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第二章 天气与气候
(分值：100分,时间：100分钟)
温馨提示：1.本卷共32題 2.g取10N/kg
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1、2022年5月1日,某市市区的空气质量指数为80∽94。根据空气质量指数(AQI)范围与相应的空气质量类别对应表来判断,该市市区当天的空气质量级别和空气质量状况分别是(▲)
空气质量指数范围与相应空气质量级别表
空气质量指数(AQI) 0-50 50-100 100-200 ... ＞300
空气质量状况 Ⅰ(优) Ⅱ(良) Ⅲ(轻度污染) ... V(重度污染)
A、Ⅰ级 优 B、Ⅱ级 良 C、Ⅲ级 轻度污染 D、V级 重度污染
【答案】B
【解析】【分析】【详解】5月1日,该市市区的空气质量指数为80∽94,介于50∽100之间。因此,根据题中空气质量指数(AQI)范围与相应的空气质量类别对应表来判断,该市市区当天的空气质量级别是Ⅱ级,空气质量状况是良,故选：B。
2、浙江是一个多山的省份,所谓“七山两水一分田”,最高的山是丽水龙泉的黄茅尖,海拔达到1929米,如果山麓的气温是22℃,则山顶气温约为(▲)
A、34℃ B、22℃ C、10℃ D、0℃
【答案】C
【解析】【分析】【详解】海拔高度每上升100米,气温下降约0.6摄氏度,故2000米左右海拔高度的气温会比山麓低大约12摄氏度,答案选C。
3、2022年9月第12号超强台风“梅花”在浙江登陆。下图为卫星拍摄到“梅花”登陆时的卫星云图,包括清晰可见的台风眼。此现象发生在大气的(▲)
A、对流层 B、平流层 C、中间层 D、暖层
【答案】A
【解析】大气层是因为重力原因而围绕地球的一层混合气体,整个大气层随高度的不同而表现出不同的特点,世界气象组织把它分为五层,自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
【分析】本题考查大气的垂直分层及其与生产和生活的联系,旨在考查学生获取和解读地理信息描述和解释地理事物的能力,考查的核心素养是区域认知和综合思维。
【详解】对流层位于大气的最低层,有强烈的对流运动,集中了约75%的大气质量和几乎所有水汽质量,容易形成各种天现象,图中现象发生在大气的对流层,A正确。故选：A。
4、下列说法中正确的是(▲)
A、甲图中,注射器用来注射药物是利用了大气压
B、乙图中,发现自制气压计的细管内水柱升高,表明外界大气压减小
C、丙图中,“拔罐”时,局部皮肤向罐内突起,说明了大气压的存在
D、丁图中,选用不同直径的马德堡半球,拉开半球时所用的力大小相等
【答案】B
【解析】(1)大气压的利用一般都是内外压强不同,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果;(2)在这个自制气压计中,外界气压降低,水柱就上升,相反水柱就下降;(3)在大气压强一定时,根据F=pS可知,面积不同,产生的压力不同。
【分析】本题综合考查有关大气压知识的应用,涉及的知识点较多,难度不大;在拔火罐知识上很多学生只记住了是利用了大气压强,而对人体内也有压强往往会忽略掉。
【详解】A、注射器内吸药液时用到了大气压,但注射药液时,利用的是人的推力,与大气压无关,故A错误;B、瓶内气体压强等于大气压强与水柱产生压强之和;外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压与水柱产生压强之和,会进一步向外压水柱,所以水柱将会升高,故B正确;C、皮肤上的圆形血印是向外凸起,说明人体内也有压强,体内压强比罐内压强大,导致皮肤向外凸起,故C错误;D、进行马德堡半球实验时,根据F=pS可知,大气压一定,选用不同的直径的半球时,受力面积不同,产生的大气压力不同,拉开半球所用的力不同,故D错误。故选：B。
5、舟山全民倡导“低碳生活,绿色出行”。而共享单车也成为市民主要的出行交通工具之一。如图所示为舟山某型号共享单车的车把和手闸,下列说法错误的是(▲)
A、共享单车的车身采用了密度较小的特殊材料,目的是为了减轻车重
B、车把上刻有凹凸的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
C、当车闸以较大的压力压在车轮的钢圈上,会产生较大的摩擦力从而达到制动的目的
D、某同学骑上此自行车,发现车胎略微压扁,体积变小,胎内气压不变
【答案】D
【解析】(1)根据密度计算公式ρ=分析解答;(2)增大摩檫力的方法有增大压力和增加接触面积的粗糙程度;(3)一定质量的气体,体积越小,压强越大。
【分析】本题结合单车考查多个知识点,是简单的综合题,难度不大。
【详解】A、单车的体积不变,根据得ρ=,得m=ρV,车身采用了密度较小的特殊材料,可以减小质量,从而达到减轻车重的目的,故A正确;B、车把上刻有凹凸的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B正确;C、当车闸以较大的压力压在车轮的钢圈上,通过增大压力来增大摩擦,从而可以减速,故C正确;D、某同学骑上此自行车,发现车胎略微压扁,体积变小,车胎内气体的质量不变,因而压强增大,故D错误。故选：D。
6、下列图像中,能正确表达相关选项的方向或刻度的是(▲)
A、甲：大气对流运动的方向 B、乙：物体受到液体对它的浮力方向
C、丙：对流管中水流动的方向 D、丁：密度计上的刻度
【答案】C
【解析】(1)空气对流是由于空气受热不均,受热的空气膨胀上升,而受冷的空气下沉而形成的;(2)浮力的方向总是竖直向上的,据此进行判断;(3)液体或气体中,较热的部分上升,较冷的部分下降,循环流动,互相搀和,使温度趋于均匀的过程叫对流;(4)密度计的工作原理也是利用了物体的沉浮条件,密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力。
【分析】此题考查了空气对流、密度与温度、浮力产生的原因和浮力的利用,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
【详解】A、空气对流是由于空气受热不均匀而形成的,受热的空气膨胀上升,而冷空气由于密度较大而下沉;受对流运动的影响,热空气应向上垂直运动,冷空气应向下垂直运动,图中从左起第一和第三个箭头的方向画错了,故A错误;B、浮力的方向总是竖直向上的,图中浮力的方向画错了,故B错误;C、在a处加热,热水会上升,冷水会下降,水会循环流动起来,方向是先向上,再向右,向下,再向左,故C正确;D、密度计的工作原理是利用了物体的浮沉条件,密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,根据G=F浮=ρ液gV排可知：如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积V排越小,所以密度计的刻度是上端小、下端大,图中密度计上的刻度标错了,故D错误。故选：C。
7、在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒低端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为100g,活塞面积为7x10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为(▲)
A、1.26x105Pa B、1.10x105Pa C、1.01x105Pa D、0.96x105Pa
【答案】B
【解析】当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。
【分析】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=,所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S。利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积S,便可求出大气压的值了。
【详解】当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kgx10N/kg=9.8N,对活塞受力分析：f+F=G1=9.8N;当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kgx10N/kg=5.6N,对活塞受力分析：F-f=G2=5.6N;两式联立解得：F=7.7N; p===1.10x105Pa;故选：B。
