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6. 如图所示是科技探究小组制作的简易气压计,下列方法可以使玻璃管内水面上升的是 (
A.带着压强计从六楼降低至一楼
B.用常温毛巾覆盖压强计上部
C.在玻璃管口从外向内不断吹气
D.向玻璃管口以水平方向吹气
D
)A.带着压强计从六楼降低至一楼
B.用常温毛巾覆盖压强计上部
C.在玻璃管口从外向内不断吹气
D.向玻璃管口以水平方向吹气
答案
6.D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确简易气压计的原理：瓶内封闭气体压强$ p_{内} $等于外界大气压$ p_{外} $与玻璃管内水柱产生的压强$ \rho gh $之和，即$ p_{内}=p_{外}+\rho gh $，玻璃管内水面高度$ h $越大，水面越高。要使水面上升，需增大$ p_{内} $、减小$ p_{外} $或通过管口的气压变化改变$ h $。接下来逐一分析选项：
选项A：高度降低时，外界大气压随高度减小而增大，即$ p_{外} $变大，由公式可知$ h $会减小，水面下降，不符合要求；
选项B：用常温毛巾覆盖上部，瓶内气体温度降低，气体压强减小，即$ p_{内} $变小，$ h $减小，水面下降，不符合要求；
选项C：在玻璃管口向内吹气，会使管内气压增大，瓶内气压相对变化小，反而会将水柱压向瓶内，水面下降，不符合要求；
选项D：向玻璃管口水平吹气时，管口空气流速变大，根据流体压强与流速的关系，流速越大的位置压强越小，管口处压强变小，小于瓶内气压，瓶内气压将水压入玻璃管，使水面上升，符合要求。
【解析】
根据简易气压计的原理$ p_{内}=p_{外}+\rho gh $，对各选项分析如下：
1. 选项A：从六楼到一楼，高度降低，外界大气压$ p_{外} $增大，代入公式得$ h $减小，水面下降，A错误；
2. 选项B：常温毛巾覆盖上部，瓶内气体温度降低，气体压强$ p_{内} $减小，$ h $减小，水面下降，B错误；
3. 选项C：玻璃管口向内吹气，管内气压增大，水柱被压入瓶内，水面下降，C错误；
4. 选项D：水平吹气时，管口空气流速加快，压强减小，瓶内气压大于管口气压，将水压入玻璃管，水面上升，D正确。
【答案】
D
【知识点】
流体压强与流速的关系；大气压；气体压强的影响因素
【点评】
本题结合简易气压计的工作原理，综合考查大气压变化、气体压强影响因素及流体压强与流速的关系，需要学生掌握相关压强知识并灵活分析不同情境下的压强变化，是压强知识的典型应用题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确简易气压计的原理：瓶内封闭气体压强$ p_{内} $等于外界大气压$ p_{外} $与玻璃管内水柱产生的压强$ \rho gh $之和，即$ p_{内}=p_{外}+\rho gh $，玻璃管内水面高度$ h $越大，水面越高。要使水面上升，需增大$ p_{内} $、减小$ p_{外} $或通过管口的气压变化改变$ h $。接下来逐一分析选项：
选项A：高度降低时，外界大气压随高度减小而增大，即$ p_{外} $变大，由公式可知$ h $会减小，水面下降，不符合要求；
选项B：用常温毛巾覆盖上部，瓶内气体温度降低，气体压强减小，即$ p_{内} $变小，$ h $减小，水面下降，不符合要求；
选项C：在玻璃管口向内吹气，会使管内气压增大，瓶内气压相对变化小，反而会将水柱压向瓶内，水面下降，不符合要求；
选项D：向玻璃管口水平吹气时，管口空气流速变大，根据流体压强与流速的关系，流速越大的位置压强越小，管口处压强变小，小于瓶内气压，瓶内气压将水压入玻璃管，使水面上升，符合要求。
【解析】
根据简易气压计的原理$ p_{内}=p_{外}+\rho gh $，对各选项分析如下：
1. 选项A：从六楼到一楼，高度降低，外界大气压$ p_{外} $增大，代入公式得$ h $减小，水面下降，A错误；
2. 选项B：常温毛巾覆盖上部，瓶内气体温度降低，气体压强$ p_{内} $减小，$ h $减小，水面下降，B错误；
3. 选项C：玻璃管口向内吹气，管内气压增大，水柱被压入瓶内，水面下降，C错误；
4. 选项D：水平吹气时，管口空气流速加快，压强减小，瓶内气压大于管口气压，将水压入玻璃管，水面上升，D正确。
【答案】
D
【知识点】
流体压强与流速的关系；大气压；气体压强的影响因素
【点评】
本题结合简易气压计的工作原理，综合考查大气压变化、气体压强影响因素及流体压强与流速的关系，需要学生掌握相关压强知识并灵活分析不同情境下的压强变化，是压强知识的典型应用题目。
【难度系数】
0.5
二、简答题。
7. 根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标志的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图所示是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40 kg。小明的爸爸在上班途中，以20 km/h的速度在水平路面上匀速骑了18 km。已知车轮与地面的总接触面积为200 cm²，小明爸爸的质量是60 kg。(g取10 N/kg)
(1)小明的爸爸在骑行的过程中对地面的压力是多少？
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是多少？
(3)为什么在行驶过程中突然刹车，人会向前倾斜？
7. 根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标志的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图所示是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40 kg。小明的爸爸在上班途中，以20 km/h的速度在水平路面上匀速骑了18 km。已知车轮与地面的总接触面积为200 cm²，小明爸爸的质量是60 kg。(g取10 N/kg)
(1)小明的爸爸在骑行的过程中对地面的压力是多少？
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是多少？
