Question

20．生活中處處有物理，同學(xué)們?cè)谕嬷卸紩?huì)無意識(shí)的涉及到許多物理知識(shí)．以下兩個(gè)現(xiàn)象可能您嘗試或觀察過：
（1）喝牛奶時(shí)，把吸管插入牛奶盒中往里吹氣，迅速放開，牛奶從吸管噴出．
（2）在室溫下，把吹鼓的氣球放在火爐附近，過一會(huì)兒，氣球就爆破了．
由以上現(xiàn)象進(jìn)行猜想：
當(dāng)氣體的體積一定時(shí)，氣體壓強(qiáng)可能與氣體的質(zhì)量和溫度有關(guān)．
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
小明同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)來研究燒瓶?jī)?nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)：
（1）把細(xì)玻璃管插人裝有半瓶水的密閉燒瓶中，如圖所示；
（2）從細(xì)管上端往燒瓶里吹氣，此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大（增大/減小/不變）；迅速放開，觀察到細(xì)玻璃管內(nèi)水柱上升到a處位置（如圖所示）．
（3）接著用手握住燒瓶的瓶頸部分，使瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，請(qǐng)您在圖中畫出細(xì)玻璃管內(nèi)水柱所上升到b處的大致位置；
[實(shí)驗(yàn)拓展]
（1）控制其它條件相同時(shí)，換用內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，則管內(nèi)水柱上升的高度會(huì)相同（相同/不同），理由是液體壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān)．
（2）控制其它條件相同時(shí)，把圖的裝置從山腳移到山頂，則細(xì)玻璃管內(nèi)的液面將上升（上升/下降/不變），這是由于大氣壓隨高度升高而降低．

Answer 1

分析 （1）把吸管插入牛奶盒中往里吹氣，迅速放開，牛奶從吸管噴出；牛奶噴出的原因是內(nèi)部壓強(qiáng)大造成的；其盒內(nèi)壓強(qiáng)變大的原因是向里面吹氣造成的，故據(jù)此能判斷此時(shí)壓強(qiáng)大的原因；同理，把吹鼓的氣球放在火爐附近，過一會(huì)兒，氣球就爆破了；即氣球爆破的原因也是內(nèi)部壓強(qiáng)變大造成的，故聯(lián)系題目情景即可判斷此時(shí)導(dǎo)致壓強(qiáng)變大的原因．
（2）據(jù)上面的猜想能看出氣體壓強(qiáng)大小的影響因素，故結(jié)合氣體壓強(qiáng)與其質(zhì)量的關(guān)系判斷即可解決；
（3）瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下細(xì)玻璃管內(nèi)水柱會(huì)上升．
（4）①在該題中，瓶?jī)?nèi)增大的壓強(qiáng)與上升的那一段液柱的壓強(qiáng)是相等的，故在瓶?jī)?nèi)增大的壓強(qiáng)相等的情況下，換用內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，據(jù)液體內(nèi)部的壓強(qiáng)的特點(diǎn)可判斷，管內(nèi)的水柱上升的高度相等．
②大氣壓隨高度的增加而減小，外界氣壓減小，所以細(xì)玻璃管內(nèi)水柱會(huì)在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下上升．

解答 解：（1）把吸管插入牛奶盒中往里吹氣，迅速放開，牛奶從吸管噴出．牛奶噴出的原因是內(nèi)部壓強(qiáng)大造成的；其盒內(nèi)壓強(qiáng)變大的原因是：向里面吹氣時(shí)，體積一定氣體質(zhì)量增大造成的，即能說明氣體壓強(qiáng)的大小與氣體的質(zhì)量有關(guān)；
同理，把吹鼓的氣球放在火爐附近，過一會(huì)兒，氣球就爆破了．氣球爆破的原因也是內(nèi)部壓強(qiáng)變大造成的，即體積一定的氣體由于溫度升高導(dǎo)致壓強(qiáng)增大，所以氣體壓強(qiáng)的大小還與溫度有關(guān)．
（2）當(dāng)用細(xì)管向瓶中吹氣時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的體積一定，質(zhì)量變大，所以瓶?jī)?nèi)的氣壓變大，在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下細(xì)玻璃管內(nèi)水柱上升；
（3）用手握住燒瓶的瓶頸部分，瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，因此，玻璃管內(nèi)水柱上升的高度更高，b處位置如圖3所示：
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（1）在該題中，瓶?jī)?nèi)增大的壓強(qiáng)與上升的那一段液柱的壓強(qiáng)是相等的，因?yàn)橐后w壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)，所以在瓶?jī)?nèi)增大的壓強(qiáng)相等的情況下，換用內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，液柱的深度相同，管中的水柱上升的高度相等．
（2）大氣壓隨高度的增加而減小，山頂?shù)臍鈮罕壬侥_的氣壓小，把圖甲的裝置從山腳移到山頂時(shí)，因?yàn)橥饨鐨鈮簻p小，所以細(xì)玻璃管內(nèi)的液柱在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下會(huì)上升．
故答案為：（2）質(zhì)量；溫度；
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（2）增大；（3）如上圖3所示；
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）相同；液體壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān)；（2）上升；大氣壓隨高度升高而降低．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了同學(xué)們對(duì)上述材料的分析和理解能力，以實(shí)驗(yàn)題的情景考查了氣體壓強(qiáng)大小的影響因素，是一道綜合題，難度較大．