8、如图所示的是“估测大气压的值”的实验,下列关于该实验的分析中错误的是(▲)
A、如果活塞与针筒摩擦过大,会导致大气压的测量值偏小
B、测量活塞受到的大气压力时,利用了二力平衡的知识
C、测量注射器最大刻度对应的长度,是为了计算活塞的横截面积
D、将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽空气
【答案】A
【解析】(1)当针筒与活塞之间存在摩擦时,会造成拉力F偏大,在面积S不变时,根据p=分析;(2)当注射器中的活塞开始滑动时,根据二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;(3)因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;(4)测量大气压时,外部的大气压力等于拉力,则要求内部没有大气压,因而压排尽空气。
【分析】本题考查大气压测量的原理、活塞面积的计算和误差分析,属于中档题,有一定的难度。
【详解】A、当针筒与活塞之间存在摩擦时,会造成拉力F偏大,在面积S不变时,由p=知所测量的大气压值会偏大,故A错误;B、该实验中以针筒为研究对象,内部没有空气时,内部没有压强,当注射器中的活塞开始滑动时,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,故B正确;C、注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度L,再读出容积V,通过公式=来得出活塞的面积,故C正确;D、测量大气压时,外部的大气压力等于拉力,则要求内部没有大气压,将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽空气,故D正确。故选：A。
9、下列对诗歌或语句的解读不正确的是(▲)
A、“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”形象反映了地形对气候的影响
B、“江南二月试罗衣,春尽燕山雪尚飞”反映了纬度位置对两地气候的影响
C、浙江气候特点：夏季高温多雨,冬季温和少雨,其主要影响因素是季风
D、“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”体现西北地区气温年较差大的特点
【答案】D
【解析】影响气候的因素主要有纬度因素、地形地势因素、海陆因素、洋流因素和人类活动等。
【分析】考查影响气候的因素,很多诗句谚语蕴含着丰富的地理知识,可以开阔视野,提高对知识的理解深度。
【详解】“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”形象的反映了地形对气温的影响,故A正确;“江南二月试罗衣,春尽燕山雪尚飞”形象的反映了我国冬季南北温差大的特点,反映了纬度位置对两地气候的影响,故B正确;浙江气候特点：夏季高温多雨,冬季温和少雨,其主要影响因素是季风,故C正确;“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”反映了西北地区温带大陆性气候气温日较差大的特点,故D错误。故选：D。
10、在抗击新冠肺炎疫情的时期,“负压救护车”发挥了重要的作用,“负压救护车”是因为车内的气压低于车外气压而得名。下列处于负压状态的是(▲)
A、吹足气的气球 B、高空飞行中的飞机机舱
C、吸饮料过程中的吸管 D、漏气的足球
【答案】C
【解析】负压救护车是指车内的气压低于车外的气压,分析各个选项中轮胎内外、飞机机舱内外、管内外、返回舱内外的气压关系进行判断。
【分析】本题考查了大气压的应用,学会通过类比找出答案。
【详解】A、吹足气的气球内的气压大于大气压,不符合题意,故A错;B、高空飞行中的飞机机舱外气体流速大、压强小,小于机舱内的气压,不符合题意,故B错;C、用吸管从瓶子中吸饮料,当吸气时,吸管中的气压减小,小于外界的大气压,饮料在大气压的作用下进入嘴里,符合题意,故C正确;D、漏气的足球,内外气压相等,不符合题意,故D错。故选C。
11、如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中行走,当一阵大风吹来,伞面可能被“吸”得严重变形。下列有关这一现象及其解释正确的是(▲)
A、伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B、伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C、伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大于下方
D、伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大于下方
【答案】B
【解析】【分析】【详解】等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过上表面的流速大，通过下表面的流速较小。因为伞上方的空气流速大,压强较小;伞下方的空气流速小,压强大,所以伞面受到一个向上的压强差,伞被向上“吸”。由上述可知选项A。 C、D的说法都不正确。故选B。
12、在制糖工业中,要用沸腾的方法除去糖汁中的水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾的温度低于100℃,制糖时应采用措施为(▲)
A、增大装置内的气压 B、加热的火不要太猛
C、减小装置内的气压 D、一定要把整个装置搬到高山上去
【答案】C
【解析】(1)液体的沸点与液面上的气压有关,气压越低,沸点越低;气压越高,沸点越高。(2)海拔高度越高,气压越低。
【分析】此题主要考查学生对气压与高度的关系和沸点与气压关系的了解和掌握,比较简单,是一道基础题。
【详解】在一标准大气压下,水的沸点是100℃,当气压降低时,水的沸点降低,低于100℃,这样能使糖汁的温度低于100℃,糖不会变质,因此要降低水的沸点,可以降低水上方气体的压强,压强减小,沸点就会降低;A、增大装置内的气压,水的沸点会升高,故A错误;B、加热的火不要太猛不能降低水的沸点,故B错误;C、减小装置内的气压,水的沸点会降低,符合题目要求,故C正确;D、整个装置搬到高山上去,高度增加,气压减小,沸点降低,但不是一定要把整个装置搬到高山上去,故D错误。故选：C。
13、如图所示,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,构成连通器,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,此时两管水银面一样高,B管上方与大气相通。若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H,A管内的水银面相应升高h,则h与H的关系是(▲)
A、h=H B、h＜ C、h= D、＜h＜H
【答案】B
【解析】封闭气体是等温变化,气压变大,体积缩小。
【分析】本题关键是明确平衡后右侧水银面比左侧高,然后列式求解。
【详解】封闭气体是等温变化,B端抬高,A管内压强变大,故气体体积要缩小,但最终平衡时,封闭气体的压强比大气压大,一定是B侧水银面高,B侧水银面上升的高度（H-h)大于A侧水银面下降的高度h,故有H-h＞h,故h＜。故选：B。
14、如图是某同学自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中。对此说法正确的是(▲)
A、接水后与接水前相比较,玻璃管外的水面上升
B、接水后与接水前相比较,玻璃管口的水面上升
C、接水后与接水前相比较,容器底内表面a点的压强减少
D、接水过程中,容器内的水中出现了气泡
【答案】D
【解析】(1)根据接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少分析水面下降还是上升;(2)液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关。
【分析】此题考查大气压与液体压强的综合应用,有一定的拔高难度,属于难题。
