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专题3 说理题-用大气压解释生活中的现象
1.(2023八上·杭州期中)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象。为了避免这种情况的发生,打开盖子后,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?并用科学知识解释两种方式效果不同的原因。
【答案】答:采用乙种方式能较顺畅地将果汁倒出来;
若采用甲的倒法,随着果汁的流出罐内的气体体积增大,气压降低,外界的大气压使得果汁不易流出,而乙种倒法,随着果汁的流出,外界大气压能够进入罐内,里外气压相同,果汁在重力作用下流出。
【解析】果汁能否顺利倒出,取决于饮料盒内的气压是否与外界大气压强相同。如果饮料盒内气压小于外界大气压,那么引料就会时断时续;如果饮料盒内气压等于外界大气压,那么引料就会顺利留出,注意分析两种不同方法对盒内气压的影响即可。
2.如图所示,用针筒和弹簧测力计也可以粗测大气压。可供选择的器材:①量程10N的弹簧测力计,②橡胶帽,③细线,④2.5毫升的针筒,⑤10毫升的针筒。
(1)要完成此实验,图中的两个针筒你会选哪一个?选择的理由是什么?
(2)实验时,应在 时,读取弹簧测力计示数。
(3)该实验在实际操作中,我们很难准确读取弹簧测力计的示数,你有办法可以较准确地测得大气压力的值吗?(可以增加其他实验器材或物品)
【答案】(1)选用2.5毫升针简。根据针筒的直径可估算针筒的横截面积,进而估算拉力大小,拉动2.5毫升针筒所需拉力不会超过10牛,而拉动10毫升的针筒所需拉力会超过10牛,也就是超过弹簧测力计的量程。
(2)活塞刚好被拉动
(3)用橡皮泥堵住针筒出口,将针筒装针头部位朝上,并竖直悬挂,针筒活塞拉柄处用细线挂住装有细沙(水)的塑料袋,缓慢向塑料袋中加细沙(水),直至活塞恰好被拉动。取下塑料袋,用弹簧测力计测量塑料袋的总重力,其大小就等于大气压力。
【解析】(1)根据F=pS可知,当大气压强相同时,注射器活塞的横截面积越大,则受到的大气压力越大,那么弹簧测力计的拉力越大。一旦拉力大于测力计的量程,那么就无法完成测量,据此分析解答。
(2)当活塞刚好被拉动时,可以认为活塞做匀速直线运动,那么它受到的大气压力和测力计的拉力相互平衡,即二者大小相等。
(3)人的拉力大小很难控制,此时可以将人的拉力转化为物体的重力。将注射器竖直方向放置将针筒口封住,在活塞柄上挂上塑料袋,里面放水或放沙子。通过调节它们的质量,直到活塞刚好向下移动即可,据此分析解答。
3.如图所示,把长10厘米左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴在A管的上端。往B管轻轻吹气,观察A管中水面高度的变化;然后往B管用力吹气,观察A管中水面高度的变化。想一想,产生这个现象的原因是什么?这个现象有什么实用价值?
