八年级上册 第二章 天气与气候 实验探究精选
一 大气层、气温和天气
1.温州人历来有着晒酱油肉的习惯,传统晒酱油肉十分依赖天气,要求低温晴燥。
干球温度 干球温度计和湿球温度计的温差
1℃ 2℃ 3℃ 4℃ 5℃
0℃ 82% 65% 47% 31% 15%
5℃ 86% 71% 58% 45% 32%
10℃ 88% 76% 65% 54% 44%
(1)图甲A、B两个天气系统中,适合晒酱油肉的是 ;(填字母)
(2)空气相对湿度如上表,则当干球温度计和湿球温度计的读数分别为5℃和0℃时,此时的环境相对湿度为 ;
(3)在测量时,如果仪器表面风速较大,会使湿球温度计的示数偏低,则测得的相对湿度将 。(选填“偏小”“偏大”或“不变”)
【答案】 B 32% 偏小
【详解】(1)[1]根据题意可知,晒酱油肉要求天气低温晴燥,晒酱油肉要求天气低温晴燥,B地面气压高,在垂直方向上,空气以下沉运动为主,空气在下沉的过程中,温度不断增加,难以成云致雨,天气以晴朗天气为主,所以适合晒酱油肉的是B。
(2)[2]当干球温度计和湿球温度计的读数分别为5℃和0℃,则其温差是5摄氏度,由图表可得,此时的环境相对湿度为32%。
(3)[3]根据题意可知,相对湿度等于湿球温度计的示数减去干球温度计示数,如果仪器表面风速较大,会使湿球温度计的示数偏低,干球温度计示数不变,会导致相对湿度偏小。
2.读《相对湿度表》,回答下列问题
干球温度 -50℃ 0.0℃ 5.0℃ 10.0℃ 15.0℃ 20.0℃ 25.0℃ 30.0℃ 35.0℃
干 湿 差 1.0℃ 77% 82% 86% 88% 90% 91% 92% 93% 93%
2.0℃ 54% 65% 71% 76% 80% 82% 83% 86% 87%
3.0℃ 32% 47% 58% 65% 70% 74% 76% 79% 81%
4.0℃ 11% 31% 45% 54% 61% 66% 68% 73% 75%
5.0℃ 15% 32% 44% 52% 56% 61% 67% 69%
(1)通常情况下,干球的温度越高,空气的相对湿度也就越_______。
(2)当一位同学用干湿球去测量空气相对湿度时,测得干球的温度为25℃,而湿球的温度为24℃,那么当时测量时空气的相对湿度为________。
(3)假如不考虑《相对湿度表》之外的数据,当测得的相对湿度是76%的时候,那么干球和湿球的温度有可能是:____ _(以“干球:×℃、湿球:×℃”格式填写)。
【答案】(1)大(2)92%(3)干球:25℃、湿球:22℃ 或干球:10℃、湿球:8℃
【详解】(1)通常情况下,干球的温度越高,从表格中分析可知,空气的相对湿度也就越大;
(2)当一位同学用干湿球去测量空气相对湿度时,测得干球的温度为25℃,而湿球的温度为24℃,干湿差为1℃,从表格中查找数据可知,当时空气的相对湿度为92%;
(3)假如不考虑《相对湿度表》之外的数据,当测得的相对湿度是76%的时候,那么干球和湿球的温度有可能是干球:10℃、湿球:8℃或者 干球:25℃、湿球:22℃.
二 大气的压强<更多参考前期资料大气的压强探究专项>
3.将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃表面,吸盘不会掉下来(如图甲)。是什么力使吸盘不掉下来的呢?两位同学提出了两种不同的观点:
小科认为是吸盘受到的大气压力;小衢认为是吸盘受到玻璃对它的摩擦力。
为了研究这一问题,他们分别设计了以下方案:
小科:如图乙,用抽气机不断抽出玻璃钟罩内的空气,最后看到玻璃表面的吸盘滑下。
小衢:如图丙,两个吸盘挂上同样的钩码后,分别按在不同表面。结果吸在涂油玻璃上的吸盘滑下,而吸在干燥玻璃上的吸盘不动。
(1)小衢的实验中,涂油玻璃表面的吸盘滑下,原因是吸盘受到的 减小;
(2)经过分析,他们一致否定了小科的观点,理由是乙图中吸盘前后两次受到的 相同,但结果却不同;
(3)小科的实验之所以有这样的结果,原因是 。
【答案】 摩擦力 大气压力(或大气压强) 大气压力减小导致摩擦力减小
【详解】(1)[1]涂油玻璃表面比较光滑,虽然压力相同,但涂油玻璃表面对其摩擦力较小,所以会滑下。
(2)[2]由乙图知,让两个吸盘处在相同的空间内,为的是使表面大气压力(或大气压强)相同。
(3)[3]用抽气机不断抽出玻璃钟罩内的空气,则减小了大气对吸盘的压力,所以摩擦力减小,因此吸盘会滑下。
4.覆杯实验是科学教材中的经典实验。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究。当取一个高为18cm的杯子中装入部分水(如图乙),倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度(如图丙),在杯口和盖片之间形成一段液桥。
空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75
液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123
(1)做覆杯实验时按图所示顺时针旋转360°目的是证明 ;
(2)改变杯子内空气柱高度,盖上轻质盖片并倒置,测出相应液桥长度,得到数据如表丁,可待出的结论是 ;
(3)相关实验表明:空气会从液桥进入,液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验,最不可能成功的是 。
