靠拢
B.解释:中间气压小于两侧气压
C.规律:气流越大,气压越小
D.应用:飞机机翼上平下凸(如图乙)
【解答】解:当向下垂的两张纸中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。故ABC正确。
飞机机翼下平上凸,是利用气体流速越大的地方压强越小,产生向上的升力,故D错误。
故选:D。
8.如图,铁架台放在水平桌面上,水槽的上方固定一个两端开口的直筒,直筒下端浸入水中,横截面积为S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示。不计活塞与筒壁之间的摩擦,在用拉力F缓慢向上拉动活塞的过程中,下列说法正确的是( )
①拉力F=ρgSrd+mg
②筒内气压的变化量大于水柱对槽底压强的变化量
③水对容器底部的压强增大
④铁架台对水平桌面的压强逐渐变小
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.②④
【解答】解:①、因为活塞受平衡力,因此由平衡力的特点和F=pS可知,F+(p0﹣ρgh)S=mg+p0S,即F=ρgSh+mg,故①错误;
②、因为管较细,容器中减少的水的体积,都到细管中,故管中液面的变化量大于容器中液面的变化量,故筒内气体压强的变化量大于水柱对槽底压强的变化量,故②正确;
③、根据图示现象可知,水面会下降,由p=ρgh可知水对容器底部的压强变小,故③错误;
④、根据A分析可知,拉力F逐渐变大,而容器对铁架台的压力等于总重力减去拉力,因此压力逐渐减小,由于受力面积不变,由p可知,铁架台对水平桌面的压强逐渐变小,故④正确。
故选:D。
9.(2024秋•镇海区校级期中)如图甲所示,一底面积为200cm2的薄壁柱形容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄壁容器对水平桌面的压强p与注入液体深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该薄壁容器重5N
B.注入液体的密度为0.6g/cm3
C.该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后变大
D.该薄壁容器的高度为5cm
【解答】解:A.由图乙可知,没有注水时,容器对桌面的压强为50Pa,该薄壁容器的重力G=F=pS=50Pa×200×10﹣4m2=1N,
故A错误;
B.容器为柱形容器,注满液体时,由于底面积相同,根据增加的液体的重力等于液体的压力,则液体对容器底部产生的压强等于注液体前后容器对桌面压强的变化量,液体对容器底部产生的压强p液=Δp=450Pa﹣50Pa=400Pa,
如图,注入1cm液体时,容器对桌面的压强增加了80Pa,注满液体时,容器对桌面的压强增加了400Pa,因此注入液体的深度为5cm,由于容器是柱形的,故液体的密度;故B错误;
C.由图乙可知,注液体过程中该薄壁容器对水平桌面的压力一直变大,故C错误;
D.由B可知,注满液体时液体的深度为5cm,则该薄壁容器的高度为5cm,故D正确。
故选:D。
10.(2024秋•海曙区校级期中)已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图所示。此时溢水杯中水深8cm,电子秤的示数是0.33kg。将一重为0.3N的物体放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上)。已知溢水杯的底面积为3×10﹣3m2,水的密度为1.0×103kg/m3,物体的体积是100cm3,下列说法正确的是( )
A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为8000Pa
B.放入物体后,当物体静止时,溢水杯对电子秤的压强为1100Pa
C.放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为0.53kg
D.放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力增大了1N
【解答】解:A、放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=800Pa,故A错误;
D、物体的质量:m0.03kg=30g,物体的密度为:ρ物0.3g/cm3<ρ水,可知物体放入水中后漂浮,F浮=G物=0.3N,
根据阿基米德原理可知物体的浮力:F浮=G排=0.3N,故:G物=G排,
放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力的变化量为:ΔF=G物﹣G排=0,即液体对容器底部的压力不变,故D错误;
C、放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力不变,故溢水杯对电子秤的压力不变,可得电子秤的示数不变,为0.33kg,故C错误;
B、放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为此时物体的总质量大小,故溢水杯对电子秤的压力:
F=G总=m总g=0.33kg×10N/kg=3.3N,