【详解】A、接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少,所以水面下降,故A错误;B、玻璃管内的水面恰好与下端管口相平,说明瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强，打开阀门K,由于阀门K里面压强大于外界大气压强,水会流出来,同时瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和减小,大气压将空气通过玻璃管压入容器内,始终保持瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,关闭阀门后,玻璃管口的水面不会上升,故B错误;C、容器内玻璃管口处压强始终不变,且管口的下端仍在水中,故容器底内表面a点的压强不变,故C错误;D、由于玻璃管外的水面下降,玻璃管下口上方水的压强变小,又瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强不变,容器内玻璃管外的气体压强变大,所以有气泡进入内部,故D正确。故选：D。
15、如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,可在气缸内无摩擦滑动,面积分别为S1=20cm2,S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg的重物C连接,活塞的初始状态为静止,已知大气压强p0=1x105Pa,下列说法不正确的是(▲)
A、活塞初始静止时,活塞A受到细杆的作用力水平向右
B、活塞初始静止时,气缸内压强为1.2x103Pa
C、若升高气缸内气体温度,活塞B向左移动
D、若降低缸内气体温度10℃,活塞运动一段距离L就停止,停止时气缸内压强比初始状态时气缸压强要小
【答案】B
【解析】(1)两活塞用细杆连接,可将两个看成一个整体,对整体受力分析可求得;(2)由于两活塞整体受力没有变化,压强不变,所以气体做等压变化。
【分析】本题是理想气体的状态方程的考查,因两活塞用细杆连接,所以将整体看成研究对象,会大大减小解题的难度,温度变化时,整体的受力不变,故得到气体的压强不变是解题的关键。
【详解】A、活塞初始静止时,以活塞A为研究对象,受到大气向右的压力、缸内气体向左的压力和细杆的作用力,由平衡条件可知,p1S1-p0S1+F=0,因为p1＞p0,所以细杆的作用力的方向与大气压力的方向相同,即方向向右,故A正确;B、设静止时气缸内气体压强为p1,活塞受力平衡：p1S1+p0S2=p0S1+p1S2+Mg,代入数据解得压强：p1=1.2x105Pa,故B错误;C、由等压变化可知,,当温度增加时,气体体积增加,外部压强不变,所以活塞B向左移动,故C正确;D、对于等压变化,当T2=(T1-10)K时,活塞会向右运动,之后压强变小,故D正确。故选：B。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共23分)
16、“今天夜里到明天,金华全市范围内有中到大雨”描述的是金华的 ▲ (选填“天气”或“气候”,下同)、“金华四季分明,盛夏炎热,夏秋多台风”描述的是金华的 ▲ 。
【答案】天气; 气候
【解析】天气指某个地方距离地表较近的大气层在短时段内的具体状况,突出特点是时间短,多变;气候指一个地方多年的天气平均状况,特点是时间长,稳定。
【分析】本题考查天气与气候的概念,结合所学知识点理解解答即可。
【详解】“今天夜里到明天,金华全市范围内有中到大雨”描述的是金华的天气,“金华四季分明,盛夏炎热,夏秋多台风”描述的是金华的气候。故答案为：天气; 气候。
17、物理知识在生活中有广泛的应用,病人输液时用的吊瓶就是一例。如图所示,A管是输液管,B管是空气管。在输液过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶的位置 ▲ (选填“提高”或“降低”)使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血就会被压回到血管里;插入B管后,瓶内液面上方气体的压强 ▲ 外界大气压。
【答案】提高; 小于
【解析】(1)病人的血液沿输液管回流,是因为血压大于药液产生的压强,将吊瓶适当地升高,可以提高药液深度,增大药液对血管处的压强,据此分析;(2)随着药液逐渐的流入血管,药瓶中的药液逐渐减少,液体压强也逐渐减小;B进气管就起到了作用,在大气压的作用下,空气进入瓶内,补充了液体压强的减少,使瓶内气压和瓶内药液产生的压强之和始终等于大气压。
【分析】运用物理知识解释生活中的现象,学以致用,有利于理解所学知识,有利于培养学生分析问题解决问题的能力。
【详解】(1)流入患者血管药液的压强等于A管上端压强与输液管内药液产生的压强之和,提高吊瓶,人与吊瓶间的距离变大,输液管内药液产生的压强增大,从而输液管流入患者血管的药液压强变大,大于人的血压,于是血液随药液重新流入血管,不再回流。(2)当药瓶中的药液逐渐减少时,药液产生的压强逐渐减小,在大气压的作用下,空气通过B进气管进入瓶内,保持瓶口处的压强与大气压相等,使药液匀速流下。插入B管后,瓶内液面上方气体压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,所以输液时瓶内液面上方气体的压强小于外界大气压。故答案为：提高; 小于。
18、如图是用气球做的两个实验。请根据实验回答：
(1)如图1,吹风机在工作时,吹风口能“吸”住气球,是利用了气球上方空气流速大,压强 ▲ 。
(2)如图2,气球放在热水烫过的玻璃瓶口,过一会在 ▲ 的作用下被“吸”入瓶中。
【答案】(1)小; (2)大气压
【解析】(1)流体压强与流速的关系：流速越大,压强越小;流速越小,压强越大;(2)气体温度升高,体积变大,一部分气体排出瓶外;温度降低,体积变小。
【分析】本题考查流体压强与流速的关系、大气压的应用,属于基础知识考查,难度不大。
【详解】(1)吹风机在工作时,吹风使气球上方的空气流速大于气球下方的空气流速,下方空气的压强大于上方空气的压强,从而能“吸”住气球;(2)这是因为玻璃瓶内气体受热时,温度升高,一部分气体被挤出瓶外;当放有气球的玻璃瓶遇冷后,瓶内气压减小，外界气压不变，于是在外界大气压的作用下,气球被压入瓶中。故答案为：(1)小; (2)大气压。
19、如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的。容器中有一些水,管B有水喷出。管A中水流的方向是向 ▲ ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 ▲ ,要增大喷泉的高度,应增加容器 ▲ 的高度。
【答案】下; 大; b
【解析】气体质量一定时,体积越小,气压越大。
【分析】本题考查了气体压强的理解和应用以及学生分析图的能力,体现了物理来源于生活,又服务于生活的特点,是一道好题。
【详解】管B有水喷出是因为A管中水从上方的容器向下流入c容器,c容器的水逐渐增加,c容器上方空间的气压增大，c与b又是连通的,故b容器上方气压变大,大于外界大气压和B管水产生的压强，使得管B有水喷出;b容器内的气压是一定的,支撑的水柱的高度也是一定的,应增加容器b的高度,可以增加喷泉的高度。故答案为：下; 大; b。
20、高压锅能加快炖煮食物的效率,可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上,在高海拔地区,利用高压锅可避免水沸点降低而不易煮熟食物的问题。高压锅的锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体。
(1)高压锅工作时,限压阀受到向下的力为：外界大气压力与自身重力;它受到向上的力是：内部大气压力。当限压阀被顶起,此时悬浮的限压阀受到向上的力与向下的力大小 ▲ (选填“相等”或“不相等”)。
(2)高压锅是根据液体沸点随气压的增大而升高工作的。当该高压锅内部气压为1.6x105Pa时,水温最高可以达到 ▲ ℃。
(3)高压锅使用时注意不能将食物装的过满。当煮粥将食物装入过多时,像米粒、豆类这种黏性很强的食物容易膨胀,沸腾的时候米粒或者豆皮容易将排气孔堵住,这样可能造成的后果是 ▲ 。
【答案】(1)相等; (2)115; (3)爆炸
【解析】(1)物体的运动状态不变,物体受平衡力作用,平衡力大小相等。(2)根据图像找到1.6x105Pa对应水的温度。(3)当锅内气压过大,锅内气体不能排出时,会出现高压锅爆炸现象。
【分析】本题考查了高压锅的正确使用、平衡力、以及使用高压锅存在的安全隐患等,体现了生活处处皆物理。
