1.一个能预报天气的小发明“晴雨表”如图所示,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,天气往往转为阴雨天。下列说法正确的是()

A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.阴雨天气时A管液面上升,说明外界气压降低
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时,A管液面会下降
D.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.阴雨天气时A管液面上升,说明外界气压降低
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时,A管液面会下降
D.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
答案
B
解析
逐个分析选项:
1. 选项A:连通器的要求是上端开口、底部相连通,本题中B是密闭玻璃球,不满足连通器上端均开口的条件,该装置不是利用连通器原理工作,A错误。
2. 选项B:B内密闭气体的气压在温度不变时为定值,阴雨天外界气压降低,B内部气压大于外界大气压,会将红墨水压向A管,使A管液面上升,B正确。
3. 选项C:从楼下拿到楼上时,高度升高,外界大气压减小,B内气压大于外界气压,A管液面会上升,并非下降,C错误。
4. 选项D:由Δp=ρgΔh可知,气压变化量固定时,水柱高度变化Δh和管的粗细无关;且相同体积的液体进入A管时,管越粗,液面高度变化越小,现象越不明显,D错误。
1. 选项A:连通器的要求是上端开口、底部相连通,本题中B是密闭玻璃球,不满足连通器上端均开口的条件,该装置不是利用连通器原理工作,A错误。
2. 选项B:B内密闭气体的气压在温度不变时为定值,阴雨天外界气压降低,B内部气压大于外界大气压,会将红墨水压向A管,使A管液面上升,B正确。
3. 选项C:从楼下拿到楼上时,高度升高,外界大气压减小,B内气压大于外界气压,A管液面会上升,并非下降,C错误。
4. 选项D:由Δp=ρgΔh可知,气压变化量固定时,水柱高度变化Δh和管的粗细无关;且相同体积的液体进入A管时,管越粗,液面高度变化越小,现象越不明显,D错误。
2. 如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对两支试管底部的压强分别为$ p_甲 $和$ p_乙 $,则下列判断正确的是()

A.$ p_甲 > p_乙 $
B.$ p_甲 = p_乙 $
C.$ p_甲 < p_乙 $
D.无法确定
A.$ p_甲 > p_乙 $
B.$ p_甲 = p_乙 $
C.$ p_甲 < p_乙 $
D.无法确定
答案
A
解析
由图可知,乙试管倾斜放置,两试管液面相平,因此乙试管内液体的体积大于甲试管内液体的体积,即$V_甲<V_乙$。已知两种液体质量相等,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得$\rho_甲>\rho_乙$。两试管内液体的竖直深度h相同,根据液体压强公式$p=\rho gh$,深度h相同时,液体密度越大,压强越大,因此$p_甲>p_乙$。
3. 如图所示,U形管中的水静止,水面初始状态如图甲。以下做法有可能将U形管的水面状态变为图乙的是()

A.在A开口处持续水平吹气
B.在B开口处持续水平吹气
C.在B开口处向管内缓慢注入少量水
D.将U形管转移到海拔更高的山顶上
A.在A开口处持续水平吹气
B.在B开口处持续水平吹气
C.在B开口处向管内缓慢注入少量水
D.将U形管转移到海拔更高的山顶上
答案
B
解析
图乙的特征为A侧液面低于初始液面,B侧液面高于初始液面,即B侧液面比A侧高:
1. 选项A:在A开口处持续水平吹气,A上方空气流速大、压强小,A侧液面会高于B侧,不符合乙图状态。
2. 选项B:在B开口处持续水平吹气,B上方空气流速大、压强小,B侧液面会高于A侧,符合乙图状态。
3. 选项C:该U形管为连通器,在B开口处向管内缓慢注入少量水,静止后两侧液面仍然相平,不符合乙图状态。
4. 选项D:将U形管转移到海拔更高的山顶上,两侧液面上方的大气压同步减小,气压始终相等,液面保持相平,不符合乙图状态。
1. 选项A:在A开口处持续水平吹气,A上方空气流速大、压强小,A侧液面会高于B侧,不符合乙图状态。
2. 选项B:在B开口处持续水平吹气,B上方空气流速大、压强小,B侧液面会高于A侧,符合乙图状态。
3. 选项C:该U形管为连通器,在B开口处向管内缓慢注入少量水,静止后两侧液面仍然相平,不符合乙图状态。
4. 选项D:将U形管转移到海拔更高的山顶上,两侧液面上方的大气压同步减小,气压始终相等,液面保持相平,不符合乙图状态。
4.如图所示,取4个完全相同的正方体木块,分别以甲、乙、丙三种方式叠放(木块前后对齐)。三种方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的压强分别为$ p_甲 $、$ p_乙 $、$ p_丙 $,则$ p_甲:p_乙:p_丙 = $。

答案
$\boldsymbol{3:1:3}$
解析
解:设每个正方体木块的重力为$G$,单个正方体的底面积为$S$。
甲方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的总压力$F_甲=3G$,受力面积$S_甲=S$,
则 $p_甲=\frac{F_甲}{S_甲}=\frac{3G}{S}$。
乙方式中,最底层两个木块的上表面受到上方木块的总压力$F_乙=2G$,总受力面积$S_乙=2S$,
则 $p_乙=\frac{F_乙}{S_乙}=\frac{2G}{2S}=\frac{G}{S}$。
丙方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的总压力$F_丙=3G$,受力面积$S_丙=S$,
则 $p_丙=\frac{F_丙}{S_丙}=\frac{3G}{S}$。
因此 $p_甲:p_乙:p_丙=\frac{3G}{S}:\frac{G}{S}:\frac{3G}{S}=3:1:3$。
甲方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的总压力$F_甲=3G$,受力面积$S_甲=S$,
则 $p_甲=\frac{F_甲}{S_甲}=\frac{3G}{S}$。
乙方式中,最底层两个木块的上表面受到上方木块的总压力$F_乙=2G$,总受力面积$S_乙=2S$,
则 $p_乙=\frac{F_乙}{S_乙}=\frac{2G}{2S}=\frac{G}{S}$。
丙方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的总压力$F_丙=3G$,受力面积$S_丙=S$,
则 $p_丙=\frac{F_丙}{S_丙}=\frac{3G}{S}$。
因此 $p_甲:p_乙:p_丙=\frac{3G}{S}:\frac{G}{S}:\frac{3G}{S}=3:1:3$。
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