Question

【題目】日常生活中有許多與物理學有關(guān)的現(xiàn)象。

（1）因為在烈日下暴曬，液化石油輸氣管道容易發(fā)生爆裂，造成事故，所以必須埋在地表下，由此小明想一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強與哪些因素有關(guān)？他進行了如下操作：

①如圖 1 甲所示，取一根一端封閉的細玻璃管，豎直固定，常溫下用水銀封閉一段空氣柱，在玻璃管壁上標記水銀柱下表面的位置；

②將玻璃管中的空氣柱浸入 50 ℃的熱水中，待水銀柱不再上升后，往玻璃管內(nèi)注入水銀，直到水銀柱下表面回到原來標記位置如圖 1 乙所示；

③將玻璃管中的空氣柱浸入 80 ℃的熱水中，重復②操作，如圖 1 丙所示。

回答問題：在實驗中，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強大小是由________來反映的。得到的結(jié)論是：一定質(zhì)量的氣體在_______一定時，溫度越高，氣體的壓強越_______；

（2）橡皮筋的彈性性質(zhì)與彈簧是否類似？由此小明對 A、B 兩根長度相同，粗細不同的橡皮筋進行研究。將橡皮筋的一端固定，另一端掛在測力計上，用相同的力拉，如圖 2 甲所示，記錄橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸長量Δ x，多次測量數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖 2 乙所示。

①當橡皮筋 B 上測力計的示數(shù)為 3 N 時，橡皮筋 B 的伸長量為__________cm；

②如果把這兩根橡皮筋制成測力計，_________（選填“A”或“B”）橡皮筋制成的測力計測量的精確程度高；

③把相同的兩根橡皮筋 B 并起來制成測力計，如圖 2 丙所示，此測力計可以測量的力的最大值為_______N。

Answer 1

【答案】水銀柱的長度 體積 大 3 A 30

【解析】

(1)[1]由實驗可知，一定質(zhì)量氣體產(chǎn)生的壓強越大，其托起(支持)的水銀柱也越長，所以一定質(zhì)量氣體產(chǎn)生壓強的大小是由封閉空氣柱上方水銀柱的長度來反映的，這里采用的是轉(zhuǎn)換法。

[2][3]由實驗可知，玻璃管內(nèi)封閉的空氣體積一定，空氣柱的溫度越高，上方的水銀柱也越長，由此可以得出這樣的結(jié)論：在氣體體積一定時，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強隨氣體溫度的升高而增大。

(2) ①[4]由圖2乙可知， B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情況下，橡皮筋伸長量Δx與橡皮筋受到的拉力大小F變化關(guān)系為一直線，說明橡皮筋的伸長Δx與受到接力F成正比例函數(shù)的關(guān)系，即

FB=kBΔxB

由圖知，當FB=15N， ΔxB=15cm，將上面的數(shù)據(jù)分別代入FB=kBΔxB得kB=1N/cm，所以，當橡皮筋 B 上測力計的示數(shù)為 3 N 時，橡皮筋B的伸長量為

ΔxB ==3cm

橡皮筋B的伸長量為3cm。

②[5] 由圖2乙可知，在測量范圍內(nèi)，如F=5N時，用橡皮筋A制成的測力計伸長10cm，而用橡皮筋B制成的測力計伸長5cm，所以，用橡皮筋A制成的測力測量的精確程度高。

③[6]將兩根B并聯(lián)，每根橡皮筋最大受到15N的拉力，根據(jù)力的作用是相互的，兩根橡皮筋并聯(lián)起來的彈簧測力計能夠測量力的最大值應(yīng)為30N。