【答案】气体流速越大,压强越小。利用此现象可制作喷雾器等器械。
【解析】当用B管水平吹气时,A管上方空气流速大而气压变小,在外界大气压强的作用小,烧杯内的水会被压入A管,导致A管内水面升高。生活中喷洒农药的喷雾器其实就是这个原理,据此分析解答。
4.(2023八上·椒江期末)如图所示,“喷水娃娃”是一种陶瓷制成的玩具,其内部中空,外部只有一个小孔,它的使用方法是:
⑴先对这种陶瓷娃娃浇一会儿热水;
⑵立即把整个娃娃浸泡在冷水中一段时间;
⑶取出娃娃,再对娃娃持续浇热水,娃娃就“喷水”了,但喷水距离逐渐变小,直至停止。
结合上述信息并运用所学知识,对“喷水娃娃”喷水的现象作出解释。
【答案】答:第一次浇水,其内部空气由于温度升高受热膨胀,内部气体压强增大,大于外界大气压,部分气体被压出直至与外界大气压相同;冷水浸泡,其内部气体由于温度降低受冷收缩而压强减小,小于外界大气压,水被压进娃娃体内;从冷水取出后内部压强恢复至与外界大气压相同;第二次浇热水,其内部气体温度升高,受热膨胀,压强增大,大于外界大气压,压迫着体内的水向外喷出;随着娃娃内部体积变大,内部气体的压强逐渐减小直到内外气压平衡,停止“喷水”
【解析】①封闭气体的质量不变时,温度升高,则气体膨胀,气压增大;温度降低,则气体收缩,气压减小;
②根据温度变化分析娃娃内部气压的变化,并与外界大气压强进行比较,进而判断水的流动方向即可。
5.(2023八上·义乌期末)小李同学做了下面两个实验,请解释其中的科学道理:
(1)准备了一杯60℃的恰好饱和的硝酸钾溶液,悬浮着一只新鲜鸡蛋。如图,放在室温下,一段时间后,发现鸡蛋下沉,请用学过的知识解释这一现象。
(2)他在一个空矿泉水瓶里面套一个气球,在矿泉水瓶外用绳子扎紧气球的口,然后小明对着气球吹气,可是,小明用了很大的力气也只能吹大一点点,可是矿泉水瓶里还有很大的空间,小明觉得很纳闷,请你来帮忙解释这个现象。
【答案】(1)热的硝酸钾饱和溶液在室温下温度下降,而硝酸钾的溶解度随着温度下降而减小,所以会有晶体析出,使得溶液的溶质质量分数降低,从而密度减小,当溶液密度小于鸡蛋密度时,鸡蛋下沉
(2)由于瓶和气球之间是密封的,当气球被略微吹大后,瓶和气球之间的气体体积减小,瓶内气压变大,所以小明就很难再把气球吹大
【解析】(1)①硝酸钾的溶解度随温度的降低而减小;
②溶解度越小,则饱和溶液的溶质质量分数越小,则密度越小;
③溶液密度大于物体密度时,物体上浮;溶液密度等于物体密度时,物体悬浮;溶液密度小于物体密度时,物体下沉。
(2)封闭气体的压强与气体的质量大小有关,即当体积和温度不变时,气体的质量越大,则气体的压强越大,据此分析解答。
6.(2023八上·台州期末)国庆期间,小台一家驾车去临海括仓山游玩。途中,小台很口渴,打开汽水瓶盖,发现汽水往外喷。小台拿出一张面巾纸想擦掉溢出的饮料,发现面巾纸向车窗外飘。车子从山脚往山顶行驶中,越往上,小台觉得越凉,且耳朵也觉得不舒服。请你对上面的现象进行解释。
【答案】①打开汽水瓶盖,汽水往外喷,是因为气体的溶解度随着压强的减小而减小。
②面巾纸向飘,是因为气体流速越大,压强越小,车内压强大于车外压强所致。
③越往山顶越凉,这是因为海拔越高,温度越低。
④越往山上,耳朵不舒服,这是因为海拔越高,气压越低,(1分)鼓膜内外气压不平衡,导致鼓膜胀痛。
【解析】气体的溶解度随着压强的减小而减小,随着温度的升高而减小;气体流速越大,压强越小;海拔越高,温度越低,海拔为上升1000m,气温下降6℃;海拔越高,气压越低。
7.(2023八上·东阳期末)燃烧是一种发光发热的化学反应,在生活中常常有较为广泛的运用。以下两个燃烧示例,请用科学知识加以解释。
(1)拔火罐治疗:将点燃的酒精棉球放入罐体,停留片刻后取出,再将火罐迅速倒扣在皮肤上。罐口部位的皮肤向外凸出且逐渐充血变红,甚至发紫。请解释火罐能”吸”在皮肤上的原理。
(2)孔明灯升空:将孔明灯下方的蜡烛点燃,热空气上升使纸质灯罩逐渐膨胀,此时孔明灯并不能立即升空。待到灯罩膨胀到最大,稍过一会儿,孔明灯就慢慢上升了。请解释孔明灯升空的原理。
【答案】(1)火罐能吸在皮肤上的原理:当酒精棉花在罐内燃烧,使罐内气体受热膨胀,部分空气逸出;倒扣于皮肤后,罐内气体降温冷却,气压减小;当罐内压强小于外界大气压,火罐就被牢牢压在皮肤上,并使皮肤向外凸出且充血变红,甚至发紫。
(2)孔明灯升空原理:放手后的孔明灯受到重力和浮力两个力作用。蜡烛燃烧,灯内空气温度升高,受热膨胀而逸出,灯内气体密度减小,孔明灯内空气重力减小。根据阿基米德原理,孔明灯的体积一定时,浮力保持不变,当浮力大于灯体与内部热空气总重力时,孔明灯就会上升。