(3)为什么在行驶过程中突然刹车，人会向前倾斜？
答案
7.解:(1)小明的爸爸和车的总质量:m=40 kg+60 kg=100 kg,
小明的爸爸和车的总重力:G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N;
因为在水平路面上匀速行驶,所以车对地面的压力:F=G=1 000 N。
(2)已知车轮与地面的总接触面积S=200 cm²=0.02 m²,
车对地面的压强:$p=\frac{G}{S}=\frac{1\ 000\ \mathrm{N}}{0.02\ \mathrm{m^2}}=5×10^4$ Pa。
(3)在行驶过程中突然刹车,人由于惯性要保持原来向前运动的状态,所以会向前倾斜。
答:(1)小明的爸爸在骑行的过程中对地面的压力是1 000 N;
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是$5×10^4$ Pa;
(3)在行驶过程中突然刹车,人由于惯性要保持原来向前运动的状态,所以会向前倾斜。
小明的爸爸和车的总重力:G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N;
因为在水平路面上匀速行驶,所以车对地面的压力:F=G=1 000 N。
(2)已知车轮与地面的总接触面积S=200 cm²=0.02 m²,
车对地面的压强:$p=\frac{G}{S}=\frac{1\ 000\ \mathrm{N}}{0.02\ \mathrm{m^2}}=5×10^4$ Pa。
(3)在行驶过程中突然刹车,人由于惯性要保持原来向前运动的状态,所以会向前倾斜。
答:(1)小明的爸爸在骑行的过程中对地面的压力是1 000 N;
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是$5×10^4$ Pa;
(3)在行驶过程中突然刹车,人由于惯性要保持原来向前运动的状态,所以会向前倾斜。
解析
【分析】
本题包含三个小问题，解题思路如下：
1. 第(1)问：水平路面上，骑行时对地面的压力等于人和车的总重力，需先计算总质量，再通过重力公式算出总重力，即压力大小。
2. 第(2)问：压强公式为$p=\frac{F}{S}$，需先将受力面积的单位换算为国际单位（平方米），再代入压力和面积计算压强。
3. 第(3)问：利用惯性的知识点，分析刹车时人身体各部分的运动状态变化，解释前倾的原因。
【解析】
7. 解：
(1) 小明爸爸和电动自行车的总质量：
$m = m_{车} + m_{人} = 40\ \mathrm{kg} + 60\ \mathrm{kg} = 100\ \mathrm{kg}$
总重力：
$G = mg = 100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 1000\ \mathrm{N}$
因为在水平路面上，骑行时对地面的压力等于总重力，所以压力$F = G = 1000\ \mathrm{N}$。
(2) 车轮与地面的总接触面积：
$S = 200\ \mathrm{cm}^2 = 200×10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.02\ \mathrm{m}^2$
车对地面的压强：
$p = \frac{F}{S} = \frac{1000\ \mathrm{N}}{0.02\ \mathrm{m}^2} = 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 行驶过程中突然刹车时，人的下半身随车减速，而人的上半身由于具有惯性，要保持原来向前的运动状态，所以会向前倾斜。
【答案】
(1) 1000 N；(2) $5×10^4$ Pa；(3) 行驶过程中突然刹车，人由于惯性要保持原来向前运动的状态，所以会向前倾斜。
【知识点】
重力计算、压强计算、惯性
【点评】
本题结合电动自行车的生活场景，考察力学基础知识点，难度较低，需学生掌握水平面上压力与重力的关系、压强公式应用及惯性概念，属于基础应用题。
【难度系数】
0.7
本题包含三个小问题，解题思路如下：
1. 第(1)问：水平路面上，骑行时对地面的压力等于人和车的总重力，需先计算总质量，再通过重力公式算出总重力，即压力大小。
2. 第(2)问：压强公式为$p=\frac{F}{S}$，需先将受力面积的单位换算为国际单位（平方米），再代入压力和面积计算压强。
3. 第(3)问：利用惯性的知识点，分析刹车时人身体各部分的运动状态变化，解释前倾的原因。
【解析】
7. 解：
(1) 小明爸爸和电动自行车的总质量：
$m = m_{车} + m_{人} = 40\ \mathrm{kg} + 60\ \mathrm{kg} = 100\ \mathrm{kg}$
总重力：
$G = mg = 100\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 1000\ \mathrm{N}$
因为在水平路面上，骑行时对地面的压力等于总重力，所以压力$F = G = 1000\ \mathrm{N}$。
(2) 车轮与地面的总接触面积：
$S = 200\ \mathrm{cm}^2 = 200×10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.02\ \mathrm{m}^2$
车对地面的压强：
$p = \frac{F}{S} = \frac{1000\ \mathrm{N}}{0.02\ \mathrm{m}^2} = 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 行驶过程中突然刹车时，人的下半身随车减速，而人的上半身由于具有惯性，要保持原来向前的运动状态，所以会向前倾斜。
【答案】
(1) 1000 N；(2) $5×10^4$ Pa；(3) 行驶过程中突然刹车，人由于惯性要保持原来向前运动的状态，所以会向前倾斜。
【知识点】
重力计算、压强计算、惯性
【点评】
本题结合电动自行车的生活场景，考察力学基础知识点，难度较低，需学生掌握水平面上压力与重力的关系、压强公式应用及惯性概念，属于基础应用题。
【难度系数】
0.7
