题文

如图是一种气压保温瓶的结构示意图．用手按下按压器时，气室上方的小孔被堵塞，使瓶内气体压强增大，水在气压作用下从出水管口流出．如果按压器面积是8cm2，瓶内水面低于水管口10cm，按压器的自重不计，大气压强P0=1.01×105Pa，取g=10N/kg．求： （1）要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强至少要多大？ （2）如果在按下按压器的过程中，气室内弹簧产生的平均弹力是1.2N，为使水从出水管口流出，人手施加在按压器上的压力至少要多大？

题型：计算题  难度：中档

答案

要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强至少要1.02×105Pa； 为使水从出水管口流出，人手施加在按压器上的压力至少要2N．

试题分析：分析题时，要找到题目中的平衡问题，即瓶的内外气压和水压的平衡，利用平衡法求出瓶内气压；再根据力的平衡知识，分析出瓶的内外压力的平衡，利用平衡力知识和题目的条件，可解决此题． 解：（1）由题意知，瓶内外气压以及水的压强存在以下平衡：P内=P0+P水=P0+ρgh水=1.01×105Pa+1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.02×105Pa； （2）由题意知，手向下的压力为F，必须克服弹簧向上的弹力以及水面上方大气压强差所造成的向上的压力．所以 F=F弹+（P内﹣P0）S=1.2N+（1.02×105Pa﹣1.01×105Pa）×8×10﹣4m2=2N； 答：要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强至少要1.02×105Pa； 为使水从出水管口流出，人手施加在按压器上的压力至少要2N． 点评：此题是大气压强与液体压强的综合应用题，应用平衡法可得到题中的气压和手的压力；计算时要合理运用题目的已知条件

据专家权威分析，试题“如图是一种气压保温瓶的结构示意图．用手按下按压器时，气室上方的..”主要考查你对  液体压强的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强的计算

考点名称：液体压强的计算

• 液体压强的计算公式：
  P=ρgh（ρ是液体密度，单位是千克/米³；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）

• 对液体压强公式的理解
  1．由公式可知，液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。
  
  2．公式只适用于计算静止的液体产生的压强，而对固体、气体或流动的液体均不适用。
  
  3．在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键，如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为 40cm．丙图中C点的深度为50cm。
  
  4．运用公式时应统一单位：ρ的单位用kg／m³，h 的单位用m，计算出的压强单位才是Pa。 
  
  5．两公式的区别与联系：是压强的定义式，  无论固体、液体还是气体，它都是普遍适用的；而是结合液体的具体情况通过推导出来的，所以适用于液体。

  6．用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。

  转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关：
       在探究液体压强的大小时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东两，使问题简化了。
  
      由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关，所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法，即在探究液体压强与深度的关系时，要保持液体密度不变，在探究液体压强与液体的密度关系时，要保持液体的深度不变。