【解析】 气体的浮力产生原因跟液体浮力产生原因一样,且受到的浮力大小F浮=ρ气gV排,排开气体的体积越大,受到的浮力液越大
【解答】(1)拔火罐是应用了大气压强。用火加热火罐后,里面的气体受热膨胀,里面的气体压强变大后溢出部分气体。接触皮肤后,里面的气体温度下降,压强减小,因为密封,所以罐内压强小于罐外压强,外面的大气压强把部分皮肤压入罐内。
(2)孔明灯上升的主要原理是加热灯内空气,使灯内空气密度减小,从而使灯内气体重力减小,进而灯的总重力小于所受的浮力,于是孔明灯就会上升。
8.(2022八上·余姚竞赛)这几天卡塔尔世界杯正如火如荼的进行着,赛场上各种精彩进球层出不穷,其中弧线球以其能在空中转弯的特点,屡屡攻破球门。其实弧线球并不神秘,用我们所学知识就能解释其原理。请问图中逆时针旋转着飞向球门的足球会从哪一点射入球门?并加以解释。
【答案】从A点射入球门。根据运动的相对性,当足球向前运动时,足球周围的空气相对足球向后运动;且足球逆时针旋转也会带动周围空气的运动,在球的左侧空气被带动着向后运动,使左侧空气流速变快,压强变小,在球的右侧空气被带动着向前运动,使右侧空气流速变慢,压强变大。足球左右两侧的压强差使足球的运动路径偏向左侧,从A点进入球门。
【解析】流体流速越大的位置压强越小,根据相对运动的知识,比较足球左右两侧空气流速的大小,再结合流体压强和流速的关系分析它受到大气压力的方向,从而确定足球的运动轨迹的变化即可。
9.(2022八上·金东期末)如图甲是养鸡场给鸡自动喂水的装置,乙是其结构剖面图。使用前,先将水壶倒放装满水,盖上底座再正立回来。壶中流出部分水,直到水槽中水位刚好淹没出水口为止。使用时,当鸡从水槽内喝水,出水口露出水面时,壶内的水就会立即流出,自动维持到正常水位高度。这样可节省人力不停给鸡添水的麻烦。请你利用所学知识解释该装置的使用原理。
【答案】大气压强可以支持大约10m高的水柱,则盖上底座将水壶正立回来后,壶中流出部分水将出水口封闭时,水壶中的水受到大气压强的支持不会继续下落。当鸡从水槽中喝水时,一旦出水口露出水面,外面的空气进入壶内,从而时壶内气压增大,于是壶内的水会向外流出,直至出水口再次被封闭为止。如此循环往复,从而实现自动喂水的功能。
【解析】根据大气压强的知识分析解答。
10.(2021八上·吴兴期末)绿水青山就是金山银山,创造"人与自然和谐共生"的城市是每个城市追求的目标,某同学在研究城市“热岛效应”时,绘制了如图所示环流示意图,请你用箭头补充环流方向,并说明理由。
【答案】城市气温较高,空气向上流(郊区气温较低,空气向下流)近地面产生由郊区吹向城市
【解析】由于城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,使得城市地区升温较快,并向四周和大气中大量辐射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。
【解答】城市气温较高,空气向上流(郊区气温较低,空气向下流)近地面产生由郊区吹向城市。
如图:
11.(2022八上·奉化期末)一户家庭使用的淋浴器,设备很简单,设计却很巧妙,如图甲所示这种淋浴器有两个进水管,一个是冷水管,一个是热水管,冷水管直接与自来水管连接,热水管的管道很细,插在一壶热水里,使用的时候,拧开自来水龙头,热水会自动向上流,冷水热水混合以后,从喷头里喷出了适宜淋浴的温水。这种淋浴器的结构如图乙所示,混合阀像个三通管,冷水管比较粗,在汇合点附近突然变细。请你利用所学的物理知识,解释这一现象。
【答案】当打开冷水管水龙头时,冷水经过混合器最细部分时,由于管子突然变细,水流速度猛增,细管部分压强变的很小,热水壶中的热水在大气压的作用下被压上,进入混合器和冷水混合,变成温度适宜的温水,从而从浴器的喷头处流出。
【解析】流体的流速和压强的关系是:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
12.(2022八上·衢州期中)随着城市的发展,人口及车流量的增多,出现了一些地下通道。H型地下通道中间有一条过道,过道的通风情况很差。为了改善过道的通风情况,小明设计了如图所示的改进示意图。当自然风从通道口1、2进入时,弧形墙a、b的设计有利于过道处的空气从左通道向右通道流动。请你结合所学知识及生活经验解释其原因。