A. B. C.
【答案】 各个方向都有大气压 液桥高度先增大后减小 B
【详解】(1)[1]空气在各个方向都存在压强,做覆杯实验时顺时针旋转360°,纸片都不会掉下来,说明在各个方向都受到大气压的作用。
(2)[2]分析数据可知,在杯子高度一定时,当空气柱的高度增加时,液桥高度先增大后减小。
(3)[3]已知空气会从液桥进入,液桥高度越大,空气越容易进入,覆杯实验成功率越低,从表格数据可知,空气柱的高度接近于杯子高度的一半时,液桥高度最大,由此可知B图实验中,空气柱高度最接近杯子高度的一半,液桥高度会最大,最不可能成功,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
5.为了估测当天大气压究竟有多大,科学兴趣小组同学在实验室合作进行了如图甲所示的实验。其实验步骤如下:
①将蘸水的塑料吸盘(吸盘有重力)按在光滑水平板面上,并多次挤压吸盘;
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面;
③记录刚脱离板面时弹簧测力计的读数F0=41N,可视为大气对吸盘的压力大小;
④量出吸盘与水平板面的接触面积S=4cm2;
⑤计算大气压。
(1)步骤①中“多次挤压吸盘”的目的是 ;
(2)根据甲实验设计,可能会引起测得的大气压值偏大的原因是 ;
(3)若按图乙中的两种方式进行实验,实验器材和步骤均相同,则选择图乙中的 (填“左”或“右”)图这种方式更合理。
【答案】 将里面空气排出 吸盘自身重力影响 左
【详解】(1)[1]将吸盘蘸水后按在光滑水平板面上,多次挤压吸盘是为了排尽空气,防止漏气,以减小吸盘内气体对实验结果的影响。
(2)[2]甲实验设计,向上拉动时,拉力大小等于向下的大气压力和吸盘重力之和,可能会引起测得的大气压值偏大的原因是吸盘自身重力影响。
(3)[3]竖直向下拉动时,拉力与吸盘自身重力的之和等于大气压力,因而所测拉力偏小,只有水平方向拉动时,重力没有影响,故左侧合理。
6.小科学了大气压强后,利用注射器(容积为)、铁架台、小桶、细绳、天平等器材估测了大气压的值.请你根据实验步骤帮助他完成相关分析。
【实验步骤】
①按如图所示装置组装器材。
②将注射器活塞推至顶端,上端不封口.往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑,取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为;
③重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤②中的装水小桶(水未倒出)重新挂在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为;
④取下注射器,并用刻度尺测量其侧壁上有刻度部分的长度为。
【实验分析】
(1)本实验中应以 (填“注射器”、“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受的大气压力;
(2)步骤②的目的是为了排除活塞重力以及 对实验的影响;
(3)根据上述实验测量得到的数据,可计算出大气压强为 。
【答案】 活塞 活塞与注射器之间的摩擦力
【详解】(1)[1]本实验中应以活塞为研究对象来分析其所受的大气压力。
(2)[2]在步骤②中,将注射器活塞推至顶端,上端 未封口接着往小桶内缓慢加水直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶用天平测量出小桶和水的总质量, 可求出小桶和水的总重力,以活塞为研究对象,根据力的平衡条件可知小桶和水的总重力(即活塞受 到向下的拉力)等于活塞受到摩擦力和重力的合力 ,所以步骤②的目的是排除活塞与注射器之间的摩擦对实验的影响,还排除了活塞重力对实验的影响。
(3)[3]根据二力平衡条件,摩擦力等于重力
活塞收到大气压的压力
这就是大气对活塞的压力;注射器的容积为,这注射器上的全部刻度线由刻度尺测量得出为10cm,故活塞的横截面积
将其代入公式得
7.科学兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)操作A的目的是 ;
(2)测量前,同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处: 。
(3)若同学们用图乙中②注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“①”或“③”)注射器;
(4)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
【答案】(1)排尽注射器内空气
(2)密封不漏气、减小摩擦
(3)③
(4)
【详解】(1)把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔,其目的是排尽注射器内空气。
(2)为了密封不漏气、减小摩擦,所以测量前,要在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中。
(3)因为大气的压强是一定的,根据公式可知,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用小量程注射器,故选③。
(4)活塞的面积为
将测量结果代入压强公式得
8.利用如图所示的注射器,弹簧测力计和刻度尺可以粗略测出大气压的值
(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,用刻度尺测出有刻度部分的长度如图甲所示,并计算出活塞的横截面积,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数如图乙所示。
(2)则当地大气压的值为 。
(3)小军的操作均正确,但发现大气压的测量值比实际偏大,则可能原因是 。
【答案】 排出注射器中的空气,使活塞不受内部气体的压强 见解析
【详解】(1)[1]实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使活塞不受内部气体的压强。
(2)[2]由图甲可知,刻度尺的分度值是1mm,有刻度部分的长度为4.00cm,因活塞为圆柱体,则活塞的横截面积
由图乙知拉力为6.4N,则大气压值为
(3)[3]如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大时,需要的拉力会更大,则测得的大气压力变大,由得,大气压的测量值比实际偏大。
9.为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系,小明用如图所示的装置进行如下实验:
