二、填空题(每空2分,共14分)
11.如题11图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强(大于/等于/小于)大气压强;若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变;若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越。

11.如题11图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强(大于/等于/小于)大气压强;若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变;若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越。
答案
小于
大
小
大
小
解析
【解析】
1. 将两个吸盘对接并挤压出空气后,吸盘内部气体减少,内部气体压强小于外界大气压强,在外界大气压的作用下吸盘难以分开;
2. 若在吸盘上戳一个小孔,外界空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强会变大,与外界大气压逐渐相等,吸盘就容易分开;
3. 海拔越高,大气压强越小,内外气体的压强差越小,因此将吸盘分开所需的力更小。
【答案】
小于;大;小
【知识点】
大气压强存在;气压与海拔关系
【点评】
本题通过模拟马德堡半球实验,考查大气压强的相关知识,结合实验现象分析物理原理,贴近生活实际,注重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】
0.8
1. 将两个吸盘对接并挤压出空气后,吸盘内部气体减少,内部气体压强小于外界大气压强,在外界大气压的作用下吸盘难以分开;
2. 若在吸盘上戳一个小孔,外界空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强会变大,与外界大气压逐渐相等,吸盘就容易分开;
3. 海拔越高,大气压强越小,内外气体的压强差越小,因此将吸盘分开所需的力更小。
【答案】
小于;大;小
【知识点】
大气压强存在;气压与海拔关系
【点评】
本题通过模拟马德堡半球实验,考查大气压强的相关知识,结合实验现象分析物理原理,贴近生活实际,注重对基础知识的理解与应用。
【难度系数】
0.8
12.(1)如题12图甲所示,小源同学用力把所受重力G=3 N的测力计压在水平桌面上,测力计对桌面的压力F=50 N,与桌面的接触面积S1=1×10⁻⁴ m²,桌面的面积S2=0.5 m²,用题中物理量符号写出测力计对桌面的压强表达式为,该压强是Pa。
(2)如题12图乙所示,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的空气流速,A点的气压(大于/等于/小于)B点的气压;用气压计测出A点的气压是9.9×10⁴ Pa,该气压值等于m高的静止水柱所产生的压强。(水的密度为1×10³ kg/m³,g取10 N/kg)

(2)如题12图乙所示,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的空气流速,A点的气压(大于/等于/小于)B点的气压;用气压计测出A点的气压是9.9×10⁴ Pa,该气压值等于m高的静止水柱所产生的压强。(水的密度为1×10³ kg/m³,g取10 N/kg)
答案
$p=\frac{F}{S_1}$
$5×10^5$
大于
9.9
$5×10^5$
大于
9.9
解析
【解析】
(1) 根据压强的定义式,压强等于压力与受力面积的比值,此处受力面积为测力计与桌面的接触面积$S_1$,故压强表达式为$p=\frac{F}{S_1}$;
代入数据:$F=50\ \mathrm{N}$,$S_1=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$,可得$p=\frac{50\ \mathrm{N}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=5×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2) 根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越小的位置,压强越大,A点空气流速小于B点,故A点气压大于B点气压;
由液体压强公式$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho g}$,代入$p=9.9×10^4\ \mathrm{Pa}$,$\rho=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,可得$h=\frac{9.9×10^4\ \mathrm{Pa}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9.9\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{p=\frac{F}{S_1}}$;$\boldsymbol{5×10^5}$
(2) $\boldsymbol{大于}$;$\boldsymbol{9.9}$
【知识点】
压强的计算;流体压强与流速的关系;液体压强计算
【点评】
本题结合生活场景考查压强相关计算与流体压强规律,需注意受力面积的判断以及流体压强与流速的对应关系,同时熟练运用压强公式进行计算。
【难度系数】
0.6
(1) 根据压强的定义式,压强等于压力与受力面积的比值,此处受力面积为测力计与桌面的接触面积$S_1$,故压强表达式为$p=\frac{F}{S_1}$;
代入数据:$F=50\ \mathrm{N}$,$S_1=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$,可得$p=\frac{50\ \mathrm{N}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=5×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2) 根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越小的位置,压强越大,A点空气流速小于B点,故A点气压大于B点气压;
由液体压强公式$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho g}$,代入$p=9.9×10^4\ \mathrm{Pa}$,$\rho=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,可得$h=\frac{9.9×10^4\ \mathrm{Pa}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9.9\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{p=\frac{F}{S_1}}$;$\boldsymbol{5×10^5}$
(2) $\boldsymbol{大于}$;$\boldsymbol{9.9}$
【知识点】
压强的计算;流体压强与流速的关系;液体压强计算
【点评】
本题结合生活场景考查压强相关计算与流体压强规律,需注意受力面积的判断以及流体压强与流速的对应关系,同时熟练运用压强公式进行计算。
【难度系数】
0.6
三、作图题(2分)
13.将三个完全相同的两端开口的玻璃管,底部用橡皮薄膜包住,并在玻璃管中倒入相同深度的水。现将三个玻璃管底部朝下,分别浸在盛有酒精、水和盐水的三个容器中,此时玻璃管内外液面相平,如题13图所示,请在图中画出橡皮膜的大致形状。(ρ酒精<ρ水<ρ盐水)