【答案】根据图片可知,左通道的上半部分墙壁都是平面,空气流速小压强大;右通道的上半部分墙壁为曲面,空气流速大压强小,于是左通道的空气会通过横道向右通道流动,从而形成风,能够在很大程度上改善通风情况。
【解析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析解答。
13.(2021八上·东阳期中)(1)赛车尾部都安装有“气流偏导器”,如图甲所示,它的上表面平直,下表面成弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让赛车在高速行驶时,使车轮能更好地抓紧地面(即增大地面的摩擦力)。试用科学知识加以解释。
(2)2014年春节前夕,中国“372”潜水艇按照计划在预定海域的一定深度潜航执行任务,午夜正当大部分艇员休息时,突然遭遇“海中断崖”--潜艇飞速掉向海底。后经全艇官兵奋力抢救,最终成功脱险。如图乙所示,“ 海中断崖”是因潜艇由高密度海水区驶入低密度海水区时发生的。试用科学知识解释发生“海中断崖”的原因。
【答案】(1)空气流速越快压强越小;
赛车在高速行驶时,偏导器平直上表面的空气流速小于形凸起下表面的空气流速
∴偏导器上方的压强大于下方压强;
∴偏导器上方的压力大于下方的压力.
∴车对地面的压力增大,而粗糙程度不变,摩擦力增大.
使车轮能更好地抓紧地面
(2)潜艇在一定深度潜航,处于悬浮状态,浮力等于重力
潜艇由高密度海水区驶入低密度海水区时,由于海水密度减小,而潜艇排开海水的体积不变;
根据F浮=ρ海gV排知浮力减小;
而重力不变,浮力小于重力,所以下沉,发生“海中断崖”。
【解析】(1)首先根据流体压强和流速的关系分析偏导器上下两个表面受到压强的大小关系,再根据F=pS分析上下两个表面受到压力的大小,进而确定车对地面的压力变化,最后根据影响摩擦力的因素分析车受到摩擦力的变化即可。
(2)首先根据浮沉条件确定潜艇受到浮力和重力的关系,然后根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析它受到浮力的变化,最后再根据浮沉条件确定潜艇突然下沉的原因。
14.(2021八上·义乌期中)在校科技节中,小科完成了“快速使易拉罐变瘪”的挑战实验。实验过程如下:在易拉罐中添加少量的水,用酒精灯加热至沸腾(如图1所示),当灌口有水汽冒出时,迅速将易拉罐倒扣在冰水中(如图2所示),易拉罐骤然变瘪。请你运用所学的科学知识对此现象进行解释。
【答案】易拉罐中的水汽化,当罐口有水汽冒出时,罐内充斥着水蒸气,大部分的空气被排出易拉罐,此时将易拉罐迅速倒置于冰水中,罐内水蒸气遇冷迅速液化,罐内气压骤降,内部气压远小于外界大气压,易拉罐被瞬间压扁
【解析】①物质由气态变成液态叫液化,液化向外放热;
②物质由气态变成液态时,体积会大幅度的减小,压强迅速减小;
③将易拉罐内的气压与外面的大气压强比较,从而确定易拉罐的形状改变。
15.(2021八上·温州月考)如图所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,在瓶口处有一张可自由出入的纸片。在瓶口处从上往下用力迅速吹气。此时小纸片将会 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”)。请运用所学知识进行解释 。
【答案】飞出瓶外;正对着瓶口用力迅速吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,瓶内的压强大于瓶外的压强,故在内外不同压强的作用下,就会产生一个向外的力把小纸片推出来。(或者:流速大压强小)
【解析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析瓶口处大气压强的变化,从而确定纸片的受力方向即可。
【解答】此时小纸片将会飞出瓶外,因为:正对着瓶口用力迅速吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,瓶内的压强大于瓶外的压强,故在内外不同压强的作用下,就会产生一个向外的力把小纸片推出来。(或者:流速大压强小)。
16.(2021八上·金华期中)“会跳舞的高压锅”。小王同学早上起床后,看见妈妈把刚煮好粥的高压锅从煤气灶上拿下来,放在地面上,为了能让小王早点吃上粥,妈妈就在高压锅盖上浇上一些冷水,细心的小王发现这只高压锅在不平整的地上摇晃起来,感觉像在“跳舞”。过一会后,打开锅盖后,发现高压锅里的粥又重新沸腾。请根据你学过的知识解释一下产生以上现象的原因。
