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1.【跨学科·生物】【多选题】我们每时每刻都要
呼吸,利用胸部扩张和收缩呼吸的方式叫胸
式呼吸,能正确描述胸式呼吸动作的
是()
A.吸气时胸部扩张,肺内气压低于外界大
气压
B.吸气时胸部收缩,肺内气压低于外界大
气压
C.呼气时胸部扩张,肺内气压高于外界大
气压
D.呼气时胸部收缩,肺内气压高于外界大
气压
呼吸,利用胸部扩张和收缩呼吸的方式叫胸
式呼吸,能正确描述胸式呼吸动作的
是()
A.吸气时胸部扩张,肺内气压低于外界大
气压
B.吸气时胸部收缩,肺内气压低于外界大
气压
C.呼气时胸部扩张,肺内气压高于外界大
气压
D.呼气时胸部收缩,肺内气压高于外界大
气压
答案
AD
解析
【分析】
要解决这道题，需结合胸式呼吸的动作特点和气体压强与容积的关系逐步分析：
1. 分析吸气过程：吸气时，胸部扩张会带动肺的容积增大，根据气体压强与容积的关系，一定量的气体容积越大，气压越小，此时肺内气压低于外界大气压，外界空气才能被压入肺内，因此可判断A选项正确，B选项错误。
2. 分析呼气过程：呼气时，胸部收缩使肺的容积减小，肺内气体被压缩，气压升高，当肺内气压高于外界大气压时，肺内气体排出体外，因此D选项正确，C选项错误。
3. 最后筛选出符合胸式呼吸动作的正确选项。
【解析】
吸气时，胸部扩张，肺的容积增大，肺内气压低于外界大气压，外界空气经呼吸道进入肺，故A正确，B错误；
呼气时，胸部收缩，肺的容积减小，肺内气压高于外界大气压，肺内气体经呼吸道排出体外，故D正确，C错误。
因此正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
胸式呼吸原理、气体压强与容积的关系
【点评】
本题是跨学科题目，结合物理压强知识考查生物呼吸过程，需要学生理清吸气、呼气时胸部动作、肺容积变化与气压的关联，明确两个过程的逻辑是解题核心。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合胸式呼吸的动作特点和气体压强与容积的关系逐步分析：
1. 分析吸气过程：吸气时，胸部扩张会带动肺的容积增大，根据气体压强与容积的关系，一定量的气体容积越大，气压越小，此时肺内气压低于外界大气压，外界空气才能被压入肺内，因此可判断A选项正确，B选项错误。
2. 分析呼气过程：呼气时，胸部收缩使肺的容积减小，肺内气体被压缩，气压升高，当肺内气压高于外界大气压时，肺内气体排出体外，因此D选项正确，C选项错误。
3. 最后筛选出符合胸式呼吸动作的正确选项。
【解析】
吸气时，胸部扩张，肺的容积增大，肺内气压低于外界大气压，外界空气经呼吸道进入肺，故A正确，B错误；
呼气时，胸部收缩，肺的容积减小，肺内气压高于外界大气压，肺内气体经呼吸道排出体外，故D正确，C错误。
因此正确选项为AD。
【答案】
AD
【知识点】
胸式呼吸原理、气体压强与容积的关系
【点评】
本题是跨学科题目，结合物理压强知识考查生物呼吸过程，需要学生理清吸气、呼气时胸部动作、肺容积变化与气压的关联，明确两个过程的逻辑是解题核心。
【难度系数】
0.6
2.【跨学科·数学】已知球表面积计算公式为
$S=4π R^{2}$,$R$ 为球的半径。若地球半径取
$6.0×10^{6}\ \mathrm{m}$,$π$ 取3.0,标准大气压取 $1.0×$
$10^{5}\ \mathrm{Pa}$,则我们可以估算出地球大气层对地表
的压力为N。(结果用科学记数法
表示)
$S=4π R^{2}$,$R$ 为球的半径。若地球半径取
$6.0×10^{6}\ \mathrm{m}$,$π$ 取3.0,标准大气压取 $1.0×$
$10^{5}\ \mathrm{Pa}$,则我们可以估算出地球大气层对地表
的压力为N。(结果用科学记数法
表示)
答案
$4.32×10^{19}$
解析
【分析】
要计算地球大气层对地表的压力，需利用压强与压力的关系公式 $ F = pS $。首先，地球可近似为球体，根据题目给出的球表面积公式 $ S = 4π R^2 $ 计算出地球的表面积；再将标准大气压（压强 $ p $）与计算得到的表面积 $ S $ 代入压力公式，即可求出压力，注意结果用科学记数法表示。具体步骤为：先算地球表面积，再利用 $ F=pS $ 计算压力。
【解析】
1. 计算地球的表面积 $ S $：
已知 $ R = 6.0×10^6\ \mathrm{m} $，$ π = 3.0 $，代入球表面积公式：
$\begin{aligned}S &= 4π R^2 \\&= 4×3.0×(6.0×10^6)^2 \\&= 12×3.6×10^{13} \\&= 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2\end{aligned}$
2. 计算大气层对地表的压力 $ F $：
已知标准大气压 $ p = 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $，根据压力公式 $ F = pS $：
