Question

【題目】日常生活中有許多與物理學有關的現象。

（1）因為在烈日下暴曬，液化石油輸氣管道容易發生爆裂，造成事故，所以必須埋在地表下，由此小明想一定質量的氣體產生的壓強與哪些因素有關？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，一定質量的氣體產生的壓強大小是由________來反映的。得到的結論是：一定質量的氣體在_______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，多次測量數據畫出的圖像如圖 2 乙所示。

①當橡皮筋 B 上測力計的示數為 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，一定質量氣體產生的壓強越大，其托起(支持)的水銀柱也越長，所以一定質量氣體產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，這里采用的是轉換法。

[2][3]由實驗可知，玻璃管內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論：在氣體體積一定時，一定質量的氣體產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成正比例函數的關系，即

FB=kBΔxB

由圖知，當FB=15N， ΔxB=15cm，將上面的數據分別代入FB=kBΔxB得kB=1N/cm，所以，當橡皮筋 B 上測力計的示數為 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，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，每根橡皮筋最大受到15N的拉力，根據力的作用是相互的，兩根橡皮筋并聯起來的彈簧測力計能夠測量力的最大值應為30N。