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封;
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”,如图所示;
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时,分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为、和;
(1)本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小;
(2)本实验除了温度计之外,还需要用到的测量仪器是 ;
(3)小明通过实验得出结论:一定质量的气体,体积越小,压强越大。他获得的证据是: ;
(4)为了使液面的高度差更明显,小明和小白分别提出了两种改进建议:
小明建议:选择更细的B管。小白建议:用密度更小的液体替换清水。
请判断谁的建议合理并说明理由: 。
【答案】 (AB管中的)液面高度差 刻度尺 见解析
【详解】(1)[1]本实验中,A管上方封闭气体增大的压强越大,AB两管液面的高度差越大,因此通过比较A、B两管内液面的高度差来反映A管上方气压大小。
(2)[2]本实验中,需要测量A、B两管中液面的高度差,因此还需要用到的测量仪器是刻度尺。
(3)[3]通过本实验可以发现
说明一定质量的气体,体积越小,压强越大;即证据就足
(4)[4]由液体压强公式p=ρgh知道,液体压强大小与液体密度及液体深度有关,当压强一定时,减小液体的密度,可以增大液体的深度,使液面高度差越明显,故小自的建议合理,理由是:由p=ρgh知道,当压强一定时,液体密度越小,液体的深度越大。
10.气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢?某兴趣小组了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;
②篮球充气越多,越不易被压扁;
③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息 (选填序号)可作为猜想“气压大小可能与气体体积有关”的依据;
(2)小组同学继续实验,在同一烧瓶中装入一定质量的气体,用热毛巾捂住烧瓶外壁,改变烧瓶内密闭气体的温度,用压强传感器通过数据采集器将测量结果显示在电脑上(如图),记录相关实验数据如表所示。
实验次数 1 2 3 4
气体的温度 20 30 40 50
气体的压强p() 100.0 103.4 106.8 110.2
①小明选择质量足够好的气球代替烧瓶通过上述方法完成了该实验。兴趣小组的同学对小明的做法提出了质疑。小明实验中存在的问题是 ;
②小明发现用软木塞塞住未装满热水的热水瓶,一段时间后发现打开软木塞非常困难。请结合本实验的数据,对该实验现象作出解释。
【答案】 ③ 实验中随着温度的升高,气球的体积越来越大,不符合保持气体体积一定的要求 见解析
【详解】(1)[1]自行车轮胎在烈日下暴晒,轮胎内气体温度会升高,而轮胎易爆胎,说明了轮胎内气体压强增大了,由此我们可以猜想气压与温度有关;往篮球里充气的过程中,篮球内的气体越来越多(质量变大),篮球越来越难被压扁,说明篮球内气压增大了,由此我们可以猜想气压与气体的多少有关;将密封在针筒内空气压缩的过程中,气体的质量不变,体积变小,压缩到一定程度就无法压缩,说明针筒内气压变大了,由此可以猜想③气压与气体的体积有关。
(2)①[1]根据“用热毛巾捂住烧瓶外壁,改变烧瓶内密闭气体的温度,用压强传感器通过数据采集器将测量结果显示在电脑上,小组同学提出的猜想是气压与温度有关;实验中控制气体的质量一定、体积一定,只改变气体的温度;小颜选择质量足够好的气球代替烧瓶进行实验,实验中随着温度的升高,气球的体积越来越大,不符合保持气体体积一定的要求。
②[3]将热水倒入热水瓶时,热水上方的气体温度较高、压强较大;用软木塞塞住后,瓶内气体的温度逐渐降低,部分水蒸气液化为水,这就导致热水上方的气体压强减小,瓶外大气压大于瓶内气压,于是会形成一个指向瓶内的压强差,导致难以打开软木塞。
11.在自主学习探究过程中,小金同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10cm2;②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气;③用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为98.5N;④记录整理数据;⑤算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小金同学的实验数据,计算出大气压的值等于 Pa,该实验中测得大气压值与当地当日实际气压值相比偏小的原因,下列同学分析有道理的是 ;
A.水存在“粘性”,将吸盘“粘”牢了
B.吸盘内空气未排净
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘受气压的面积变小
D.由于误差,弹簧秤读数偏小
(3)小金同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值。这说明 ;
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙,则你预计的弹簧秤示数可能会 (填“大于”、“小于”或“等于”)98.5N。
【答案】 防止漏气 BCD 各个方向都有大气压强 小于
【详解】(1)[1]将吸盘沾水湿润的目的是让吸盘和玻璃紧密接触,防止漏气。
(2)[2]根据题意可知,大气对吸盘的压力
若不考虑实验过程中的其他影响因素,实验时的大气压值
[3]若实验中测得的大气压值都偏小,原因可能是吸盘内空气未排净或者由于误差,弹簧秤读数小;吸盘受力变形,往中间聚拢,导致受力面积小,计算时仍然用未收缩时的面积,故而计算出的大气压变小,故选BCD。
(3)[4]大气压强也像液体的压强一样,各个方向都有大气压强,把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明各个方向都有大气压强。
(4)[5]因为流速越大,压强越小,因此拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,吸盘上方空气流速加快,压强减小,由可知,用同样方法做该实验时,弹簧秤的读数小于98.5N。