【详解】(1)当限压阀被顶起,限压阀悬浮在空气中,限压阀的运动状态不变,限压阀受到向上的力和向下的力是平衡力,大小相等。(2)由图像知,当该高压锅内部气压为1.6x105Pa时,水温最高可以达到115℃。(3)当煮粥将食物装入过多时,像米粒、豆类这种黏性很强的食物容易膨胀,沸腾的时候米粒或者豆皮容易将排气孔堵住,当锅内气体高于限压阀对气体的压强和外界大气压之和时,高压锅容易出现爆炸现象。故答案为：(1)相等; (2)115; (3)爆炸。
21、如图所示,实验装置有良好的密封性,将针筒的柱塞用力F上提。则：
(1)装有小玻璃球的气球的运动情况是 ▲ 。
(2)用所学的科学知识加以解释产生该现象的原因 ▲ 。
【答案】(1)向上浮起; (2)见解析
【解析】根据气体压强跟体积的关系判断水面气压的变化,从而判断气球所受压强的变化和体积变化;根据阿基米德原理分析气球所受力的变化,根据浮沉条件可知气球的浮沉情况。
【分析】本题主要考查气体压强跟体积的关系和阿基米德原理的应用,分析气球体积的变化是解题的关键。
【详解】(1)(2)实验装置有良好的密封性,将针筒的柱塞用力F上提,瓶内气体压强减小,因为水中的气球受到的压强来自水的压强和水面上方气体的压强,所以水面上方气体压强变小,则气球受到压强就会变小,体积变大,气球排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,气球所受浮力变大,大于重力时,气球会向上浮。
22、分析如图所示地形剖面图,回答下列问题：
(1)处于迎风坡的是 ▲ (选填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)影响甲、乙两地气候差异的主要因素是 ▲ (选填“海陆位置”“纬度位置”或“地形”)。
【答案】(1)甲; (2)地形
【解析】地形雨是湿润气流受到山地的阻挡,被迫“爬升”,在迎风坡形成地形雨,地形雨多发生在山地迎风坡。影响因素的因素有纬度因素、地形因素和海陆因素等。据图中信息解答。
【分析】本题考查影响气候的因素及地形雨的特点,结合所学知识点读图解答即可。
【详解】(1)由图可知,气流运动的方向靠近甲位置,气流向前运动过程,会遇到山地阻挡,风会沿着甲坡往上吹,因此处于迎风坡的是甲。(2)读图可知,甲地海拔较低,气温较高,且位于来自海洋湿润气流的迎风坡,容易成云致雨,降水丰富,而乙地位于山顶,海拔较高,气温较低,且在海拔高处,水汽含量减少,降水可能较少,因此影响甲、乙两地气候差异的主要因素是地形因素。故答案为：(1)甲; (2)地形。
23、根据所学的科学知识,回答问题：
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点 ▲ (选填“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快。
(2)空调机的室内部分往往安装在房间的上方,这主要是为了夏天送冷气时有利于形成 ▲ ,以加强制冷效果。
【答案】(1)升高; (2)对流
【解析】(1)液体的沸点随压强的增大而升高;(2)空气的密度与温度有关,冷空气密度大,结合这一特点可做出解答。
【分析】本题主要考查了运用物理知识解决实际问题的能力,涉及到的知识点较多,综合性强,但总体难度不大。
【详解】(1)液体的沸点随压强的增大而升高,用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点升高,从而使饭菜熟得更快。(2)空调机的室内部分安装在房间的上方,夏天送冷气时,冷空气的密度大向下运动,热空气密度小,向上运动,从而有利于形成对流,以加强制冷效果。故答案为：(1)升高; (2)对流。
货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种现象呢 小明同学经过思考后,进行了模拟实验：
将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图。
请回答：
(1)小明向铁盒上方吹风是模拟 ▲ 。
(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因 ▲ 。
【答案】(1)汽车在行驶过程中的空气流动; (2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。
【解析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,据此分析即可判断。
【分析】知道流体压强和流速的关系,并能解释实际问题是解决此题的关键。
【详解】(1)据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸箱,故小明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动;(2)据模拟实验可知,车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大，故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。故答案为：(1)汽车在行驶过程中的空气流动; (2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。
25、用注射器估测大气压的值实验中：
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 ▲ (选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 ▲ (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出全部刻度的长度L。
(4)计算大气压值,其表达式为p= ▲ 。
【答案】(1)活塞; (2)平衡力; (4)
【解析】(1)明确实验的原理,确定研究对象;(2)当注射器中的活塞开始滑动时,二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;(4)活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,利用压强的公式可得出表达式。
【分析】本题考查用注射器筒测量大气压的实验,主要利用压强公式p=,难度不大。
【详解】(1)该实验中以活塞为研究对象;(2)分析研究的是大气对活塞的压力;当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上，是一对平衡力;(4)注射器的容积V,再用刻度尺测出全部刻度的长度L,得出活塞的面积S=将测量结果代入压强公式得：p=。故答案为：(1)活塞; (2)平衡力; (4)。
三、探究题(本题共4小题,每空2分,共30分)
26、在不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度 小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚,将它们轻放在水中,观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小
(1)从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的 ▲ (选填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为 ▲ 。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的 ▲ 会变小从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
【答案】(1)钝端; (2)1号、2号、3号; (3)质量
【解析】(1)鸡蛋的钝端指的是较大的那一端,有气室;(2)气室体积越大,重心越低;(3)根据密度公式ρ=分析解答。
【分析】本题考查了学生根据题中信息分析解答能力,还考查了密度公式的应用。
【详解】(1)鸡蛋的钝端指的是较大的那一端,此端有两层卵壳膜围成的空腔叫气室,胚盘是胚胎发育的部位,里面含有细胞核。所以一般情况下,我们要观察到鸡卵结构中的气室,应该敲开鸡蛋的钝端;(2)气室的体积越大,重心越低,沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间的夹角θ越大,所以图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为1号、2号、3号;(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,水分排出的越多,鸡蛋的质量会变小,根据ρ=知鸡蛋的密度变小。故答案为：(1)钝端; (2)1号、2号、3号; (3)质量。
