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小丽在研究一定质量的气体的压强时,想到了这样一个问题,如果使这些气体的体积保持不变,它的压强会不会随着温度的变化而变化呢?针对这一问题,她经过思考,提出了两种猜想-物理

[db:作者]  2020-05-29 00:00:00  零零社区

题文

小丽在研究一定质量的气体的压强时,想到了这样一个问题,如果使这些气体的体积保持不变,它的压强会不会随着温度的变化而变化呢?针对这一问题,她经过思考,提出了两种猜想:
①气体在体积不变时,温度越高,压强越大;②气体在体积不变时,温度越高,压强越小.
究竟哪一种猜想是正确的呢?小丽进行了如下实验:在烧瓶中封入一定质量的某种气体,烧瓶的一端连接在压强计上,将烧瓶放入水中,通过温度计可以测得水的温度,也就是瓶中气体的温度(如图所示).给水槽中的水加热,通过不断调整压强计以保持瓶中气体体积不变,并通过温度计和压强计每隔一段时间记录瓶
中气体的温度值及相应的压强值,经过一段时间,实验数据记录如下:
气体的温度(℃) 20 30 40 50
气体的压强(Pa) 1.0×105 10.3×105 1.07×105 1.1×105
小丽对上述数据进行了归纳分析,初步验证了自己其中一种猜想的正确.
(1)小丽初步得出的结论是:______.
(2)在夏天,小丽将自行车车胎中气打得足足的,准备出去游玩.路上遇到同学小明,于是她就将自行车停放在烈日下,与小明聊天.忽然,猛听“砰”的一声巨响,车胎爆裂,这是怎么回事?请你用刚才探究出的结论解释一下.
(3)小丽探究出的这个结论在日常生活中有何应用?请列举一例.
(4)小丽是按照怎样的思维程度进行探究活动的?

题型:问答题  难度:中档

答案


(1)分析表格内的气体压强随温度的变化而变化的关系可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,它的温度越高,其压强越大;
(2)在烈日炎炎的夏天,车胎容易爆裂,这是因为在烈日下,车胎内气体的体积和质量相同,车胎内的气温升高,压强增大,当压强增大到超过车胎所能承受的最大压强时,车胎就会爆裂;
(3)根据生活实际可以列举例子如:乒乓球变形后用开水烫一下,就会恢复原形.
(4)从题目给出探究步骤并结合探究实验的程序可以得出,小明是按照以下思维程序进行探究的:提出问题→提出猜想→实验→数据分析→得出结论.
故答案为:
(1)一定质量的气体,在体积保持不变时,它的温度越高,其压强越大;
(2)因为在烈日下,车胎内气体的体积和质量相同,车胎内的气温升高,压强增大.当压强增大到超过车胎所能承受的最大压强时,车胎就会爆裂;
(3)乒乓球变形后用开水烫一下,就会恢复原形;
(4)提出问题→提出猜想→实验→数据分析→得出结论.

据专家权威分析,试题“小丽在研究一定质量的气体的压强时,想到了这样一个问题,如果使..”主要考查你对  大气压强的存在及应用,控制变量法和科学探究的过程  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

大气压强的存在及应用控制变量法和科学探究的过程

考点名称:大气压强的存在及应用

  • 大气压强:
    定义 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压
    产生原因 包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在它里面的物体产生压强,空气内部向各个方向都有压强,且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
    存在证明 ①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
    应用 生活中:①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
    生产中:①活塞式抽水机②离心式水泵

  • 利用大气压的知识解释有关现象:
         在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象,如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等.利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象,例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的压强减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。

  • 生活实验证明大气压存在:
    实验一:模拟马德堡半球实验
        两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。

    实验二:“瓶吞蛋”实验
       用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。

    实验三:“覆杯”实验
        玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。分析上述三个实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强。

考点名称:控制变量法和科学探究的过程

  • 控制变量法:
    物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
    探究影响蒸发快慢的因素;
    探究力与运动的关系
    探究影响滑动摩擦力大小的因素;
    探究影响压力的作用效果的因素;
    探究影响液体压强大小的因素;
    探究影响浮力大小的因素;
    探究影响动能大小的因素;
    探究影响重力势能大小的因素;
    验证欧姆定律

    科学探究过程:
    科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。



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