$\begin{aligned}F &= pS \\&= 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} × 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2 \\&= 4.32×10^{19}\ \mathrm{N}\end{aligned}$
【答案】
$ 4.32×10^{19} $
【知识点】
压强公式应用、球表面积计算、科学记数法运算
【点评】
本题为跨学科题目，融合了物理压强知识与数学的球表面积计算、科学记数法运算。解题关键是理清压力、压强、表面积三者的关系，准确代入数值并规范进行科学记数法的乘法运算，考查学生的综合知识运用能力和计算细心程度。
【难度系数】
0.6
要计算地球大气层对地表的压力，需利用压强与压力的关系公式 $ F = pS $。首先，地球可近似为球体，根据题目给出的球表面积公式 $ S = 4π R^2 $ 计算出地球的表面积；再将标准大气压（压强 $ p $）与计算得到的表面积 $ S $ 代入压力公式，即可求出压力，注意结果用科学记数法表示。具体步骤为：先算地球表面积，再利用 $ F=pS $ 计算压力。
【解析】
1. 计算地球的表面积 $ S $：
已知 $ R = 6.0×10^6\ \mathrm{m} $，$ π = 3.0 $，代入球表面积公式：
$\begin{aligned}S &= 4π R^2 \\&= 4×3.0×(6.0×10^6)^2 \\&= 12×3.6×10^{13} \\&= 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2\end{aligned}$
2. 计算大气层对地表的压力 $ F $：
已知标准大气压 $ p = 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $，根据压力公式 $ F = pS $：
$\begin{aligned}F &= pS \\&= 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} × 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2 \\&= 4.32×10^{19}\ \mathrm{N}\end{aligned}$
【答案】
$ 4.32×10^{19} $
【知识点】
压强公式应用、球表面积计算、科学记数法运算
【点评】
本题为跨学科题目，融合了物理压强知识与数学的球表面积计算、科学记数法运算。解题关键是理清压力、压强、表面积三者的关系，准确代入数值并规范进行科学记数法的乘法运算，考查学生的综合知识运用能力和计算细心程度。
【难度系数】
0.6
3.【传统文化】如图9-3-10所示是我国战国时期
的青铜汲酒器示意图,长柄上端与球形底部
各开一小孔a、b。当汲酒器内充满酒水,向上
提升长柄取酒时,应使开口a(选填
“闭合”或“打开”),酒水不流出是由于
的作用。
的青铜汲酒器示意图,长柄上端与球形底部
各开一小孔a、b。当汲酒器内充满酒水,向上
提升长柄取酒时,应使开口a(选填
“闭合”或“打开”),酒水不流出是由于
的作用。
答案
闭合
大气压
大气压
解析
【分析】
要解决这个问题，我们可以从大气压的作用原理入手分析：当汲酒器内充满酒水时，若开口a打开，那么汲酒器内部与外界大气相通，酒水会在重力作用下从b孔流出；若闭合开口a，汲酒器内的空间与外界大气隔绝，此时外界大气压会作用在b孔处的酒水上，从而托住酒水，使其不会流出。因此我们需要让a闭合，利用大气压来阻止酒水流出。
【解析】
当向上提升长柄取酒时，若打开开口a，汲酒器内部与外界大气连通，酒水在重力作用下会从b孔流出；若闭合开口a，汲酒器内与外界大气隔绝，外界大气压作用于b孔处的酒水上，能够托住酒水，使其不流出。因此应使开口a闭合，酒水不流出是由于大气压的作用。
【答案】
闭合；大气压
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题结合我国古代青铜汲酒器这一传统文化载体，考查大气压强的实际应用，将物理知识与传统文化相结合，既考查了物理原理，也体现了传统文化的价值，有助于提升学生对物理知识实用性的理解。
【难度系数】
0.8
要解决这个问题，我们可以从大气压的作用原理入手分析：当汲酒器内充满酒水时，若开口a打开，那么汲酒器内部与外界大气相通，酒水会在重力作用下从b孔流出；若闭合开口a，汲酒器内的空间与外界大气隔绝，此时外界大气压会作用在b孔处的酒水上，从而托住酒水，使其不会流出。因此我们需要让a闭合，利用大气压来阻止酒水流出。
【解析】
当向上提升长柄取酒时，若打开开口a，汲酒器内部与外界大气连通，酒水在重力作用下会从b孔流出；若闭合开口a，汲酒器内与外界大气隔绝，外界大气压作用于b孔处的酒水上，能够托住酒水，使其不流出。因此应使开口a闭合，酒水不流出是由于大气压的作用。
【答案】
闭合；大气压