12.如图,小石利用标有2.5毫升的一次性注射器,弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)下面是记录实验情况的表格,请将其中 处数据补充完整。
弹簧测力计的示数F/N 注射器容积V/mL 注射器刻度总长度L/cm 大气压p/Pa
7.5 2.5 4 ______
(2)小孟发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此孟同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 (填序号)。
(3)在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小宋同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平面上,把活塞推至注射器筒底端,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7.7×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。求所测大气压的值 。
【答案】(1)1.2×105
(2)②
(3)0.98×105Pa
【详解】(1)活塞的截面积
不考虑摩擦力的影响
p大气S=F
所以大气压
(2)①橡皮帽封住的注射器小孔中由残余气体时,设残余气体对活塞的作用力为F余,大气压对活塞的压力为F大气;不考虑摩擦力时则有
计算时用 所以这样计算出的大气压偏低;
③活塞与注射器筒壁不完全密封时,和①的情况相同,计算出来的大气压偏低;活塞与注射器筒壁有摩擦时,根据平衡条件知道
计算大气压时用,所以这样计算的大气压偏高。
故选②。
(3)当活塞开始向左滑动时,根据平衡条件知道
所以摩擦力
当活塞开始向右滑动时,根据平衡条件知道
所以
所以
大气压
13.小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。实验表明: ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后 。
【答案】 大于 气压越低,沸点越低 向瓶内压入气体
【详解】(1)[1]因为液体的沸点跟气压的大小有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低;标准大气压下,水的沸点是100℃,表中所示水的沸点是102℃,所以当时烧瓶内气压大于1个标准大气压。
(2)[2]烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾,向外拉注射器活塞,瓶内气压减小,水重新沸腾,实验表明气压越低,沸点越低。
(3)[3]要验证“气压增大时,液体的沸点升高”,因此需要向内压活塞,即向瓶内压入气体,使瓶内气压增大,水的沸点升高,会看到水停止沸腾。
14.为探究纸飞机飞行升力与飞机形状的关系,某同学将质量相同的纸张叠成不同形状的纸飞机(如图甲)。按图乙方式进行如下实验:闭合电风扇开关,以不同的风速,正面对着模型吹风,记录升力测力计的读数,重复5次实验,计算升力平均值,数据如表一所示。
表一:不同风速时升力测力计的平均示数
实验组别 形状 不同风速时升力测力计的平均示数(N)
2m/s 4m/s 6m/s 8m/s 12m/s
① 中翅膀 0.5 0.8 1.2 1.5 1.8
② 平头 0.3 0.6 0.8 1.1 1.3
③ 尖头 0.2 0.4 0.6 0.9 1.1
④ 波浪 0.9 1.5 2.1 2.8 3.4
(1)本实验是通过如何操作电风扇模拟飞机不同的飞行速度? ;
(2)从实验可知,在风速相同时,四种形状中,波浪形状飞机模型受到升力最大。其原因最有可能是该形状飞机模型的 ;
A.下表面气体流速与上表面气体流速的差最大
B.上表面气体流速与下表面气体流速的差最大
C.上表面气体流速与下表面气体流速刚好相等
(3)为了继续探究飞机飞行升力与机翼波浪厚度的关系,小明用若干质量相同,机翼厚度不同的机翼模型。在风速都为8m/s时,如图丙重复实验。数据如表二所示。在表二研究结果的基础上,要进一步准确测得最大平均升力,应该如何设置机翼厚度进行实验? 。
表二:升力与机翼模型厚度之间的关系
机翼厚度/cm 10 30 50 70
平均升力大小/N 1.8 3.6 4.5 3.3
【答案】 改变电风扇不同的挡位或者改变电风扇距离模型的远近 B 见解析
【详解】(1)[1]本实验是通过改变电风扇不同的挡位或者改变电风扇距离模型的远近,可以模拟飞机不同的飞行速度。
(2)[2]飞机的升力就来源于机翼下表面和上表面的压强差,而这个压强差是由上下两个表面的气流速度差决定的,因此波浪形状飞机模型受到升力最大的原因是:上表面气体流速与下表面气体流速的差最大,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[3]在表二研究结果的基础上,要进一步准确测得最大平均升力,实验步骤如下:在机翼厚度30cm-70cm之间,选择机翼厚度分别为35cm、40cm、45cm、55cm、60cm、65cm多组纸飞机重复丙实验,测量飞机平均升力。
15.歼-16战斗机,是我国自主研制第四代战斗机,被称为我国第一王牌战机.小王发现机翼的形状都有明显的弧形,于是,他进行了如下探究:用硬纸板制作机翼模型,用竖直滑杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇,距机翼模型相同距离,以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧测力计的示数,并进行多次实验,获得以下数据.
实验组别 机翼长度 机翼宽度 机翼厚度 不同速时弹簧秤的示数(N)
0m/s 1m/s 3m/s 6m/s 12m/s
1 20厘米 10厘米 2厘米 9.5 8.5 7.1 5.1 2.9
2 20厘米 10厘米 4厘米 10.0 8.6 6.3 3.1 0
3 20厘米 10厘米 6厘米 11.0 9.1 6.1 2.5 0
(1)依据以上的探究过程,飞机升力与飞机机翼的关系,小王提出的问题是什么? ;
(2)用电风扇正对着机奖模型吹风,弹簧秤的示数会变小,其原因是
(3)第2组实验中,当风速为6m/s时机翼模型受到的升力为 N;
(4)根据表格数据,分析机翼模型的升力和机翼的关系: 。
【答案】 飞机的升力与机翼厚度有什么关系? 机翼上表面流速大,压强小,下表面流速小,压强大,产生了向上的压力差 6.9N 在机翼长度、宽度相同时,机翼升力与机翼厚度有关,机翼厚度越大,机翼升力越大
【详解】(1)[1]根据探究过程及控制变量法,对飞机升力与飞机机翼的关系,可以提出的问题,例如:飞机的升力与机翼厚度有什么关系?