【答案】当高压锅刚从煤气灶上拿下来,锅内压力仍然较大,水的温度高于100℃,当在高压锅盖上浇冷水时,使高压锅内的水蒸气液化,锅内压力减小,水的沸点下降,里面的水温度高于沸点,又开始沸腾,当高压锅放在不平整的地面上时,就会出现左右摇晃,形成“跳舞”现象;当打开锅盖后,由于气压再次降低,沸点再次降低,使温度仍然较高的粥再次重新沸腾。
【解析】高压锅内部为密封环境,气体压强随温度上升而增大,且液体的沸点会随压强增大而升高。 【解答】浇冷水时,水蒸发吸热时高压锅内温度降低,气压减小,液体的沸点降低,当液体温度高于沸点时,液体重新沸腾;打开高压锅后,高压锅内气体逸出,气压减小,液体沸点再次降低,同理液体再次沸腾。
17.(2021八上·温州期中)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,手拿着瓶子使瓶口向下,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事,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事的改进做法。
【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】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,据此分析解答。
18.(2021八上·湖州期中)在《空气的存在》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“用粗铁丝做的夹子夹住空易拉罐,并向空易拉罐中倒入少许水。然后对易拉罐加热,有大量水汽逸出时,把易拉罐开口朝下扣在冷水中(不要扣入得太深),观察现象。”如果实验现象能成为空气存在的证据,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
【答案】答:可以看到易拉骤然被压
加热时易拉中的水汽化,当口有水汽出时,内充斥着水蒸气,大部分的空气被排出易拉,此时将易拉迅速倒扣于冷水中,中水蒸气遇冷液化内水气冷液化使内的气体减少,压强减小,小于大气压,在大气压的作用下就会被压
【解析】①物质由液态变成气态叫汽化,汽化吸热;物质由气态变成液态叫液化,液化放热;
②物质发生液化时,它的体积会缩小很多倍;
③易拉罐总是向气压变小的方向发生形变。
【解答】在活动中,我们会看到易拉罐骤然被压瘪。
原因:加热时易拉中的水汽化,当口有水汽出时,内充斥着水蒸气,大部分的空气被排出易拉罐,此时将易拉迅速倒扣于冷水中,其中水蒸气遇冷液化内水气冷液化使内的气体减少,压强减小,小于大气压,在大气压的作用下就会被压瘪。
19.(2021八上·台州期末)疫情期间,小毛在网络微课上看到了两个有趣的实验,但是他对实验原理不是很清楚,
请你结合情景帮助他解释一下。
(1)“降温沸腾”的实验:在玻璃瓶内倒入半瓶水,在微波炉里加热,当瓶子里的水大量沸腾时立即关掉微波炉,带上绝热手套,取出瓶子并盖紧盖子后,发现水停止沸腾。在瓶盖上放上冰块,又可以看到水重新沸腾。请你结合所学知识解释一下“降温沸腾”的原理。
(2)“舞动的葡萄干”:刚倒入玻璃杯的汽水会产生许多气泡。此时,将一些葡萄干放入杯中,有些葡萄干沉入杯底后,一会儿向上浮起,上浮到液面后又会重新沉入杯底。结合所学知识解释葡萄干上下“跳舞”的原因。
【答案】(1)瓶子里沸腾的水,在关掉微波炉,取出瓶子并盖紧盖子后,水不再吸收热量,停止沸腾;在瓶盖上放置冰块,瓶内气体的温度降低,水蒸气遇冷液化形成小水珠,瓶内气体减少,使得瓶底内压强降低,从而使液体沸点降低,水会重新沸腾
(2)葡萄干沉入杯底后,由于吸附了足够多的小气泡,使得它们排开液体的体积增大,致使葡萄干所受到的浮力大于重力,从而上升;上浮到液面后,由于小气泡破裂,导致它们受到的浮力变小,当浮力小于重力时又沉入杯底
【解析】(1)①沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热;
②液体沸点随上方气压的增大而升高,随上方气压的减小而降低。
(2)①当浮力大于重力时物体上浮;当浮力等于重力时,物体悬浮;当浮力小于重力时,物体下沉。