27、晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作：
(1)请补充完整该实验相关步骤：
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺 ▲ ;
⑤大气压强表达式为：p= ▲ 。
(2)本实验存在误差的原因是(写出两个)
① ▲ ;
② ▲ 。
(3)晓宇和同学决定对这个实验进行改进,找来约12m长的透明细软橡胶管、水盆、足够长的卷尺、细绳、铁夹及足量的水,用这些器材测出了当天的大气压值,请你简述实验过程及所需测量的物理量并写出大气压强的表达式： ▲ 。
【答案】(1)测量塑料吸盘的直径d;p=; (2)测量塑料吸盘的直径d有误差; 吸盘内有空气;(3)①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至10m以上高处;②松开橡皮管底部的铁夹,待橡皮管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,计为h;③表达式：p=ρ水gh。
【解析】【解题方法提示】把塑料吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,则吸盘在外界大气压的作用下被紧压在玻璃板上,而装有适量细砂的小桶挂在吸盘的塑料挂钩上,小桶对吸盘有个向下的拉力,在不计塑料挂钩的质量的情况下,要使吸盘脱离玻璃板,小桶对吸盘的拉力应等于大气压对吸盘的压力;吸盘内有空气,吸盘及挂钩、细绳的重量,测量吸盘的直径误差较大,测量吸盘的外径,吸盘受到大气压强的面积不同,桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力,吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因都会造成误差;根据p=ρgh设计实验,注意大气压能支持10m高的水柱。
【分析】【详解】(1)④用刻度尺测量塑料吸盘的直径d;利用S=求得塑料吸盘的面积S;⑤吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(即桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,则F=G=mg,p=;(2)吸盘内有空气,吸盘及挂钩、细绳的重量,测量吸盘的直径误差较大,测量吸盘的外径,吸盘受到大气压强的面积不同，桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力,吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因都会造成误差;(3)①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至10m以上高处;②松开橡皮管底部的铁夹,待橡皮管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,计为h;③表达式：p=ρ水gh。故答案为：(1)测量塑料吸盘的直径d;p=; (2)测量塑料吸盘的直径d有误差; 吸盘内有空气;(3)①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至10m以上高处;②松开橡皮管底部的铁夹,待橡皮管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,计为h;③表达式：p=ρ水gh。
28、图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线00 在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 ▲ (选填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据。
(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗 深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究：
Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。
Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。
Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。
Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是 ▲ ;
②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 ▲ 。
【答案】(1)不能; (2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同
【解析】(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究液体压强与液体深度的关系;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而探究液体压强与液体深度的关系。
【分析】本题考查实验探究液体压强的特点,要求学生应用控制变量法进行科学探究,难度一般。
【详解】(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强,不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究小孔喷水距离与小孔处水压的关系,所以小科重新设计实验想探究的问题是：小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,这样水面逐步下降,以改变水面到各个小孔的深度,从而改变水对小孔的压强大小,可见,这里对“一段时间”的要求是：让水面到各个小孔的深度不同。故答案为：(1)不能; (2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同。
29、在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三：调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题：
(1)该实验过程用到的科学方法有 ▲ (填字母)。
A、转换法 B、控制变量法 C、类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ▲ 。
(3)小金反思：只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ▲ 。
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= ▲ 。
【答案】(1)A、B; (2)装置漏气; (3)得出普遍性的结论; (4)ρgh
【解析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;(2)液体压强计是通过管内的气体传递橡皮膜上受到的压强的,如果装置漏气,U形管两侧的液面高度差会逐渐减小;(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;(4)根据密度公式和重力公式,得出高为h的液柱的重力,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=得出液体压强pa与深度h之间的关系式。
【分析】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法、归纳法的运用及p=ρgh的推导。
【详解】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是：pa===ρgh。故答案为：(1)A、B; (2)装置漏气; (3)得出普遍性的结论; (4)ρgh。
四、简答题(本题共3小题,第30题5分,第31题、第32题各6分,共17分)