(2)[2]当用电风扇对着模型吹风时,由于模型上方凸起,下方平直,所以上表面空气流速快、压强小,下面表空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差,从而使台秤的示数比没有风吹时小。
(3)[3]第2组实验中,当风速为0m/s时机翼模型受到的升力为0,此时弹簧秤示数为10.0N,为当风速为6m/s时弹簧秤示数为3.1N,则机翼模型受到的升力为
10.0N-3.1N=6.9N
(4)[4]三次实验中,速度为1m/s时的升力分别为
9.5N-8.5N=1N
10.0N-8.6N=1.4N
11.0N-9.1N=1.9N
三次实验中机翼长度和宽度都相同,机翼的厚度不同,机翼的厚度越大,产生的升力越大,故结论为:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越大。
16.科学课上,老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,装置如图甲所示。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 。(选填“大”或“小”)
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强 。图线③反映的是装置中 塑料管的气体压强随时间变化的情况。(选填“A”、“B”或“C”);
(3)下列情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释 。
A.当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.列车站台设置安全黄线
D.船航行时应避免两艘靠近的船并排前进
【答案】 大 小 C ACD
【详解】(1)[1]粗细的不同的管子是连接在一起的,从一端吹风,在相等的时间内通过管子的风的多少是相同的,则细的管子内,风的流速是比较大的。
(2)[2]未吹风时,管子中的空气流速为0,三个管子的压强均为101.4kPa。吹风后,管子中的空气流速增大,压强迅速减小,风速稳定时,均小于101.4kPa,故结论是:气体在流速大处压强小。
[3]管子越粗,里面的空气流速越小,压强越大。稳定时,③的压强最大,它显示的是C管中的气压。
(3)[4]A.吹过堂风时,衣柜门内外空气速度不同,产生了向外的压强差,将柜门推开。故A符合题意;
B.氢气球上升是受到了空气浮力的作用。故B不符合题意;
C.火车进站时,火车附近气体流速大,压强小,大气压容易将人压向火车,故要设立安全线。故C符合题意;
D.两艘船并行时,中间的空气流速大,气压小,在外面大气压作用下,容易将两船压到一起,故就避免并排行驶。故D符合题意。
故选ACD。
三 气候与灾害
17.会跳跃的声音:1921年5月9日,莫斯科近郊发生了一次大爆炸。距爆炸地点70千米范围内,人们清楚地听到了隆隆的爆炸声,但是从半径70~160千米范围内却什么声音也听不到。奇怪的是,从半径160~300千米的范围内,人们又听到了爆炸的轰鸣声,声音怎么会跳跃过中间这片区域呢?探究发现,声音在空气中的传播速度与气温有关。气温高,声速大:气温低,声速小。地面上方不同高处的气温不同,声速也不同,声音在空气中向前传播总喜欢拣温度低的道路走,当遇到温度高的空气时,声音便偏向到温度低的空气中去(图1)。这就像一列小孩和一列大人组成的队列,小孩和大人手挽手以相同节奏向前行进,由于小孩的步距小于大人的步距,结果整个队伍前进的方向便偏向小孩一侧,如果一个地区的气温变化比较复杂,这里温度高,那里温度低,声音经过的时候,就会一会儿拐向高空,一会儿又拐向地面。这样上上下下,就形成了上面所说的声音会跳跃的现象。
阅读上文,回答下列问题:
(1)文中提到的三个区域,哪个区域的温度最高。
(2)“枫桥夜泊”是一首脍炙人口的千古绝唱(图2)。试着运用上文提到的知识说明,远处寒山寺的钟声能传到枫桥江畔绝非诗人的臆造 。
【答案】(1)半径70km~160km范围内的空气温度最高;
(2)秋天的夜晚枫桥江畔的空气比较潮湿,高空中的气温较高,靠近江畔的低空温度较低,寒山峙的钟声从温度较低的空气传向枫桥江畔。
【分析】由于生态系统和人类社会已经适应今天以及最近过去的气候,因此,如果这些变化太快使得生态系统和人类社会不能适应的话,人们将很难应付这些变化。对于许多发展中国家,这可能会对基本的人类生活标准(居住、食物、饮水、健康)产生非常有害的影响。对于所有的国家,极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险。
【解答】解:( 1 )距爆炸地点70km范围内,人们清楚地听到了“隆隆”的爆炸声,说该区域内靠近地面的空气温度较低;半径70 km~160 km范围内却什么也听不到,说明该区域内靠近地面的空气温度高;半径160 km~300 km的范围内,人们又听到了爆炸的轰鸣声,说明该区域内靠近地面的空气温度低。所以,半径70km~160km范围内的空气温度最高。
(2)由于声音的传播与气温有关,声音总是由气温高处向气温低处偏折。秋天的夜晚枫桥江畔的空气比较潮湿,高空中的气温较高,靠近江畔的低空温度较低,寒山峙的钟声从温度较低的空气传向枫桥江畔。所以诗人能听到寒山峙的钟声绝非臆造。
故答案为:
(1)半径70km~160km范围内的空气温度最高;
(2)秋天的夜晚枫桥江畔的空气比较潮湿,高空中的气温较高,靠近江畔的低空温度较低,寒山峙的钟声从温度较低的空气传向枫桥江畔。
【点评】本题的解题关键是细心阅读,找到声音传播与空气温度的关系(即:声音在空气中向前传播总喜欢挑温度低的道路走,当遇到温度高的空气时,声音便偏向到温度低的空气中去)。