溢水杯对电子秤的压强为:p杯1100Pa,故B正确。
故选:B。
11.(2024秋•宁波期中)如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,上下底面积之比为1:2,此时水对容器底的压力为F,压强为p;当容器倒置在水平桌面时,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F;2p B.F;p C.0.5F;p D.0.5F;2p
【解答】解:由于密闭容器装满水,则由p=ρgh可知,容器倒置之后液体对容器底部压强不变,又由F=pS可知,当压强不变时,压力与受力面积成正比;
已知容器上下底面积之比为1:2,故倒置后水对容器底部压力为F=0.5F,
所以倒置后水对容器底部的压力和压强分别为0.5F、p。
故选:C。
12.(2024秋•宁波期中)A、B是两个材料相同的实心正方体,如图所示,A和B分别以甲、乙、丙三种情况在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
①F1>F2>F3
②丙中桌面受到的总压强最大
③三种情况中A所受摩擦力大小关系为fA乙=fA丙>fA甲
④三种情况中B所受摩擦力大小关系为fB乙<fB甲<fB丙
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①④
【解答】解:①对整体分析,整体的重力相同,与桌面的接触面的粗糙程度相同,整体受到的摩擦力是相同的,整体做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=F3,故①错误;
②根据图示可知,S1>S2>S3,而桌面受到的压力等于物体的重力,总的重力相等,压力相同,所以由p可得,丙中桌面受到的总压强最大,故②正确;
③图甲中,物体A对地面的压力等于A的重力;图乙中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程相同,则fA乙>fA甲;对于丙图:对整体分析,整体对桌面的压力等于AB的总重力,此时的推力等于桌面对B的摩擦力;对B受力分析,B在水平方向上受到水平向左的桌面对B的摩擦力、水平向右的A对B的摩擦力,这两个力大小相等,根据力的相互性可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力,综上所述,推力F3等于地面对B的摩擦力,即fA丙=F3;综上所述:fA乙=fA丙>fA甲,故③正确;
④对于乙,B与A之间没有发生相对运动的趋势,所以B受到的摩擦力为0;对于甲:B对地面的压力等于其重力;对于丙,B对地面的压力等于AB的重力之和,接触面相同,压力越大,受到的摩擦力越大,故fB乙<fB甲<fB丙,故④正确。
故选:B。
二.填空题(共2小题,每空2分,共10分)
13.(2024•义乌市校级三模)如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3米2,若吸盘对玻璃的压强是1.5×105帕,则机器人对玻璃的压力为 。
【解答】解:(1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,方向相反,故该机器人工作时受到的摩擦力方向为竖直向上;
(2)当真空泵继续向外抽气时,机器人仍然静止,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变;
(3)由p得,吸盘对玻璃的压力:F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N。
故答案为:(1)竖直向上;(2)不变;(3)300N。
14.(2024•临安区一模)哈勃瓶是一个底部开有圆孔,瓶颈很短的平底大烧瓶,瓶内塞有一个气球,气球的吹气口反扣在瓶口A上,瓶口B塞有一个橡皮塞,瓶内形成一个密闭空间。请回答以下相关问题。
(1)某同学用力吹气球,气球吹不大,请说明原因 。
(2)怎样操作才能使气球在瓶内尽可能大? 。
【解答】解:(1)瓶内塞有一个气球,气球的吹气口反扣在瓶口A上,瓶口B塞有一个橡皮塞,瓶内形成一个密闭空间,其内部有气体,气球吹大时,气体被压缩,压强变大,与气球内压强平衡,用力吹气球,气球吹不大;
(2)将密闭空间的气体质量减小,使得压强减小,即气球的吹气口反扣在瓶口A处插入一个吸管,可以排出气体,气球在瓶内尽可能大。
故答案为:(1)密闭空间,其内部有气体,气球吹大时,气体被压缩,压强变大,与气球内压强平衡;(2)气球的吹气口反扣在瓶口A处插入一个吸管,可以排出气体,气球在瓶内尽可能大。
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共14分)
15.(2024•温州一模)为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系,小明用如图所示的装置进行如下实验:
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封。
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”,如图所示。
