Question

20．生活中处处有物理，同学们在玩中都会无意识的涉及到许多物理知识．以下两个现象可能您尝试或观察过：
（1）喝牛奶时，把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管喷出．
（2）在室温下，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了．
由以上现象进行猜想：
当气体的体积一定时，气体压强可能与气体的质量和温度有关．
【设计并进行实验】
小明同学进行了如下实验来研究烧瓶内水面上方的气体压强：
（1）把细玻璃管插人装有半瓶水的密闭烧瓶中，如图所示；
（2）从细管上端往烧瓶里吹气，此时瓶内气体压强增大（增大/减小/不变）；迅速放开，观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置（如图所示）．
（3）接着用手握住烧瓶的瓶颈部分，使瓶内气体的压强增大，请您在图中画出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置；
[实验拓展]
（1）控制其它条件相同时，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验，则管内水柱上升的高度会相同（相同/不同），理由是液体压强只与液体的密度和深度有关．
（2）控制其它条件相同时，把图的装置从山脚移到山顶，则细玻璃管内的液面将上升（上升/下降/不变），这是由于大气压随高度升高而降低．

Answer 1

分析 （1）把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管喷出；牛奶喷出的原因是内部压强大造成的；其盒内压强变大的原因是向里面吹气造成的，故据此能判断此时压强大的原因；同理，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了；即气球爆破的原因也是内部压强变大造成的，故联系题目情景即可判断此时导致压强变大的原因．
（2）据上面的猜想能看出气体压强大小的影响因素，故结合气体压强与其质量的关系判断即可解决；
（3）瓶内气体的压强增大，在瓶内气压的作用下细玻璃管内水柱会上升．
（4）①在该题中，瓶内增大的压强与上升的那一段液柱的压强是相等的，故在瓶内增大的压强相等的情况下，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验，据液体内部的压强的特点可判断，管内的水柱上升的高度相等．
②大气压随高度的增加而减小，外界气压减小，所以细玻璃管内水柱会在瓶内气压的作用下上升．

解答 解：（1）把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管喷出．牛奶喷出的原因是内部压强大造成的；其盒内压强变大的原因是：向里面吹气时，体积一定气体质量增大造成的，即能说明气体压强的大小与气体的质量有关；
同理，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了．气球爆破的原因也是内部压强变大造成的，即体积一定的气体由于温度升高导致压强增大，所以气体压强的大小还与温度有关．
（2）当用细管向瓶中吹气时，瓶内空气的体积一定，质量变大，所以瓶内的气压变大，在瓶内气压的作用下细玻璃管内水柱上升；
（3）用手握住烧瓶的瓶颈部分，瓶内气体的压强增大，因此，玻璃管内水柱上升的高度更高，b处位置如图3所示：
【实验拓展】
（1）在该题中，瓶内增大的压强与上升的那一段液柱的压强是相等的，因为液体压强与液体的密度和深度有关，所以在瓶内增大的压强相等的情况下，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验，液柱的深度相同，管中的水柱上升的高度相等．
（2）大气压随高度的增加而减小，山顶的气压比山脚的气压小，把图甲的装置从山脚移到山顶时，因为外界气压减小，所以细玻璃管内的液柱在瓶内气压的作用下会上升．
故答案为：（2）质量；温度；
【设计并进行实验】（2）增大；（3）如上图3所示；
【实验拓展】（1）相同；液体压强只与液体的密度和深度有关；（2）上升；大气压随高度升高而降低．

点评 该题考查了同学们对上述材料的分析和理解能力，以实验题的情景考查了气体压强大小的影响因素，是一道综合题，难度较大．