18.为了研究植被对水土流失的影响,兴趣小组的同学们进行了如下实验。
①取2个一端开口的容器标为A、B,用松散的泥土在容器内堆制成一个斜坡模型:
②在B组的斜坡模型表面铺上一层草皮;
③另取一个空的容器置于装置下方(图中该容器已省略),用洒水壶在斜坡上方洒水;
④观察和记录实验现象。
(1)实验中A组的作用是 ;
(2)这是一个模拟实验,实验中草皮模拟的变量是指自然界的 ;
(3)为了排除其他因素对实验结果的干扰,在用洒水壶洒水时,两组实验中有哪些量需要保持一致 (写1项即可);
(4)实验中需要观察和记录的实验现象是 。
【答案】(1)实验中B组的结果进行对比;
(2)植被;
(3)水壶所处的高度;
(4)分别观察并记录 A、B 两容器下方空容器中被冲刷下来的泥土的量。
【分析】该实验用了两组实验进行对比,然后模拟被对水土流失的影响,实验的变量是两个实验操作不同的地方,然后根据实验结果去说明实验的结论,这里又用到了用冲刷下来的泥土的量去表示水土流失的程度。
【解答】解:(1)实验中A组的作用是与实验中B组的结果进行对比。
(2)实验的变量是两个实验操作不同的地方,在B容器的斜坡模型表面铺上一层草皮,A组斜坡不做处理;故变量是植被的有无。
(3)这里用到了控制变量法的思想,除了植被我们其他的操作必须都一样,故水壶洒水的总质量、水壶所处的高度(水壶倾斜的角度、洒水的时间等)合理即可。
(4)我们用被冲刷下来的泥土的量表示水土流失的程度,故观察记录的是 A、B 两容器下方空容器中被冲刷下来的泥土的量。
故答案为:
(1)实验中B组的结果进行对比;
(2)植被;
(3)水壶所处的高度;
(4)分别观察并记录 A、B 两容器下方空容器中被冲刷下来的泥土的量。
【点评】该题考查植被对保持水土的作用,理解解答。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)八年级上册 第二章 天气与气候 实验探究精选
一 大气层、气温和天气
1.温州人历来有着晒酱油肉的习惯,传统晒酱油肉十分依赖天气,要求低温晴燥。
干球温度 干球温度计和湿球温度计的温差
1℃ 2℃ 3℃ 4℃ 5℃
0℃ 82% 65% 47% 31% 15%
5℃ 86% 71% 58% 45% 32%
10℃ 88% 76% 65% 54% 44%
(1)图甲A、B两个天气系统中,适合晒酱油肉的是 ;(填字母)
(2)空气相对湿度如上表,则当干球温度计和湿球温度计的读数分别为5℃和0℃时,此时的环境相对湿度为 ;
(3)在测量时,如果仪器表面风速较大,会使湿球温度计的示数偏低,则测得的相对湿度将 。(选填“偏小”“偏大”或“不变”)
2.读《相对湿度表》,回答下列问题
干球温度 -50℃ 0.0℃ 5.0℃ 10.0℃ 15.0℃ 20.0℃ 25.0℃ 30.0℃ 35.0℃
干 湿 差 1.0℃ 77% 82% 86% 88% 90% 91% 92% 93% 93%
2.0℃ 54% 65% 71% 76% 80% 82% 83% 86% 87%
3.0℃ 32% 47% 58% 65% 70% 74% 76% 79% 81%
4.0℃ 11% 31% 45% 54% 61% 66% 68% 73% 75
5.0℃ 15% 32% 44% 52% 56% 61 67% 69%
(1)通常情况下,干球的温度越高,空气的相对湿度也就越_______。
(2)当一位同学用干湿球去测量空气相对湿度时,测得干球的温度为25℃,而湿球的温度为24℃,那么当时测量时空气的相对湿度为________。
(3)假如不考虑《相对湿度表》之外的数据,当测得的相对湿度是76%的时候,那么干球和湿球的温度有可能是: (以“干球:×℃、湿球:×℃”格式填写)。
二 大气的压强<更多参考前期资料大气的压强探究专项>
3.将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃表面,吸盘不会掉下来(如图甲)。是什么力使吸盘不掉下来的呢?两位同学提出了两种不同的观点:
小科认为是吸盘受到的大气压力;小衢认为是吸盘受到玻璃对它的摩擦力。
为了研究这一问题,他们分别设计了以下方案:
小科:如图乙,用抽气机不断抽出玻璃钟罩内的空气,最后看到玻璃表面的吸盘滑下。
小衢:如图丙,两个吸盘挂上同样的钩码后,分别按在不同表面。结果吸在涂油玻璃上的吸盘滑下,而吸在干燥玻璃上的吸盘不动。
(1)小衢的实验中,涂油玻璃表面的吸盘滑下,原因是吸盘受到的 减小;
(2)经过分析,他们一致否定了小科的观点,理由是乙图中吸盘前后两次受到的 相同,但结果却不同;
(3)小科的实验之所以有这样的结果,原因是 。
4.覆杯实验是科学教材中的经典实验。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究。当取一个高为18cm的杯子中装入部分水(如图乙),倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度(如图丙),在杯口和盖片之间形成一段液桥。
空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75
液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123
(1)做覆杯实验时按图所示顺时针旋转360°目的是证明 ;
(2)改变杯子内空气柱高度,盖上轻质盖片并倒置,测出相应液桥长度,得到数据如表丁,可待出的结论是 ;
(3)相关实验表明:空气会从液桥进入,液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验,最不可能成功的是 。
