题目列表(包括答案和解析)
1.如图14-3-1所示实验中不能说明大气压存在的是( )
图14-3-1
思路解析:说明大气压存在最有名的实验是马德堡半球实验,在实验室模仿其实验常用两皮碗对吸;瓶吞鸡蛋是内外大气压强差造成的,能说明大气压的存在;纸托水杯其实是大气压托住了纸和水;橡皮膜凸出是液体压强造成的。
答案:D
4.用来测定大气压的仪器是( )
A.托里拆利实验 B.气压计
C.马德堡半球实验 D.高度计
思路解析:用来测定大气压的仪器叫气压计。常用的气压计有水银气压计和金属盒气压计也叫无液气压计。托里拆利实验是测定大气压值的实验,马德堡半球的实验是证明大气压存在的实验。大气压的值并不是固定不变的,随着离地面高度的增加,大气压的值明显地降低。在海拔2 000 m以内,我们可以近似地认为,每升高12 m,大气压降低13-3- Pa(1 mm水银柱)。利用大气压随高度变化的规律,在无液气压计的刻度盘上标上高度就构成了高度计,它是航空、登山必不可少的仪器。
答案:B
10分钟训练(强化类训练,可用于课中)
3.计算 2.5个标准大气压=___________帕斯卡,100帕斯卡=___________毫米汞柱。
1个标准大气压=___________厘米汞柱高。
答案:2.5×105 0.76 76
2.在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小压强就_______,体积增大压强就_______。
思路解析:一定质量的气体,在温度不变的条件下,体积与压强的关系是体积增大压强就变小,体积减小压强就会变大。
答案:增大 减小
5分钟训练(预习类训练,可用于课前)
1.1643年意大利科学家托里拆利首先用___________的方法测出了___________的数值,他所依据的就是“用大气压与液体压强相比较”的原理。为了纪念他对科学所作的贡献,将他测量大气压强的实验叫做___________实验。
思路解析:托里拆利通过实验的方法首先测量出大气压强的数值,对科学作出了极大的贡献。为了纪念他的杰出贡献将这个实验叫做托里拆利实验。
答案:实验 大气压强 托里拆利
14.1648年的一天,一群好奇的观众围着一个年轻人,看他做着有趣的实验,他把一个木桶装满水用盖子封住,在桶盖上面是一根细长的管子并把它插入桶中,然后让人站在高处往细管中灌水(图14-2-17)。结果,只用了几杯水,木桶就压裂了,水从裂缝中流了出来。在场的人无不对此感到震惊。这个年轻人就是法国著名的数学家和物理学家帕斯卡。请回答:
图14-2-17
(1)在这个实验中,一桶水不足以使桶破裂,而加上几杯水,桶就会压破。为什么?
(2)液体对容器产生的压力一定等于液体的重力吗?
思路解析:(1)一桶水都没有把桶压破,几杯水怎么会产生如此巨大的力量呢?原来木桶的破与不破,并不是由桶内水的重力大小来决定的,而是由水对桶壁的压强大小来决定的。由液体内部的压强公式p=ρgh可以知道,液体所产生的压强与液体的深度和液体的密度有关,而与水的体积和重力无关。假设桶内装满水后,水位高50 cm,则桶底的木板受到的压强也不过是5×103 Pa,桶侧壁的平均压强为2.5×103 Pa,这个压强是不足以使桶破裂的。而加上几杯水后,这时的水位就大大增高了,假设此时的水位为10 m,则此时的压强为多大呢?1×105 Pa。这个压强相当于原来的40倍,这样大的压强作用在木桶上,再好的木桶也承受不起了。
(2)液体所产生的压强与液体的深度和液体的密度有关,而与液体的体积和重力无关。因此对容器产生的压力与液体的重力也无一定关系。其大小有时与液体重力相等,有时小于液体的重力,而有时又大于液体的重力。
答案:(1)木桶的破与不破并不是由桶内水的重力大小来决定的,而是由水对桶壁的压强大小来决定的。由液体内部的压强公式p=ρgh可以知道,液体所产生的压强与液体的深度和液体的密度有关。假设桶内装满水后,水位高50 cm,则桶底的木板受到的压强约为5×103 Pa,桶侧壁的平均压强为2.5×103 Pa,这个压强是不足于使桶破裂的。而加上几杯水后,这时的水位就大大增高了,假设此时的水位为10 m,则此时的压强为1×105 Pa。这个压强相当于原来的40倍,这样大的压强作用在木桶上,再好的木桶也会压破。
(2)液体所产生的压强与液体的深度和液体的密度有关,而与液体的体积和重力无关。因此对容器产生的压力与液体的重力也无一定关系。其大小有时与液体重力相等,有时小于液体的重力,而有时又大于液体的重力。
13.我国幅员辽阔,水资源丰富,地势呈阶梯状分布,这为开发利用水能源提供了十分有利的条件,修建水库是开发利用水能的基础建设。
图14-2-16
(1)我国的地势特点是什么?