②根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,当液体密度不变时,排开液体的体积越大,它受到的浮力越大,据此分析解答。
20.(2021八上·兰溪月考)彤彤感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液”,粗心的彤彤将口服液盒内特制吸管弄丢,只好拿来一根较细的饮料吸管插入瓶中,结果却怎么也“吸”不上药液。后来,她发现两种吸管的形状不一样,饮料吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,两种吸管的截面形状如图所示。请你运用科学相关知识解释为什么两种管“吸”药的效果不同。
【答案】答题要素:(1)外壁不同的比较(2)空气进入的难易(3)产生气压差(4)大气压将液体压入答题范例:吸管插入药液后,由于饮料吸管的外壁比较光滑,它与药液的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”所以很难“吸”上药液;而药液吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
【解析】(1)用力吸出吸管中的空气,里面气压减小,而外面气压大,于是产生的压力差将药液压入吸管,进入口中;如果药品内不与大气相通,那么压力差就不存在,就无法完成喝药的过程;
(2)如果吸管外壁有棱,那么吸管和瓶口之间有空隙,外面的空气可以进入瓶内,始终保持压力差的存在。
【解答】吸管插入药液后,由于饮料吸管的外壁比较光滑,它与药液的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”所以很难“吸”上药液;而药液吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
21.(2020八上·温岭期中)有一种性能非常好的保温杯叫做“焖烧杯”。它和普通保温杯相比具有以下优点:1、材质好,多采用优质不锈钢制造;2、保温性能更好,倒入热(冰)水后,外壳不冒汗,保温(冰)效果可达到24小时以上;3、内盖上的通气阀解决了“保温杯长时间不用,杯盖难以拧开”的问题(见题图)。请你利用摩擦力和大气压的相关知识,针对“杯盖难以拧开”和通气阀为什么能解决这个问题进行解释。
【答案】答:保温杯长时间不用,杯内温度下降,气压减小,与外界大气压的压强差增大,杯盖所受到的压力差也随之增大,杯盖与螺纹之间摩擦力会随着杯盖所受压力差的增大而增大,导致杯盖难以拧开。按下排气阀后,使杯内外的气体连通,气压相等,减小了摩擦,所以容易拧开。
【解析】(1)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)当气体的质量不变时,温度越低,气压越小;
(3)首先分析温度下降时,保温杯内气压的变化,然后确定大气对保温杯的压力变化,接下来根据摩擦力的影响因素分析杯盖与螺纹之间摩擦力的大小变化,从而得到杯盖难以拧开的原因。
按下排气阀,外面的空气进入杯内,分析内外气压差的变化,再根据摩擦力的影响因素分析摩擦力的变化,得到容易拧开的原因。
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专题3 说理题-用大气压解释生活中的现象
1.(2023八上·杭州期中)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象。为了避免这种情况的发生,打开盖子后,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?并用科学知识解释两种方式效果不同的原因。
2.如图所示,用针筒和弹簧测力计也可以粗测大气压。可供选择的器材:①量程10N的弹簧测力计,②橡胶帽,③细线,④2.5毫升的针筒,⑤10毫升的针筒。
(1)要完成此实验,图中的两个针筒你会选哪一个?选择的理由是什么?
(2)实验时,应在 时,读取弹簧测力计示数。
(3)该实验在实际操作中,我们很难准确读取弹簧测力计的示数,你有办法可以较准确地测得大气压力的值吗?(可以增加其他实验器材或物品)
3.如图所示,把长10厘米左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴在A管的上端。往B管轻轻吹气,观察A管中水面高度的变化;然后往B管用力吹气,观察A管中水面高度的变化。想一想,产生这个现象的原因是什么?这个现象有什么实用价值?