13.将三个完全相同的两端开口的玻璃管,底部用橡皮薄膜包住,并在玻璃管中倒入相同深度的水。现将三个玻璃管底部朝下,分别浸在盛有酒精、水和盐水的三个容器中,此时玻璃管内外液面相平,如题13图所示,请在图中画出橡皮膜的大致形状。(ρ酒精<ρ水<ρ盐水)
答案
解析
【解析】
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,玻璃管内水的压强$ p_{内} = \rho_{水}gh $:
1. 浸在酒精中:$ \rho_{酒精} < \rho_{水} $,$ p_{外酒} = \rho_{酒精}gh $,故$ p_{内} > p_{外酒} $,橡皮膜向外凸;
2. 浸在水中:$ \rho_{水} = \rho_{水} $,$ p_{外水} = \rho_{水}gh $,故$ p_{内} = p_{外水} $,橡皮膜平整;
3. 浸在盐水中:$ \rho_{盐水} > \rho_{水} $,$ p_{外盐} = \rho_{盐水}gh $,故$ p_{内} < p_{外盐} $,橡皮膜向内凹。
据此画出橡皮膜形状。
【答案】
酒精中橡皮膜向外凸,水中橡皮膜平整,盐水中橡皮膜向内凹(对应画出形状即可)。
【知识点】
液体压强的计算、液体压强的影响因素
【点评】
考查液体压强公式的应用,需比较管内外压强判断橡皮膜形状,掌握压强与密度、深度的关系。
【难度系数】
0.6
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,玻璃管内水的压强$ p_{内} = \rho_{水}gh $:
1. 浸在酒精中:$ \rho_{酒精} < \rho_{水} $,$ p_{外酒} = \rho_{酒精}gh $,故$ p_{内} > p_{外酒} $,橡皮膜向外凸;
2. 浸在水中:$ \rho_{水} = \rho_{水} $,$ p_{外水} = \rho_{水}gh $,故$ p_{内} = p_{外水} $,橡皮膜平整;
3. 浸在盐水中:$ \rho_{盐水} > \rho_{水} $,$ p_{外盐} = \rho_{盐水}gh $,故$ p_{内} < p_{外盐} $,橡皮膜向内凹。
据此画出橡皮膜形状。
【答案】
酒精中橡皮膜向外凸,水中橡皮膜平整,盐水中橡皮膜向内凹(对应画出形状即可)。
【知识点】
液体压强的计算、液体压强的影响因素
【点评】
考查液体压强公式的应用,需比较管内外压强判断橡皮膜形状,掌握压强与密度、深度的关系。
【难度系数】
0.6
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