A. B. C.
5.为了估测当天大气压究竟有多大,科学兴趣小组同学在实验室合作进行了如图甲所示的实验。其实验步骤如下:
①将蘸水的塑料吸盘(吸盘有重力)按在光滑水平板面上,并多次挤压吸盘;
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面;
③记录刚脱离板面时弹簧测力计的读数F0=41N,可视为大气对吸盘的压力大小;
④量出吸盘与水平板面的接触面积S=4cm2;
⑤计算大气压。
(1)步骤①中“多次挤压吸盘”的目的是 ;
(2)根据甲实验设计,可能会引起测得的大气压值偏大的原因是 ;
(3)若按图乙中的两种方式进行实验,实验器材和步骤均相同,则选择图乙中的 (填“左”或“右”)图这种方式更合理。
6.小科学了大气压强后,利用注射器(容积为)、铁架台、小桶、细绳、天平等器材估测了大气压的值.请你根据实验步骤帮助他完成相关分析。
【实验步骤】
①按如图所示装置组装器材。
②将注射器活塞推至顶端,上端不封口.往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑,取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为73g;
③重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤②中的装水小桶(水未倒出)重新挂在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为548g;
④取下注射器,并用刻度尺测量其侧壁上有刻度部分的长度为10cm。
【实验分析】
(1)本实验中应以 (填“注射器”、“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受的大气压力;
(2)步骤②的目的是为了排除活塞重力以及 对实验的影响;
(3)根据上述实验测量得到的数据,可计算出大气压强为 。
7.科学兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)操作A的目的是 ;
(2)测量前,同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处: 。
(3)若同学们用图乙中②注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“①”或“③”)注射器;
(4)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
8.利用如图所示的注射器,弹簧测力计和刻度尺可以粗略测出大气压的值
(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,用刻度尺测出有刻度部分的长度如图甲所示,并计算出活塞的横截面积,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数如图乙所示。
(2)则当地大气压的值为 。
(3)小军的操作均正确,但发现大气压的测量值比实际偏大,则可能原因是 。
9.为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系,小明用如图所示的装置进行如下实验:
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封;
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”,如图所示;
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时,分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为△h1、△h2和△h3;
(1)本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小;
(2)本实验除了温度计之外,还需要用到的测量仪器是 ;
(3)小明通过实验得出结论:一定质量的气体,体积越小,压强越大。他获得的证据是 ;
(4)为了使液面的高度差更明显,小明和小白分别提出了两种改进建议:
小明建议:选择更细的B管。小白建议:用密度更小的液体替换清水。
请判断谁的建议合理并说明理由: 。
10.气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢?某兴趣小组了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;
②篮球充气越多,越不易被压扁;
③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息 (选填序号)可作为猜想“气压大小可能与气体体积有关”的依据;
(2)小组同学继续实验,在同一烧瓶中装入一定质量的气体,用热毛巾捂住烧瓶外壁,改变烧瓶内密闭气体的温度,用压强传感器通过数据采集器将测量结果显示在电脑上(如图),记录相关实验数据如表所示。
实验次数 1 2 3 4
气体的温度 20 30 40 50
气体的压强p() 100.0 103.4 106.8 110.2
①小明选择质量足够好的气球代替烧瓶通过上述方法完成了该实验。兴趣小组的同学对小明的做法提出了质疑。小明实验中存在的问题是 ;
②小明发现用软木塞塞住未装满热水的热水瓶,一段时间后发现打开软木塞非常困难。请结合本实验的数据,对该实验现象作出解释。
11.在自主学习探究过程中,小金同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10cm2;②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气;③用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为98.5N;④记录整理数据;⑤算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小金同学的实验数据,计算出大气压的值等于 Pa,该实验中测得大气压值与当地当日实际气压值相比偏小的原因,下列同学分析有道理的是 ;
A.水存在“粘性”,将吸盘“粘”牢了
B.吸盘内空气未排净
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘受气压的面积变小
D.由于误差,弹簧秤读数偏小
(3)小金同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值。这说明 ;
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙,则你预计的弹簧秤示数可能会
(填“大于”、“小于”或“等于”)98.5N。
