Question

3．運用知識解決問題：
（1）鋼筆吸墨水時，按下彈簧片，能擠出橡皮管內部分空氣，此時橡皮管內的氣壓變小，松開手后墨水在外界大氣壓的作用下進入橡皮管．
（2）下列實例中，不是利用大氣壓工作的是A

（3）為了解決．“H”形地下通道中過道的通風問題，小明設計了如下幾種方案，如圖所示，黑色部分為墻面凸出部分，“M”為安裝在過道頂?shù)膿Q氣扇，其中既有效又節(jié)能的是C
（4）赤腳后在鵝卵石鋪成的路面上行走，能按摩腳底，達到強身健體目的，它是通過減小腳底與路面的接觸面積的方法來增大壓強的．（填“增大”或“減小”）
（5）有木球、銅球和鐵球，當它們在水中靜止時，如圖1所示，則銅球一定是空心的，鐵球所受的浮力小于它的重力．

（6）圖2是甲、乙分別為液體和固體兩種物質的m-V圖象，圖3是底面積為10cm²，質量為300g，厚度不計的圓筒形容器，求：
①若將甲液體裝入圓筒形容器內，使液體對容器底的壓強為5×10³Pa，需倒入多高的液體？
②按要求倒入甲液體后，容器對水平桌面的壓強多大？
③把乙物質構成的體積為10^-3m³的實心固體投入容器中足夠多的甲物質液體中，液體沒有溢出，固體靜止時受到的浮力多大？

Answer 1

分析 （1）墨水不會自己跑進鋼筆的橡皮管中，是受到了外力的作用，這個力就來自于大氣壓強．
（2）大氣壓的利用一般都是在某處使氣壓降低，然后在外界大氣壓的作用下，產生了某種效果．
（3）本題主要考查流體壓強與流速的關系：流速越大，壓強越小；流速越小，壓強越大．
（4）增大壓強的方法：是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強；是在受力面積一定時，通過增大壓力來增大壓強．
（5）由各球的狀態(tài)和物體的浮沉條件可判出各球所受浮力與重力的關系，則可判得重力的大�。�
（6）①根據(jù)圖2求出甲液體的密度，然后利用液體壓強公式計算需倒入液體的高度；
②求出甲液體的體積，然后利用密度公式求出甲液體的質量，容器對桌面的壓力等于容器和甲液體的總重力，利用重力公式求出，然后再利用壓強公式求解壓強；
③根據(jù)圖2求出乙物體的密度，然后利用密度公式求出質量，利用重力公式求出重力，比較乙物體與甲液體的密度，根據(jù)物體浮沉條件判斷乙物體靜止時在甲液體中的狀態(tài)，最后根據(jù)物體漂浮條件得出浮力．

解答 解：（1）按筆管外的彈簧片，是為了將橡皮管中的空氣擠出一部分，松開手后，橡皮管由于自身彈性的作用需要恢復原狀，使管內剩余氣體的體積增大，壓強減小，從而小于外界的大氣壓，這時墨水就在大氣壓的作用下進入了橡皮管．
（2）A、用回水管的“水封”阻惡臭是利用連通器原理，與大氣壓無關；故A符合題意；
B、吸藥液時，向后拉活塞，注射器內氣壓減小，外界大氣壓壓著藥液從針頭進入注射器內．故B不符合題意；
C、吸盤能吸住大塊的玻璃，是把吸盤內的空氣排出，大氣壓就把吸盤緊壓在了玻璃上．故C不符合題意；
D、用離心式水泵抽水，通過活塞上移或葉輪轉動使抽水機內水面上方的氣壓減小，水在外界大氣壓的作用下，被壓上來，故D不符合題意．
故選A．
（3）要想讓風經過過道，過道左右兩端的氣壓應該不同，所以過道左右兩端的通風道中的空氣流動速度不同．
如A圖，過道左右兩端的通風道相同，所以過道左右兩端的通風道中的空氣流動速度相同，不合理．
如圖B，過道左右兩端的通風道相同，所以過道左右兩端的通風道中的空氣流動速度相同，不合理．
如圖C，過道右端的通風道有凸起，所以相同時間風經過過道右端的通風道時的路程長，則風速較快，所以過道右端的氣壓小于左端的氣壓，所以空氣會從過道的左端流向右端，過道中有風通過．此方案不需要消耗其他能量，既有效又節(jié)能．此方案合理．
如圖D，過道中有電動機，電動機工作時過道中空氣流動速度加快，氣壓減小，空氣會從過道口流進來而通風，但需要消耗電能，故此方案雖有效但不節(jié)能，不合理．
故選C．
（4）人在路面行走時，人對地面的壓力不變，當走到鵝卵石鋪成的路面上時，腳與路面的接觸面積變小，壓強增大，能起到按摩保健的作用；
（5）由圖可知，銅球懸浮，則銅球的密度等于水的密度，而銅的密度遠大于水的密度，故銅球的密度小于銅的實際密度，故銅球應為空心；
鐵球沉于水底，受底面的支持力和浮力以及重力平衡，故浮力一定小于重力．
（6）①由圖2可知，當V_甲=6cm³時，m_甲=6g，
則甲液體的密度ρ_甲=$\frac{{m}_{甲}}{{V}_{甲}}$=$\frac{6g}{6c{m}^{3}}$=1g/cm³，
因為p=ρ_液gh，
所以，需倒入液體的高度h=$\frac{p}{{ρ}_{液}h}$=$\frac{5×1{0}^{3}Pa}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5m；
②甲液體的體積V=Sh=1×10^-3m²×5m=5×10^-3m³，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，甲液體的質量${m}_{甲}^{′}$=ρ_甲V=1×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
則容器對水平桌面的壓力F=G_容+G_水=（m_容+${m}_{甲}^{′}$）×10N/kg=（0.3kg+5kg）×10N/kg=53N，
容器對水平桌面的壓強p′=$\frac{F}{S}$=$\frac{53N}{1×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=5.3×10⁴Pa；
③由圖2可知，當V_乙=6cm³時，m_乙=3g，
則乙物體的密度ρ_乙=$\frac{{m}_{乙}}{{V}_{乙}}$=$\frac{3g}{6c{m}^{3}}$=0.5g/cm³，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，乙物體的質量${m}_{乙}^{′}$=ρ_乙${V}_{乙}^{′}$=0.5×10³kg/m³×1×10^-5m³=0.005kg，
則乙物體的重力G_乙=${m}_{乙}^{′}$g=0.005kg×10N/kg=0.05N，
因為ρ_甲＞ρ_乙，
所以，把乙物質構成的體積為10^-3m³的實心固體投入容器中足夠多的甲液體中，靜止時漂浮，
所以受到的浮力F_浮=G_乙=0.05N．
故答案為：
（1）��；大氣壓；
（2）A；
（3）C；
（4）減�。辉龃�；
（5）銅；鐵；
（6）①需倒入5m高的液體；
②容器對水平桌面的壓強為5.3×10⁴Pa；
③固體靜止時受到的浮力為0.05N．

點評 本題實際上由六個不同的題目組合而成，這六道題目考查的知識點幾乎沒有聯(lián)系，是一道綜合性非常強的題目，涉及到的知識點非常多，題量很大，要求學生具備全面扎實的物理知識，做題時一定要認真、細心！