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题结合我国古代青铜汲酒器这一传统文化载体，考查大气压强的实际应用，将物理知识与传统文化相结合，既考查了物理原理，也体现了传统文化的价值，有助于提升学生对物理知识实用性的理解。
【难度系数】
0.8
4.【跨学科·生物】人呼吸过程的模拟装置如图
9-3-11所示,当向下拉动橡皮膜时,容器内的
气压将(选填“变大”“不变”或“变
小”),气球在的作用下体积变大,完
成吸气过程。
9-3-11所示,当向下拉动橡皮膜时,容器内的
气压将(选填“变大”“不变”或“变
小”),气球在的作用下体积变大,完
成吸气过程。
答案
变小
大气压
大气压
解析
【分析】
首先明确装置各部分对应的人体结构：橡皮膜模拟膈肌，气球模拟肺，容器模拟胸廓。当向下拉动橡皮膜时，容器的容积会增大，结合气体压强与体积的关系，可判断容器内气压的变化；再根据内外气压差，分析气球体积变化的动力来源，结合吸气过程的原理进行推导。
【解析】
1. 分析容器内气压变化：当向下拉动橡皮膜时，容器的容积增大，对于容器内的气体，在温度不变的情况下，一定质量的气体体积越大，压强越小，因此容器内的气压将变小。
2. 分析气球体积变化的原因：此时容器内气压小于外界大气压，气球在大气压的作用下，外界空气进入气球，使气球体积变大，对应完成吸气过程。
【答案】
变小；大气压
【知识点】
气体压强与体积的关系；呼吸运动原理
【点评】
本题是跨学科题目，结合物理气体压强知识与生物呼吸运动原理，通过模拟装置考查吸气过程的机制，需要理解装置各部分与人体呼吸结构的对应关系，注重跨学科知识的综合应用。
【难度系数】
0.7
首先明确装置各部分对应的人体结构：橡皮膜模拟膈肌，气球模拟肺，容器模拟胸廓。当向下拉动橡皮膜时，容器的容积会增大，结合气体压强与体积的关系，可判断容器内气压的变化；再根据内外气压差，分析气球体积变化的动力来源，结合吸气过程的原理进行推导。
【解析】
1. 分析容器内气压变化：当向下拉动橡皮膜时，容器的容积增大，对于容器内的气体，在温度不变的情况下，一定质量的气体体积越大，压强越小，因此容器内的气压将变小。
2. 分析气球体积变化的原因：此时容器内气压小于外界大气压，气球在大气压的作用下，外界空气进入气球，使气球体积变大，对应完成吸气过程。
【答案】
变小；大气压
【知识点】
气体压强与体积的关系；呼吸运动原理
【点评】
本题是跨学科题目，结合物理气体压强知识与生物呼吸运动原理，通过模拟装置考查吸气过程的机制，需要理解装置各部分与人体呼吸结构的对应关系，注重跨学科知识的综合应用。
【难度系数】
0.7
5.【传统文化】“拔火罐”是我国传统医疗的一种
手段。如图9-3-12所示,医生先用点燃的酒
精棉球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐
倒扣在需要治疗的部位,冷却后火罐便紧贴
在皮肤上。已知大气压为 $1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,火罐
开口部位的面积为 $10\ \mathrm{cm}^{2}$,罐内空气冷却变
为室温时其压强为 $9.0×10^{4}\ \mathrm{Pa}$,不计火罐重
力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力。
(2)皮肤对火罐的支持力。
手段。如图9-3-12所示,医生先用点燃的酒
精棉球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐
倒扣在需要治疗的部位,冷却后火罐便紧贴
在皮肤上。已知大气压为 $1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,火罐
开口部位的面积为 $10\ \mathrm{cm}^{2}$,罐内空气冷却变
为室温时其压强为 $9.0×10^{4}\ \mathrm{Pa}$,不计火罐重
力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力。
(2)皮肤对火罐的支持力。
答案
解：
(1)罐内空气对皮肤的压力
$ F_{内}=pS=9.0×10^{4}\ \mathrm{Pa}×10×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
(2)皮肤受到的外界大气压力
$ F_{外}=p_{外}S=1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$，
由力的平衡得火罐对皮肤的压力
$ F_{压}=F_{外}-F_{内}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，
因为压力和支持力是一对相互作用力，故皮肤对火罐的支持力
$ F_{支}=F_{压}=10\ \mathrm{N}$
(1)罐内空气对皮肤的压力
$ F_{内}=pS=9.0×10^{4}\ \mathrm{Pa}×10×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
(2)皮肤受到的外界大气压力