4.(2023八上·椒江期末)如图所示,“喷水娃娃”是一种陶瓷制成的玩具,其内部中空,外部只有一个小孔,它的使用方法是:
⑴先对这种陶瓷娃娃浇一会儿热水;
⑵立即把整个娃娃浸泡在冷水中一段时间;
⑶取出娃娃,再对娃娃持续浇热水,娃娃就“喷水”了,但喷水距离逐渐变小,直至停止。
结合上述信息并运用所学知识,对“喷水娃娃”喷水的现象作出解释。
5.(2023八上·义乌期末)小李同学做了下面两个实验,请解释其中的科学道理:
(1)准备了一杯60℃的恰好饱和的硝酸钾溶液,悬浮着一只新鲜鸡蛋。如图,放在室温下,一段时间后,发现鸡蛋下沉,请用学过的知识解释这一现象。
(2)他在一个空矿泉水瓶里面套一个气球,在矿泉水瓶外用绳子扎紧气球的口,然后小明对着气球吹气,可是,小明用了很大的力气也只能吹大一点点,可是矿泉水瓶里还有很大的空间,小明觉得很纳闷,请你来帮忙解释这个现象。
6.(2023八上·台州期末)国庆期间,小台一家驾车去临海括仓山游玩。途中,小台很口渴,打开汽水瓶盖,发现汽水往外喷。小台拿出一张面巾纸想擦掉溢出的饮料,发现面巾纸向车窗外飘。车子从山脚往山顶行驶中,越往上,小台觉得越凉,且耳朵也觉得不舒服。请你对上面的现象进行解释。
7.(2023八上·东阳期末)燃烧是一种发光发热的化学反应,在生活中常常有较为广泛的运用。以下两个燃烧示例,请用科学知识加以解释。
(1)拔火罐治疗:将点燃的酒精棉球放入罐体,停留片刻后取出,再将火罐迅速倒扣在皮肤上。罐口部位的皮肤向外凸出且逐渐充血变红,甚至发紫。请解释火罐能”吸”在皮肤上的原理。
(2)孔明灯升空:将孔明灯下方的蜡烛点燃,热空气上升使纸质灯罩逐渐膨胀,此时孔明灯并不能立即升空。待到灯罩膨胀到最大,稍过一会儿,孔明灯就慢慢上升了。请解释孔明灯升空的原理。
8.(2022八上·余姚竞赛)这几天卡塔尔世界杯正如火如荼的进行着,赛场上各种精彩进球层出不穷,其中弧线球以其能在空中转弯的特点,屡屡攻破球门。其实弧线球并不神秘,用我们所学知识就能解释其原理。请问图中逆时针旋转着飞向球门的足球会从哪一点射入球门?并加以解释。
9.(2022八上·金东期末)如图甲是养鸡场给鸡自动喂水的装置,乙是其结构剖面图。使用前,先将水壶倒放装满水,盖上底座再正立回来。壶中流出部分水,直到水槽中水位刚好淹没出水口为止。使用时,当鸡从水槽内喝水,出水口露出水面时,壶内的水就会立即流出,自动维持到正常水位高度。这样可节省人力不停给鸡添水的麻烦。请你利用所学知识解释该装置的使用原理。
10.(2021八上·吴兴期末)绿水青山就是金山银山,创造"人与自然和谐共生"的城市是每个城市追求的目标,某同学在研究城市“热岛效应”时,绘制了如图所示环流示意图,请你用箭头补充环流方向,并说明理由。
11.(2022八上·奉化期末)一户家庭使用的淋浴器,设备很简单,设计却很巧妙,如图甲所示这种淋浴器有两个进水管,一个是冷水管,一个是热水管,冷水管直接与自来水管连接,热水管的管道很细,插在一壶热水里,使用的时候,拧开自来水龙头,热水会自动向上流,冷水热水混合以后,从喷头里喷出了适宜淋浴的温水。这种淋浴器的结构如图乙所示,混合阀像个三通管,冷水管比较粗,在汇合点附近突然变细。请你利用所学的物理知识,解释这一现象。
12.(2022八上·衢州期中)随着城市的发展,人口及车流量的增多,出现了一些地下通道。H型地下通道中间有一条过道,过道的通风情况很差。为了改善过道的通风情况,小明设计了如图所示的改进示意图。当自然风从通道口1、2进入时,弧形墙a、b的设计有利于过道处的空气从左通道向右通道流动。请你结合所学知识及生活经验解释其原因。
13.(2021八上·东阳期中)(1)赛车尾部都安装有“气流偏导器”,如图甲所示,它的上表面平直,下表面成弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让赛车在高速行驶时,使车轮能更好地抓紧地面(即增大地面的摩擦力)。试用科学知识加以解释。
(2)2014年春节前夕,中国“372”潜水艇按照计划在预定海域的一定深度潜航执行任务,午夜正当大部分艇员休息时,突然遭遇“海中断崖”--潜艇飞速掉向海底。后经全艇官兵奋力抢救,最终成功脱险。如图乙所示,“ 海中断崖”是因潜艇由高密度海水区驶入低密度海水区时发生的。试用科学知识解释发生“海中断崖”的原因。