30、小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20米/秒。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.4x10-4米3/秒,则通气孔的面积至少为 ▲ 毫米2。(2分)
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3x104帕,笔帽的横面积约为0.85厘米2,医生至少需要多少牛的力才能将笔帽取出 (计算结果精确到0.1牛)(3分)。
【答案】(1)7; (2)1.1
【解析】(1)根据公式S=来计算通气孔的面积;(2)医生所需要的力F=ΔF=ΔpS。
【分析】本题主要考查了压强公式的应用,关键要理解呼吸道取异物的原理,利用好压强公式的变形。
【详解】(1)根据V=Sh可知,通气孔的面积：S===7x10-6m2=7mm2;(2)由题意知,人对笔帽的力应等于笔帽受到的内外压力差,由公式得,医生所用力为：F=ΔF=ΔpS=1.3x104Pax0.85x10-4m2≈1.1N。故答案为：(1)7; (2)医生至少需要1.1牛的力才能将笔帽取出。
31、将酒精棉点燃放入瓶中,再将去壳的熟鸡蛋堵住瓶口,会看到瓶子把鸡蛋“吞”进去的现象,如图1所示。小徐对此现象进行的解释是：瓶中空气受热后逸出,且部分被消耗,变得稀薄,对鸡蛋的托力变小,所以鸡蛋在重力作用下进入瓶中。小金认为,上述解释有误,于是进行了如图2所示的实验,将酒精棉花点燃后放入瓶中,手拿瓶子使瓶口向下,再将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,鸡蛋也能被“吞入”瓶中。小徐思考后重复图2实验,发现成功率较低。通过比较图1和图2瓶子摆放的位置,她将实验进行微调,大大提高了实验成功率,请结合以上实验谈谈小金设计图的目的和实验成功的解释原理及小徐提高成功率的改进做法。
【答案】小金使瓶口向下的目的是可以排除鸡蛋重力的影响;解释原理：酒精棉点燃放入瓶中后,瓶内空气受热逸出,且部分被消耗,变得稀薄,瓶外气压大于瓶内的气压,所以鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶中。小徐改进方法：可以将图2中瓶中水平放置进行实验。
【解析】【分析】【详解】在图1中,由于鸡蛋的重力是竖直向下的,与大气对鸡蛋的压力方向相同,因此鸡蛋浸入瓶中,就不可避免的有重力的影响。而图2中,大气对鸡蛋的压力向上,而重力向下,此时鸡蛋受到的合力是大气压力和重力的差,比实际的大气压力小,从而使鸡蛋不容易进入瓶内。为了排除重力的影响，可以将瓶子水平放置。
32、如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。(2分)
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0=1.0x105Pa)(2分)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。(2分)
【答案】(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2x104Pa; (2)金属块对容器底部的压力为1120N;
见下图
【解析】(1)金属块对容器底部的压力等于其重力，根据p=求出甲图中金属块对容器底部的压强;(2)乙底部用蜡密封,加入水后,根据浮力产生的原因是水对物体向上与向下的压力差，物体没有受到向上的压力，乙不受浮力,根据F=pS求出大气对金属块的压力,根据受力分析,求出金属块对容器底部的压力;(3)①没有加水时,甲对容器底部的压力等于120N;②若向甲图中容器内加水,在水面从0升高到20cm的过程中,由阿基米德原理分析受到的压力变化,从而得出金属块对容器压力的变化;③物体刚好浸没时,求出金属块受到的浮力(根据浮沉条件,金属块不能上浮),从而得出此时金属块对容器底部的压力;至容器装满水(水高为30cm)的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力不变，据此画出开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部F随容器中液面高度h变化的图像。
【分析】本题考查压强公式及压力公式及阿基米德原理、浮力产生的原因、力的平衡的运用和作图能力,最后一问难度较大。
【详解】(1)金属块重120N,底面积100cm2,金属块对容器底部的压力等于其重力,F甲=G=120N,甲图中金属块对容器底部的压强p1===1.2x104Pa;(2)乙底部用蜡密封,加入水后,乙不受浮力,对乙受力分析,容器对乙的支持力等于乙的重力加上大气压力,F大气=p0S乙=105Pax10-2m2=1000N,金属块对容器底部的压力：F=G乙+F大气=120N+1000N=1120N;(3)①金属块重120N、高20cm、底面积100cm2,没有加水时,对容器底部的压力等于120N;②若向甲图中容器内加水,在水面从0升高到20cm的过程中,排开水的体积变大,由阿基米德原理：F浮=ρ水gV排=ρ水gsh,物体受到的浮力逐渐变大,且与h成正比,这个过程中金属块对容器底部的压力：F2=G-ρ水gSh,可知F2为关于h的一次减函数;③物体刚好浸没时,由阿基米德原理求出受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.2mx100x10-4m2=20N(小于120N,金属块不能上浮),由力的平衡可得金属块对容器底部的压力：F3=120N-20N=100N;至容器装满水的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力仍为100N,故从开始加水至容器装满水(水高为30cm)的过程中金属块对容器底部压力如下所示：
故答案为：(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2x104Pa; (2)金属块对容器底部的压力为1120N;
(3)见下图
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第二章 天气与气候
(分值：100分,时间：100分钟)
温馨提示：1.本卷共32題 2.g取10N/kg
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1、2022年5月1日,某市市区的空气质量指数为80∽94。根据空气质量指数(AQI)范围与相应的空气质量类别对应表来判断,该市市区当天的空气质量级别和空气质量状况分别是(▲)
空气质量指数范围与相应空气质量级别表
空气质量指数(AQI) 0-50 50-100 100-200 ... ＞300
空气质量状况 Ⅰ(优) Ⅱ(良) Ⅲ(轻度污染) ... V(重度污染)
A、Ⅰ级 优 B、Ⅱ级 良 C、Ⅲ级 轻度污染 D、V级 重度污染
2、浙江是一个多山的省份,所谓“七山两水一分田”,最高的山是丽水龙泉的黄茅尖,海拔达到1929米,如果山麓的气温是22℃,则山顶气温约为(▲)
A、34℃ B、22℃ C、10℃ D、0℃
3、2022年9月第12号超强台风“梅花”在浙江登陆。下图为卫星拍摄到“梅花”登陆时的卫星云图,包括清晰可见的台风眼。此现象发生在大气的(▲)
A、对流层 B、平流层 C、中间层 D、暖层
4、下列说法中正确的是(▲)
A、甲图中,注射器用来注射药物是利用了大气压
B、乙图中,发现自制气压计的细管内水柱升高,表明外界大气压减小
C、丙图中,“拔罐”时,局部皮肤向罐内突起,说明了大气压的存在
D、丁图中,选用不同直径的马德堡半球,拉开半球时所用的力大小相等
5、舟山全民倡导“低碳生活,绿色出行”。而共享单车也成为市民主要的出行交通工具之一。如图所示为舟山某型号共享单车的车把和手闸,下列说法错误的是(▲)
A、共享单车的车身采用了密度较小的特殊材料,目的是为了减轻车重
B、车把上刻有凹凸的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
C、当车闸以较大的压力压在车轮的钢圈上,会产生较大的摩擦力从而达到制动的目的
D、某同学骑上此自行车,发现车胎略微压扁,体积变小,胎内气压不变
6、下列图像中,能正确表达相关选项的方向或刻度的是(▲)
A、甲：大气对流运动的方向 B、乙：物体受到液体对它的浮力方向
C、丙：对流管中水流动的方向 D、丁：密度计上的刻度
7、在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒低端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为100g,活塞面积为7x10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为(▲)