$ F_{外}=p_{外}S=1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$，
由力的平衡得火罐对皮肤的压力
$ F_{压}=F_{外}-F_{内}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，
因为压力和支持力是一对相互作用力，故皮肤对火罐的支持力
$ F_{支}=F_{压}=10\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
（1）要计算罐内空气对皮肤的压力，可利用压力与压强的关系公式$ F = pS $，已知罐内空气的压强和受力面积，需先将面积单位转换为国际单位制单位，再代入公式计算。
（2）先计算外界大气压对火罐的压力，再通过受力分析：火罐静止时受力平衡，或分析皮肤的受力，根据力的平衡得出火罐对皮肤的压力，最后依据相互作用力的特点，得出皮肤对火罐的支持力。
【解析】
(1) 单位换算：$ S = 10\ \mathrm{cm}^2 = 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $
根据压力公式$ F = pS $，罐内空气对皮肤的压力：
$ F_{内}=p_{内}S = 9.0 × 10^{4}\ \mathrm{Pa} × 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 90\ \mathrm{N} $
(2) 外界大气压对火罐的压力：
$ F_{外}=p_{外}S = 1.0 × 10^{5}\ \mathrm{Pa} × 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 100\ \mathrm{N} $
根据力的平衡，皮肤受到的外界大气向上的压力等于罐内空气向下的压力与火罐对皮肤的压力之和，因此火罐对皮肤的压力：
$ F_{压}=F_{外}-F_{内}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N} $
由于压力和支持力是一对相互作用力，故皮肤对火罐的支持力：
$ F_{支}=F_{压}=10\ \mathrm{N} $
【答案】
(1) 罐内空气对皮肤的压力为$\boldsymbol{90\ \mathrm{N}}$；
(2) 皮肤对火罐的支持力为$\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$。
【知识点】
压强与压力的计算；力的平衡；相互作用力
【点评】
本题结合传统文化“拔火罐”考查压强计算与受力分析，解题关键是熟练应用压强公式$ F = pS $，准确进行受力分析，注意单位统一及相互作用力、平衡力的应用。
【难度系数】
0.6
（1）要计算罐内空气对皮肤的压力，可利用压力与压强的关系公式$ F = pS $，已知罐内空气的压强和受力面积，需先将面积单位转换为国际单位制单位，再代入公式计算。
（2）先计算外界大气压对火罐的压力，再通过受力分析：火罐静止时受力平衡，或分析皮肤的受力，根据力的平衡得出火罐对皮肤的压力，最后依据相互作用力的特点，得出皮肤对火罐的支持力。
【解析】
(1) 单位换算：$ S = 10\ \mathrm{cm}^2 = 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $
根据压力公式$ F = pS $，罐内空气对皮肤的压力：
$ F_{内}=p_{内}S = 9.0 × 10^{4}\ \mathrm{Pa} × 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 90\ \mathrm{N} $
(2) 外界大气压对火罐的压力：
$ F_{外}=p_{外}S = 1.0 × 10^{5}\ \mathrm{Pa} × 10 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 100\ \mathrm{N} $
根据力的平衡，皮肤受到的外界大气向上的压力等于罐内空气向下的压力与火罐对皮肤的压力之和，因此火罐对皮肤的压力：
$ F_{压}=F_{外}-F_{内}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N} $
由于压力和支持力是一对相互作用力，故皮肤对火罐的支持力：
$ F_{支}=F_{压}=10\ \mathrm{N} $
【答案】
(1) 罐内空气对皮肤的压力为$\boldsymbol{90\ \mathrm{N}}$；
(2) 皮肤对火罐的支持力为$\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$。
【知识点】
压强与压力的计算；力的平衡；相互作用力
【点评】
本题结合传统文化“拔火罐”考查压强计算与受力分析，解题关键是熟练应用压强公式$ F = pS $，准确进行受力分析，注意单位统一及相互作用力、平衡力的应用。
【难度系数】
0.6
