Question

为了定性研究液体压强和气体压强的特点，老师要学生准备了如下器材：透明塑料饮料瓶、剪刀、细线、几个大小不同的气球．

（1）为了验证液体内部的压强随深度的增加而增大这一结论．小明用剪刀剪去饮料瓶底，在瓶盖上扎一小孔，然后用细线系住吹起的小气球，通过瓶盖上的小孔将气球拉入瓶内，将瓶倒置，用手堵住瓶盖上的小孔，再向瓶内注水，如图甲所示．为了达到实验目的，小明接下来应通过______调整气球在水中的深度，同时观察气球的______．
（2）为了研究气体压强与哪些因素有关，小华用剪刀剪去饮料瓶底，将气球按图乙所示反扣在瓶口．
将另一气球割开，用细线和气球膜封住饮料瓶底部，分别用手向下拉瓶底的膜（图丙）和用手向上压瓶底的膜（图丁），发现了瓶内的气球体积出现了图示的变化．小华针对此现象，作出如下推断，他的推断与实验现象不相符的是（______）
A．大气压强随着气球的体积的增大而增大
B．气体的压强随着气体的密度的增大而增大
C．一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小
D．因气球内的气体与大气相通，所以气球内的气体压强就是大气压
（3）小丽也按图丙、图丁重复小华的实验，发现气球的体积没有明显的变化．小丽将整个装置放入水槽中，很快找到了实验失败的原因，其原因是______．
（4）在靠近塑料瓶底部的侧壁开一个小圆孔，用胶带封住小孔，接着拧开瓶盖，往瓶中加入水，然后撕去胶带，水便从小孔射出，如图戊所示，在瓶内水面不断下降的过程中，水的射程将______；如果往瓶中加水至图戊所示水位，再拧紧瓶盖，撕去胶带，小孔中射出的水流速度逐渐变慢直至停止，那么在撕去胶带后，瓶内气体压强（______）
A．先逐渐变大，后保持不变；           B．先逐渐变小，后保持不变
C．先大于大气压强，后小于大气压强；   D．一直变大．

Answer 1

【答案】分析：（1）液体压强跟密度和深度有关，研究压强跟深度的关系时，保持液体的密度一定，改变深度，液体内部压强的大小通过气球体积的变化来反映，气体越小，液体压强越大．
（2）丙图，拉下瓶底的气球时，瓶内的空气质量一定，体积增大，密度减小，压强减小，瓶内的气球在大气压的作用下体积增大．
丁图，上压瓶底的气球时，瓶内的空气质量一定，体积减小，密度增大，压强增大，瓶内的气球受到压力增大体积减小．
（3）将整个装置放入水槽中，检查气密性，如果有气泡说明气密性不好．
（4）水面不断下降，小孔的位置受到液体的压强逐渐减小，
往瓶中加水至图戊所示水位，再拧紧瓶盖，撕去胶带，此时瓶内的压强大于外界大气压，水向外流，瓶内液体产生的压强越来越小，当外界大气压大于瓶内气体压强时，水不再向外流，瓶内气体压强不再改变．
解答：解：（1）瓶中装有水，通过再向瓶中加入水或把气球向下拉，改变液体的深度，观察气球的体积变化来判断液体压强大小．
（2）A、大气压跟气球的体积无关，大气压跟海拔、天气、季节有关．符合题意．
B、丁图说明质量一定，体积减小，密度增大，压强增大．不符合题意．
C、丙图说明一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小．不符合题意．
D、丙丁实验中气球和外界相通，内部压强等于大气压．不符合题意．
故选A．
（3）小丽也按图丙、丁重复小华的实验，发现气球的体积没有明显的变化，可能是装置漏气，小丽将整个装置放入水槽中，有气泡冒出，证实了装置漏气．
（4）随着瓶内液体压强的减小，水的射程将减小，
随着瓶内水的减少，瓶内空气的体积越来越大，密度越来越小，产生的压强也在减小，当外界大气压大于瓶内气体压强时，水不再向外流，瓶内气体压强不再改变．
故答案为：（1）往瓶内加水；体积的变化；（2）A；（3）瓶子的气密性不好；（4）减小；B．
点评：本题考查液体压强大小的影响因素：液体密度和深度．用转换法和控制变量法研究液体压强的大小，还考查气体压强与体积的关系．