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时,分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为Δh1、Δh2和Δh3。
(1)本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小。
(2)本实验除了温度计之外,还需要用到的测量仪器是 。
(3)小明通过实验得出结论:一定质量的气体,体积越小,压强越大。他获得的证据是: 。
(4)为了使液面的高度差更明显,小明和小白分别提出了两种改进建议:
小明建议:选择更细的B管。小白建议:用密度更小的液体替换清水。
请判断谁的建议合理并说明理由: 。
【解答】解:(1)本实验中,A管上方封闭气体增大的压强越大,A.B.两管液面的高度差越大,因此通过比较A、B两管内液面的高度差来反映A管上方气压大小;
(2)本实验中,需要测量A、B两管中液面的高度差,因此还需要用到的测量仪器是刻度尺;
(3)通过本实验可以发现:Δh1<Δh2<Δh3,说明一定质量的气体,体积越小,压强越大;即证据就足:Δh1<Δh2<Δh3;
(4)由液体压强公式p=ρgh可知,液体压强大小与液体密度及液体深度有关,当压强一定时,减小液体的密度,可以增大液体的深度,使液面高度差越明显,故小自的建议合理,理由是:由p=ρgh可知,当压强一定时,液体密度越小,液体的深度越大。
故答案为:(1)A、B两管内液面的高度差;(2)刻度尺;(3)Δh1<Δh2<Δh3;(4)小白的建议合理;由p=ρgh可知,当压强一定时,液体密度越小,液体的深度越大。
16.【新考法】(2024•宁波模拟)小科发现吹气球时所用的力大小是在变的,于是通过查阅资料得知某型号气球弹力产生的压强p与半径R的关系如图甲所示。为此小科用二只相同的该型号气球A、B按如图乙所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1、2,向A气球中充气,使其半径为15cm,闭合阀门2。
②打开阀门3,向B气球中充气,使其半径为10cm,闭合阀门1。
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验分析】
(1)根据图甲描述该气球弹力产生的压强与半径的关系: 。
(2)完成步骤①和步骤②后,A、B气球弹力产生的压强大小关系为pA pB。
(3)推测步骤③中两气球大小如何变化并说明理由: 。
【解答】解:(1)根据图甲数据可知,当气球半径小于5.0cm时,气球弹力产生的压强随半径的增大急剧增大;当气球半径大于5.0cm时,气球弹力产生的压强随半径的增大先急剧减小,后缓慢减小;即球弹力产生的压强与半径的关系:气球弹力产生的压强随半径的增大先急剧增大后急剧减小,然后缓慢减小;
(2)完成步骤①和步骤②后,A、B气球的半径分别为15cm、10cm,由图甲可知A、B气球弹力产生的压强大小关系:pA<pB;
(3)由于B气球弹力产生的压强大于A气球弹力产生的压强,所以打开阀门2,A气球的体积会变大,B气球的体积会变小。
故答案为:(1)气球弹力产生的压强随半径的增大先急剧增大后急剧减小,然后缓慢减小;(2)<;(3)A气球的体积会变大,B气球的体积会变小;理由是B气球弹力产生的压强大于A气球弹力产生的压强。
四.解答题(共1小题,10分)
17.(2024•浙江)在我国西北部荒漠,生长着某种植物,其果实成熟后会分裂成数个尾部为螺旋状的分果(如图1),分果表面分布着具有吸水性的毛。
请回答。
(1)在长期进化过程中,该植物的分果形成了“自钻孔行为”以适应荒漠环境。
①分果随环境湿度的变化,其螺旋状的尾部会旋转扭紧或松开,将种子推入地下。分果钻土时,因前端尖细,受力面积小,从而分果前端对土壤的 较大,有利于进入土壤。
②分果钻入土壤有利于种子的生存和萌发,推测其原因是 (写出一点 )。
(2)受该分果“自钻孔行为”的启发,研究团队以树皮为原料,设计并制造出三尾种子载体(如图2),可用于有些种子的无人机空中播种、施肥等。
①播种前,需先测定种子的萌发率。测定萌发率时,具有活性的种子产生的二氧化碳能与澄清石灰水反应,出现白色浑浊现象。产生该浑浊现象的化学方程式是 。
②播种后,种子载体留在土壤中,不再回收。从保护土壤的角度分析,相对于用金属或塑料等材料,以树皮为原料制造种子载体的优点有 (写出一点)。
【解答】解:(1)①分果钻土时,因前端尖细,受力面积小,从而分果前端对土壤的压强较大,有利于进入土壤;
②分过钻入土壤中,能够获得一定量的水分和适宜的温度,从而利于其萌发;
(2)①二氧化碳能与澄清石灰水反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O;
②以树皮为原料制造种子载体,树皮来自于植物体本身,可再生,且会自然降解不会造成环境污染。
故答案为:(1)①压强;②种子的萌发需要一定量的水分、适宜的温度;(2)①Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O;②可再生,不会造成环境污染。
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