(2)水库大坝总是建成下宽上窄的梯形,其横截面积如图14-2-16所示,试说明建成这种形状的物理道理。
(3)举世瞩目的三峡工程历经近十年的艰辛努力,终于在2003年6月1日下闸蓄水,6月16日水位将达到海拔135米,此时坝前水位将抬高55米,求:此次蓄水,水对坝底所增加的压强。(g取10 N/kg)
(4)一艘轮船的船底在过三峡船闸时不小心被撞了一个洞,洞口的面积为10 cm2,用来堵洞的堵塞物受到的水压力为25 N,求洞口在水下的深度。(g取10 N/kg)
思路解析:理解和应用公式p=、p=ρgh及其变形。
答案:(1)我国地势特点是东低西高;
(2)液体的压强随液体深度的增加而增大,因此,拦河大坝建成上窄下宽的形状,是为了抵御水下部较大的压强;
(3)水对坝底的压强,取决于坝底水的深度,与海拔高度无关,故坝底增加水的深度应等于坝前水位提高的55 m,因此增加的压强也就是这增加的55 m水所产生的压强。
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×55 m=5.5×105 Pa
(4)p===2.5×104 Pa;p=ρ水gh,
所以h== =2.5 m。
12.图14-2-15中A是小华家的厨房,B是卫生间,A、B两地之间有墙,相互看不到,但是小华家在装修时必须搞清楚;厨房和卫生间的地面哪个高?高度相差多少?为此,小华设计了一个测量方法,他利用一根透明的塑料管,在里面灌满一些水,水管两端各固定在一个木块钉成的支架上,如图14-2-15,请你根据这张示意图,说一说小华测量的方法,并同时说明这种方法所应用的物理原理。
图14-2-15
思路解析:这是一个连通器的应用,连通器的特点是液体静止时各液面相平;小华的做法就是看厨房和卫生间支架上的水位的高低来判断地面高低的。水位上升的高的那端地面低。
答案:应用了连通器原理。方法:分别测出A处水柱离地面的高度和B处水柱离地面的高度,比较二者的大小就知道两地的高度差。
11.我国经济快速发展,很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点,纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作却忽视了其中的科学性。如图14-2-14所示的广告图中有一处科学性的错误,请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。
图14-2-14
错误:____________________,它违背了______________________________。
思路解析:茶壶利用的是连通器原理制成的,但是连通器底部连通上部开口,上部水面应该是相平的,而图中壶中水面明显低于壶嘴水面,不符合连通器的工作原理。
答案:水面低于壶嘴 连通器工作原理
10.比较A、B、C三点的压强pA__________pB__________pC__________。如图14-2-13所示,三容器中是同一种液体。
图14-2-13
思路解析:根据液体内部的压强与液面下的深度有关系,与液体的密度有关系。现在题目中已知是同一种液体,这就是说只与深度有关系。A、B、C三点的深度都是h,所以三点处的压强相等。
答案:= =
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