14.(2021八上·义乌期中)在校科技节中,小科完成了“快速使易拉罐变瘪”的挑战实验。实验过程如下:在易拉罐中添加少量的水,用酒精灯加热至沸腾(如图1所示),当灌口有水汽冒出时,迅速将易拉罐倒扣在冰水中(如图2所示),易拉罐骤然变瘪。请你运用所学的科学知识对此现象进行解释。
15.(2021八上·温州月考)如图所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,在瓶口处有一张可自由出入的纸片。在瓶口处从上往下用力迅速吹气。此时小纸片将会 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”)。请运用所学知识进行解释 。
16.(2021八上·金华期中)“会跳舞的高压锅”。小王同学早上起床后,看见妈妈把刚煮好粥的高压锅从煤气灶上拿下来,放在地面上,为了能让小王早点吃上粥,妈妈就在高压锅盖上浇上一些冷水,细心的小王发现这只高压锅在不平整的地上摇晃起来,感觉像在“跳舞”。过一会后,打开锅盖后,发现高压锅里的粥又重新沸腾。请根据你学过的知识解释一下产生以上现象的原因。
17.(2021八上·温州期中)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,手拿着瓶子使瓶口向下,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事,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事的改进做法。
18.(2021八上·湖州期中)在《空气的存在》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“用粗铁丝做的夹子夹住空易拉罐,并向空易拉罐中倒入少许水。然后对易拉罐加热,有大量水汽逸出时,把易拉罐开口朝下扣在冷水中(不要扣入得太深),观察现象。”如果实验现象能成为空气存在的证据,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
19.(2021八上·台州期末)疫情期间,小毛在网络微课上看到了两个有趣的实验,但是他对实验原理不是很清楚,
请你结合情景帮助他解释一下。
(1)“降温沸腾”的实验:在玻璃瓶内倒入半瓶水,在微波炉里加热,当瓶子里的水大量沸腾时立即关掉微波炉,带上绝热手套,取出瓶子并盖紧盖子后,发现水停止沸腾。在瓶盖上放上冰块,又可以看到水重新沸腾。请你结合所学知识解释一下“降温沸腾”的原理。
(2)“舞动的葡萄干”:刚倒入玻璃杯的汽水会产生许多气泡。此时,将一些葡萄干放入杯中,有些葡萄干沉入杯底后,一会儿向上浮起,上浮到液面后又会重新沉入杯底。结合所学知识解释葡萄干上下“跳舞”的原因。
20.(2021八上·兰溪月考)彤彤感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液”,粗心的彤彤将口服液盒内特制吸管弄丢,只好拿来一根较细的饮料吸管插入瓶中,结果却怎么也“吸”不上药液。后来,她发现两种吸管的形状不一样,饮料吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,两种吸管的截面形状如图所示。请你运用科学相关知识解释为什么两种管“吸”药的效果不同。
21.(2020八上·温岭期中)有一种性能非常好的保温杯叫做“焖烧杯”。它和普通保温杯相比具有以下优点:1、材质好,多采用优质不锈钢制造;2、保温性能更好,倒入热(冰)水后,外壳不冒汗,保温(冰)效果可达到24小时以上;3、内盖上的通气阀解决了“保温杯长时间不用,杯盖难以拧开”的问题(见题图)。请你利用摩擦力和大气压的相关知识,针对“杯盖难以拧开”和通气阀为什么能解决这个问题进行解释。
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