Question

20．生活中處處有物理，同學們在玩中都會無意識的涉及到許多物理知識．以下兩個現象可能您嘗試或觀察過：
（1）喝牛奶時，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，過一會兒，氣球就爆破了．
由以上現象進行猜想：
當氣體的體積一定時，氣體壓強可能與氣體的質量和溫度有關．
【設計并進行實驗】
小明同學進行了如下實驗來研究燒瓶內水面上方的氣體壓強：
（1）把細玻璃管插人裝有半瓶水的密閉燒瓶中，如圖所示；
（2）從細管上端往燒瓶里吹氣，此時瓶內氣體壓強增大（增大/減小/不變）；迅速放開，觀察到細玻璃管內水柱上升到a處位置（如圖所示）．
（3）接著用手握住燒瓶的瓶頸部分，使瓶內氣體的壓強增大，請您在圖中畫出細玻璃管內水柱所上升到b處的大致位置；
[實驗拓展]
（1）控制其它條件相同時，換用內徑不同的細玻璃管進行上述實驗，則管內水柱上升的高度會相同（相同/不同），理由是液體壓強只與液體的密度和深度有關．
（2）控制其它條件相同時，把圖的裝置從山腳移到山頂，則細玻璃管內的液面將上升（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部壓強大造成的；其盒內壓強變大的原因是向里面吹氣造成的，故據此能判斷此時壓強大的原因；同理，把吹鼓的氣球放在火爐附近，過一會兒，氣球就爆破了；即氣球爆破的原因也是內部壓強變大造成的，故聯系題目情景即可判斷此時導致壓強變大的原因．
（2）據上面的猜想能看出氣體壓強大小的影響因素，故結合氣體壓強與其質量的關系判斷即可解決；
（3）瓶內氣體的壓強增大，在瓶內氣壓的作用下細玻璃管內水柱會上升．
（4）①在該題中，瓶內增大的壓強與上升的那一段液柱的壓強是相等的，故在瓶內增大的壓強相等的情況下，換用內徑不同的細玻璃管進行上述實驗，據液體內部的壓強的特點可判斷，管內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，所以細玻璃管內水柱會在瓶內氣壓的作用下上升．

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部壓強大造成的；其盒內壓強變大的原因是：向里面吹氣時，體積一定氣體質量增大造成的，即能說明氣體壓強的大小與氣體的質量有關；
同理，把吹鼓的氣球放在火爐附近，過一會兒，氣球就爆破了．氣球爆破的原因也是內部壓強變大造成的，即體積一定的氣體由于溫度升高導致壓強增大，所以氣體壓強的大小還與溫度有關．
（2）當用細管向瓶中吹氣時，瓶內空氣的體積一定，質量變大，所以瓶內的氣壓變大，在瓶內氣壓的作用下細玻璃管內水柱上升；
（3）用手握住燒瓶的瓶頸部分，瓶內氣體的壓強增大，因此，玻璃管內水柱上升的高度更高，b處位置如圖3所示：
【實驗拓展】
（1）在該題中，瓶內增大的壓強與上升的那一段液柱的壓強是相等的，因為液體壓強與液體的密度和深度有關，所以在瓶內增大的壓強相等的情況下，換用內徑不同的細玻璃管進行上述實驗，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，山頂的氣壓比山腳的氣壓小，把圖甲的裝置從山腳移到山頂時，因為外界氣壓減小，所以細玻璃管內的液柱在瓶內氣壓的作用下會上升．
故答案為：（2）質量；溫度；
【設計并進行實驗】（2）增大；（3）如上圖3所示；
【實驗拓展】（1）相同；液體壓強只與液體的密度和深度有關；（2）上升；大氣壓隨高度升高而降低．

點評 該題考查了同學們對上述材料的分析和理解能力，以實驗題的情景考查了氣體壓強大小的影響因素，是一道綜合題，難度較大．