A、1.26x105Pa B、1.10x105Pa C、1.01x105Pa D、0.96x105Pa
8、如图所示的是“估测大气压的值”的实验,下列关于该实验的分析中错误的是(▲)
A、如果活塞与针筒摩擦过大,会导致大气压的测量值偏小
B、测量活塞受到的大气压力时,利用了二力平衡的知识
C、测量注射器最大刻度对应的长度,是为了计算活塞的横截面积
D、将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽空气
9、下列对诗歌或语句的解读不正确的是(▲)
A、“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”形象反映了地形对气候的影响
B、“江南二月试罗衣,春尽燕山雪尚飞”反映了纬度位置对两地气候的影响
C、浙江气候特点：夏季高温多雨,冬季温和少雨,其主要影响因素是季风
D、“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”体现西北地区气温年较差大的特点
10、在抗击新冠肺炎疫情的时期,“负压救护车”发挥了重要的作用,“负压救护车”是因为车内的气压低于车外气压而得名。下列处于负压状态的是(▲)
A、吹足气的气球 B、高空飞行中的飞机机舱
C、吸饮料过程中的吸管 D、漏气的足球
11、如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中行走,当一阵大风吹来,伞面可能被“吸”得严重变形。下列有关这一现象及其解释正确的是(▲)
A、伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B、伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C、伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大于下方
D、伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大于下方
12、在制糖工业中,要用沸腾的方法除去糖汁中的水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾的温度低于100℃,制糖时应采用措施为(▲)
A、增大装置内的气压 B、加热的火不要太猛
C、减小装置内的气压 D、一定要把整个装置搬到高山上去
13、如图所示,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,构成连通器,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,此时两管水银面一样高,B管上方与大气相通。若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H,A管内的水银面相应升高h,则h与H的关系是(▲)
A、h=H B、h＜ C、h= D、＜h＜H
14、如图是某同学自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中。对此说法正确的是(▲)
A、接水后与接水前相比较,玻璃管外的水面上升
B、接水后与接水前相比较,玻璃管口的水面上升
C、接水后与接水前相比较,容器底内表面a点的压强减少
D、接水过程中,容器内的水中出现了气泡
15、如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,可在气缸内无摩擦滑动,面积分别为S1=20cm2,S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg的重物C连接,活塞的初始状态为静止,已知大气压强p0=1x105Pa,下列说法不正确的是(▲)
A、活塞初始静止时,活塞A受到细杆的作用力水平向右
B、活塞初始静止时,气缸内压强为1.2x103Pa
C、若升高气缸内气体温度,活塞B向左移动
D、若降低缸内气体温度10℃,活塞运动一段距离L就停止,停止时气缸内压强比初始状态时气缸压强要小
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共23分)
16、“今天夜里到明天,金华全市范围内有中到大雨”描述的是金华的 ▲ (选填“天气”或“气候”,下同)、“金华四季分明,盛夏炎热,夏秋多台风”描述的是金华的 ▲ 。
17、物理知识在生活中有广泛的应用,病人输液时用的吊瓶就是一例。如图所示,A管是输液管,B管是空气管。在输液过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶的位置 ▲ (选填“提高”或“降低”)使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血就会被压回到血管里;插入B管后,瓶内液面上方气体的压强 ▲ 外界大气压。
18、如图是用气球做的两个实验。请根据实验回答：
(1)如图1,吹风机在工作时,吹风口能“吸”住气球,是利用了气球上方空气流速大,压强 ▲ 。
(2)如图2,气球放在热水烫过的玻璃瓶口,过一会在 ▲ 的作用下被“吸”入瓶中。
19、如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的。容器中有一些水,管B有水喷出。管A中水流的方向是向 ▲ ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 ▲ ,要增大喷泉的高度,应增加容器 ▲ 的高度。
20、高压锅能加快炖煮食物的效率,可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上,在高海拔地区,利用高压锅可避免水沸点降低而不易煮熟食物的问题。高压锅的锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体。
(1)高压锅工作时,限压阀受到向下的力为：外界大气压力与自身重力;它受到向上的力是：内部大气压力。当限压阀被顶起,此时悬浮的限压阀受到向上的力与向下的力大小 ▲ (选填“相等”或“不相等”)。
(2)高压锅是根据液体沸点随气压的增大而升高工作的。当该高压锅内部气压为1.6x105Pa时,水温最高可以达到 ▲ ℃。
(3)高压锅使用时注意不能将食物装的过满。当煮粥将食物装入过多时,像米粒、豆类这种黏性很强的食物容易膨胀,沸腾的时候米粒或者豆皮容易将排气孔堵住,这样可能造成的后果是 ▲ 。
21、如图所示,实验装置有良好的密封性,将针筒的柱塞用力F上提。则：
(1)装有小玻璃球的气球的运动情况是 ▲ 。
(2)用所学的科学知识加以解释产生该现象的原因 ▲ 。
22、分析如图所示地形剖面图,回答下列问题：
(1)处于迎风坡的是 ▲ (选填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)影响甲、乙两地气候差异的主要因素是 ▲ (选填“海陆位置”“纬度位置”或“地形”)。
23、根据所学的科学知识,回答问题：
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点 ▲ (选填“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快。
(2)空调机的室内部分往往安装在房间的上方,这主要是为了夏天送冷气时有利于形成 ▲ ,以加强制冷效果。
24、货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种现象呢 小明同学经过思考后,进行了模拟实验：
将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图。
请回答：
(1)小明向铁盒上方吹风是模拟 ▲ 。
(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因 ▲ 。
25、用注射器估测大气压的值实验中：
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 ▲ (选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 ▲ (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出全部刻度的长度L。
