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初中三年级物理

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    小华同学在观察大气压随高度变化时,取一个瓶子,装满带色的水,取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,如图所示,然后拿它从楼下到楼上,观察到玻璃管内水柱高度并没有发生变化,所以她得出结论:大气压强不随高度变化而变化。
    (1)你认为小华的实验方法和结论正确吗?请回答并说明理由。
    (2)请你再写出一个可以利用小华的实验装置进行探究的实验,并写出操作过程和能够观察到的现象。

    本题信息:2010年专项题物理问答题难度极难 来源:马凤霞
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本试题 “小华同学在观察大气压随高度变化时,取一个瓶子,装满带色的水,取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,如图所示,然后...” 主要考查您对

大气压强随高度的变化

力的作用效果

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 大气压强随高度的变化
  • 力的作用效果
关系:
大气压随高度的增加而减小,且它的变化是不均匀的。
原理:
     地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小.大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小.
    
    在海拔3000m之内,每上升10m大气压强约减小100Pa,在海拔2000m之内,每上升12m大气压强约减小1mmHg。
   
    地面上空气的范围极广,常称“大气”。离地面200公里以上,仍有空气存在。虽其密度很小,但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大。人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫,这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故。
大气压可以支持多高的水柱:
    根据托里拆利实验可以知道大气压强的数值等于 76cm高水银柱的压强即:


而水的密度是1.0×103kg/m3,所以
一般情况下人们都粗略地认为大气压可以支持约 10m高的水柱

   虹吸现象:
高的容器通过曲管越过高处而流入液面较低容器的现象(如图所示)。它发生的条件是曲管(虹吸管)里先要灌满液体,同时高于较高液面的液柱的压强不超过大气压。例如,汽车司机常用虹吸管从油桶中吸出汽油或柴油;河南、山东一带常应用虹吸管把河里的水引到堤内灌溉农田;在日常生活中,如给鱼缸换水等都是利用了大气压的虹吸现象.

力的作用效果:
1.力可以改变物体的运动状态

2.力可以改变物体的形状


对作用效果的理解:
1.力可以改变物体的运动状态

 (1)物体运动状态的改变分为三种情况:
一是物体运动方向不变速度大小发生改变,如物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变;
二是物体运动的速度大小不变,运动方向发生改变,如左转弯、右转弯等都是说明其运动方向在改变;三是物体运动速度大小和运动方向同时发生了改变。

(2)力可以改变物体运动状态并不是说物体只要受力,其运动状态就一定要改变,“可以”不是“一定”。如放在水平面上的物理课本,受到重力和支持力的作用处于静止状态。

2.力可以改变物体的形状

用手拉弹簧使弹簧变长了;揉面时,面团形状不断变化;刀片能划破纸;射箭时,拉弯了的弓等等都表明力可以使物体的形状发生改变。

3. 说明:
(1)一个物体只要发生了运动状态的改变或形状的改变,这个物体就一定受到力的作用;
(2)一个物体若受到了力(合力不为0)的作用,则物体要么改变了形状,要么改变了运动状态,要么两者都发生了改变。要根据题意判断是哪一种情况,不能盲目地下结论.


控制变量法研究力的作用效果:
在探究力的作用效果与哪些因素有关时就用到了控制变量法。
例1:如图所示,使一薄钢条的下端固定,现分别用不同的力去推它,使其发生(1)、(2)、(3)、(4)各图所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是(  )

A.图(1)和(2)
B.图(1)和(3)
C.图(1)和(4)
D.图(2)和(3)

解析:力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。当力的方向和作用点相同时,力的作用效果跟力的大小有关,见图(1)和(2);当力的大小和力的作用点相同时,力的作用效果跟力的方向有关,见图(1) 和(3);当力的大小和方向相同时,力的作用效果跟力的作用点有关,见图(1)和(4),因此本题选C。
答案:C

例2:为了探究力能否使物体发生形变,小林把玻璃瓶装满水,然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,组装好的实验装置如图所示。其中,细玻璃管上有刻度,便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压玻璃瓶壁,发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论:细玻璃管内水面上升,表明是由于手挤压玻璃瓶壁时,瓶内水的温度升高所致,因此不能说明力使玻璃瓶发生了形变。要求只利用如图所示的装置,通过实验证明力能使玻璃瓶发生形变。请你写出主要实验步骤和相应的实验现象。

解析:用力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面上升,水面上升的高度记为h1,松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。再用较小的力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面也上升,水面上升的高度记为h2,且h2小于h1。这说明力的作用使玻璃瓶发生了形变。


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