9. 离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气,塑料袋会鼓起,小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想,他用瘪塑料袋做了如下实验:
①取口径相同、长度分别为 30 cm、60 cm、90 cm 的塑料袋(均呈筒状)各两个,分别标为 A₁、A₂,B₁、B₂ 和 C₁、C₂。
②微微张开塑料袋 A₁ 的袋口,将袋口紧贴嘴,将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
③微微张开塑料袋 A₂ 的袋口,在袋口距嘴 10 cm 处向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
④换用塑料袋 B₁、B₂ 和 C₁、C₂,重复步骤②和③。获得结果如表格所示。

(1)根据实验结果,可以否定小明猜想的实验组别是
(2)实验中,塑料袋 C₁ 中的气体并未充满,那么用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在 C₁ 容积中的占比的方法是
(3)说明“嘴距袋口 10 cm 吹气,能使塑料袋充满气体”的原因:
①取口径相同、长度分别为 30 cm、60 cm、90 cm 的塑料袋(均呈筒状)各两个,分别标为 A₁、A₂,B₁、B₂ 和 C₁、C₂。
②微微张开塑料袋 A₁ 的袋口,将袋口紧贴嘴,将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
③微微张开塑料袋 A₂ 的袋口,在袋口距嘴 10 cm 处向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比。
④换用塑料袋 B₁、B₂ 和 C₁、C₂,重复步骤②和③。获得结果如表格所示。
(1)根据实验结果,可以否定小明猜想的实验组别是
第2、3组
。(2)实验中,塑料袋 C₁ 中的气体并未充满,那么用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在 C₁ 容积中的占比的方法是
将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值
。(3)说明“嘴距袋口 10 cm 吹气,能使塑料袋充满气体”的原因:
口中吹出的气体进入袋内,袋内气体流速大于周围气体的流速,袋内气压小于外部气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内
。答案
9. (1)第2、3组 (2)将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值 (3)口中吹出的气体进入袋内,袋内气体流速大于周围气体的流速,袋内气压小于外部气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内
解析
【分析】
1. 第(1)问:小明猜想塑料袋中的气体都由口中吹出,我们需寻找实验中“嘴距袋口吹气时塑料袋充满程度远大于嘴贴袋口吹气”的组别,这类组别说明有外界空气进入袋内,可否定猜想。观察表格,第2组中B₁仅充满1/2,B₂却充满;第3组C₁仅充满1/3,C₂却充满,这两组符合条件。
2. 第(2)问:塑料袋是口径相同的筒状,体积与长度成正比,因此可通过测量气体鼓起部分长度和塑料袋总长度的比值来估算体积占比,操作时将袋内气体挤压到底端即可测量。
3. 第(3)问:结合流体压强与流速的关系,吹气时袋内气体流速大于外界,袋内气压小于外界大气压,外界空气会在大气压作用下进入袋内,从而让塑料袋充满气体。
【解析】
(1) 对比第2组和第3组的实验数据:嘴贴袋口吹气时,B₁、C₁内气体未充满塑料袋,而嘴距袋口10cm吹气时,B₂、C₂内气体充满了塑料袋,说明塑料袋中的气体除了口中吹出的,还有外界空气进入,因此可以否定小明的猜想,对应的组别是第2、3组。
(2) 由于塑料袋是口径相同的筒状,其体积与长度成正比,所以将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算该长度与塑料袋总长度的比值,即可估算袋中气体体积在C₁容积中的占比。
(3) 嘴距袋口10cm吹气时,口中吹出的气体进入袋内,使袋内气体流速大于周围气体的流速,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,此时袋内气压小于外部大气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内,从而使塑料袋充满气体。
【答案】
(1) 第2、3组
(2) 将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值
(3) 口中吹出的气体进入袋内,袋内气体流速大于周围气体的流速,袋内气压小于外部气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内
【知识点】
流体压强与流速的关系、控制变量法、体积占比估算
【点评】
本题通过实验探究的形式,考查了流体压强与流速的关系、实验数据分析以及物理量的估算方法,注重对学生科学探究能力和物理原理应用能力的培养,引导学生从实验现象中提炼物理规律。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问:小明猜想塑料袋中的气体都由口中吹出,我们需寻找实验中“嘴距袋口吹气时塑料袋充满程度远大于嘴贴袋口吹气”的组别,这类组别说明有外界空气进入袋内,可否定猜想。观察表格,第2组中B₁仅充满1/2,B₂却充满;第3组C₁仅充满1/3,C₂却充满,这两组符合条件。
2. 第(2)问:塑料袋是口径相同的筒状,体积与长度成正比,因此可通过测量气体鼓起部分长度和塑料袋总长度的比值来估算体积占比,操作时将袋内气体挤压到底端即可测量。
3. 第(3)问:结合流体压强与流速的关系,吹气时袋内气体流速大于外界,袋内气压小于外界大气压,外界空气会在大气压作用下进入袋内,从而让塑料袋充满气体。
【解析】
(1) 对比第2组和第3组的实验数据:嘴贴袋口吹气时,B₁、C₁内气体未充满塑料袋,而嘴距袋口10cm吹气时,B₂、C₂内气体充满了塑料袋,说明塑料袋中的气体除了口中吹出的,还有外界空气进入,因此可以否定小明的猜想,对应的组别是第2、3组。
(2) 由于塑料袋是口径相同的筒状,其体积与长度成正比,所以将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算该长度与塑料袋总长度的比值,即可估算袋中气体体积在C₁容积中的占比。
(3) 嘴距袋口10cm吹气时,口中吹出的气体进入袋内,使袋内气体流速大于周围气体的流速,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,此时袋内气压小于外部大气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内,从而使塑料袋充满气体。
【答案】
(1) 第2、3组
(2) 将袋内气体挤压到底端,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值
(3) 口中吹出的气体进入袋内,袋内气体流速大于周围气体的流速,袋内气压小于外部气压,周围空气在大气压的作用下进入袋内
【知识点】
流体压强与流速的关系、控制变量法、体积占比估算
【点评】
本题通过实验探究的形式,考查了流体压强与流速的关系、实验数据分析以及物理量的估算方法,注重对学生科学探究能力和物理原理应用能力的培养,引导学生从实验现象中提炼物理规律。
【难度系数】
0.6
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