(4)计算大气压值,其表达式为p= ▲ 。
三、探究题(本题共4小题,每空2分,共30分)
26、在不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度 小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚,将它们轻放在水中,观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小
(1)从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的 ▲ (选填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为 ▲ 。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的 ▲ 会变小从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
27、晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作：
(1)请补充完整该实验相关步骤：
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺 ▲ ;
⑤大气压强表达式为：p= ▲ 。
(2)本实验存在误差的原因是(写出两个)
① ▲ ;
② ▲ 。
(3)晓宇和同学决定对这个实验进行改进,找来约12m长的透明细软橡胶管、水盆、足够长的卷尺、细绳、铁夹及足量的水,用这些器材测出了当天的大气压值,请你简述实验过程及所需测量的物理量并写出大气压强的表达式： ▲ 。
28、图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线00 在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 ▲ (选填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据。
(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗 深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究：
Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。
Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。
Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。
Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是 ▲ ;
②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 ▲ 。
29、在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三：调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题：
(1)该实验过程用到的科学方法有 ▲ (填字母)。
A、转换法 B、控制变量法 C、类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ▲ 。
(3)小金反思：只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ▲ 。
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= ▲ 。
四、简答题(本题共3小题,第30题5分,第31题、第32题各6分,共17分)
30、小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20米/秒。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.4x10-4米3/秒,则通气孔的面积至少为 ▲ 毫米2。(2分)
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3x104帕,笔帽的横面积约为0.85厘米2,医生至少需要多少牛的力才能将笔帽取出 (计算结果精确到0.1牛)(3分)。
31、将酒精棉点燃放入瓶中,再将去壳的熟鸡蛋堵住瓶口,会看到瓶子把鸡蛋“吞”进去的现象,如图1所示。小徐对此现象进行的解释是：瓶中空气受热后逸出,且部分被消耗,变得稀薄,对鸡蛋的托力变小,所以鸡蛋在重力作用下进入瓶中。小金认为,上述解释有误,于是进行了如图2所示的实验,将酒精棉花点燃后放入瓶中,手拿瓶子使瓶口向下,再将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,鸡蛋也能被“吞入”瓶中。小徐思考后重复图2实验,发现成功率较低。通过比较图1和图2瓶子摆放的位置,她将实验进行微调,大大提高了实验成功率,请结合以上实验谈谈小金设计图的目的和实验成功的解释原理及小徐提高成功率的改进做法。
32、如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。(2分)
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0=1.0x105Pa)(2分)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。(2分)
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第二章 参考答案
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1 2 3 4 5 6 7 8
B C A B D C B A
9 10 11 12 13 14 15
D C B C B D B
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共23分)
16、天气; 气候
17、提高; 小于
18、(1)小; (2)大气压
19、下; 大; b
20、(1)相等; (2)115; (3)爆炸
21、(1)向上浮起; (2)见解析
22、(1)甲; (2)地形
23、(1)升高; (2)对流
24、(1)汽车在行驶过程中的空气流动; (2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗。
25、(1)活塞; (2)平衡力; (4)
三、探究题(本题共4小题,每空2分,共30分)
26、(1)钝端; (2)1号、2号、3号; (3)质量
27、(1)测量塑料吸盘的直径d;p=; (2)测量塑料吸盘的直径d有误差; 吸盘内有空气;(3)①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至10m以上高处;②松开橡皮管底部的铁夹,待橡皮管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,计为h;③表达式：p=ρ水gh。
28、(1)不能; (2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同
29、(1)A、B; (2)装置漏气; (3)得出普遍性的结论; (4)ρgh
四、简答题(本题共3小题,第30题5分,第31题、第32题各6分,共17分)
30、(1)7; (2)1.1
31、小金使瓶口向下的目的是可以排除鸡蛋重力的影响;解释原理：酒精棉点燃放入瓶中后,瓶内空气受热逸出,且部分被消耗,变得稀薄,瓶外气压大于瓶内的气压,所以鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶中。小徐改进方法：可以将图2中瓶中水平放置进行实验。
32、(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2x104Pa; (2)金属块对容器底部的压力为1120N;
见下图
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