12.如图,小石利用标有2.5毫升的一次性注射器,弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)下面是记录实验情况的表格,请将其中 处数据补充完整。
弹簧测力计的示数F/N 注射器容积V/mL 注射器刻度总长度L/cm 大气压p/Pa
7.5 2.5 4 ______
(2)小孟发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此孟同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体 ②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 (填序号)。
(3)在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小宋同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平面上,把活塞推至注射器筒底端,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7.7×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。求所测大气压的值 。
13.小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。实验表明: ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后 。
14.为探究纸飞机飞行升力与飞机形状的关系,某同学将质量相同的纸张叠成不同形状的纸飞机(如图甲)。按图乙方式进行如下实验:闭合电风扇开关,以不同的风速,正面对着模型吹风,记录升力测力计的读数,重复5次实验,计算升力平均值,数据如表一所示。
表一:不同风速时升力测力计的平均示数
实验组别 形状 不同风速时升力测力计的平均示数(N)
2m/s 4m/s 6m/s 8m/s 12m/s
① 中翅膀 0.5 0.8 1.2 1.5 1.8
② 平头 0.3 0.6 0.8 1.1 1.3
③ 尖头 0.2 0.4 0.6 0.9 1.1
④ 波浪 0.9 1.5 2.1 2.8 3.4
(1)本实验是通过如何操作电风扇模拟飞机不同的飞行速度? ;
(2)从实验可知,在风速相同时,四种形状中,波浪形状飞机模型受到升力最大。其原因最有可能是该形状飞机模型的 ;
A.下表面气体流速与上表面气体流速的差最大
B.上表面气体流速与下表面气体流速的差最大
C.上表面气体流速与下表面气体流速刚好相等
(3)为了继续探究飞机飞行升力与机翼波浪厚度的关系,小明用若干质量相同,机翼厚度不同的机翼模型。在风速都为8m/s时,如图丙重复实验。数据如表二所示。在表二研究结果的基础上,要进一步准确测得最大平均升力,应该如何设置机翼厚度进行实验? 。
表二:升力与机翼模型厚度之间的关系
机翼厚度/cm 10 30 50 70
平均升力大小/N 1.8 3.6 4.5 3.3
15.歼-16战斗机,是我国自主研制第四代战斗机,被称为我国第一王牌战机.小王发现机翼的形状都有明显的弧形,于是,他进行了如下探究:用硬纸板制作机翼模型,用竖直滑杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇,距机翼模型相同距离,以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧测力计的示数,并进行多次实验,获得以下数据.
实验组别 机翼长度 机翼宽度 机翼厚度 不同速时弹簧秤的示数(N)
0m/s 1m/s 3m/s 6m/s 12m/s
1 20厘米 10厘米 2厘米 9.5 8.5 7.1 5.1 2.9
2 20厘米 10厘米 4厘米 10.0 8.6 6.3 3.1 0
3 20厘米 10厘米 6厘米 11.0 9.1 6.1 2.5 0
(1)依据以上的探究过程,飞机升力与飞机机翼的关系,小王提出的问题是什么? ;
(2)用电风扇正对着机奖模型吹风,弹簧秤的示数会变小,其原因是
(3)第2组实验中,当风速为6m/s时机翼模型受到的升力为 N;
(4)根据表格数据,分析机翼模型的升力和机翼的关系: 。
16.科学课上,老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,装置如图甲所示。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 。(选填“大”或“小”)
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强 。图线③反映的是装置中 塑料管的气体压强随时间变化的情况。(选填“A”、“B”或“C”);
(3)下列情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释 。
A.当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.列车站台设置安全黄线
D.船航行时应避免两艘靠近的船并排前进
三 气候与灾害
17.会跳跃的声音:1921年5月9日,莫斯科近郊发生了一次大爆炸。距爆炸地点70千米范围内,人们清楚地听到了隆隆的爆炸声,但是从半径70~160千米范围内却什么声音也听不到。奇怪的是,从半径160~300千米的范围内,人们又听到了爆炸的轰鸣声,声音怎么会跳跃过中间这片区域呢?探究发现,声音在空气中的传播速度与气温有关。气温高,声速大:气温低,声速小。地面上方不同高处的气温不同,声速也不同,声音在空气中向前传播总喜欢拣温度低的道路走,当遇到温度高的空气时,声音便偏向到温度低的空气中去(图1)。这就像一列小孩和一列大人组成的队列,小孩和大人手挽手以相同节奏向前行进,由于小孩的步距小于大人的步距,结果整个队伍前进的方向便偏向小孩一侧,如果一个地区的气温变化比较复杂,这里温度高,那里温度低,声音经过的时候,就会一会儿拐向高空,一会儿又拐向地面。这样上上下下,就形成了上面所说的声音会跳跃的现象。
阅读上文,回答下列问题:
(1)文中提到的三个区域,哪个区域的温度最高。
(2)“枫桥夜泊”是一首脍炙人口的千古绝唱(图2)。试着运用上文提到的知识说明,远处寒山寺的钟声能传到枫桥江畔绝非诗人的臆造 。
18.为了研究植被对水土流失的影响,兴趣小组的同学们进行了如下实验。
①取2个一端开口的容器标为A、B,用松散的泥土在容器内堆制成一个斜坡模型:
②在B组的斜坡模型表面铺上一层草皮;
③另取一个空的容器置于装置下方(图中该容器已省略),用洒水壶在斜坡上方洒水;
④观察和记录实验现象。
(1)实验中A组的作用是 ;
(2)这是一个模拟实验,实验中草皮模拟的变量是指自然界的 ;
(3)为了排除其他因素对实验结果的干扰,在用洒水壶洒水时,两组实验中有哪些量需要保持一致 (写1项即可);
(4)实验中需要观察和记录的实验现象是 。
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