Question

【题目】日常生活中有许多与物理学有关的现象。

（1）因为在烈日下暴晒，液化石油输气管道容易发生爆裂，造成事故，所以必须埋在地表下，由此小明想一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关？他进行了如下操作：

①如图 1 甲所示，取一根一端封闭的细玻璃管，竖直固定，常温下用水银封闭一段空气柱，在玻璃管壁上标记水银柱下表面的位置；

②将玻璃管中的空气柱浸入 50 ℃的热水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到水银柱下表面回到原来标记位置如图 1 乙所示；

③将玻璃管中的空气柱浸入 80 ℃的热水中，重复②操作，如图 1 丙所示。

回答问题：在实验中，一定质量的气体产生的压强大小是由________来反映的。得到的结论是：一定质量的气体在_______一定时，温度越高，气体的压强越_______；

（2）橡皮筋的弹性性质与弹簧是否类似？由此小明对 A、B 两根长度相同，粗细不同的橡皮筋进行研究。将橡皮筋的一端固定，另一端挂在测力计上，用相同的力拉，如图 2 甲所示，记录橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸长量Δ x，多次测量数据画出的图像如图 2 乙所示。

①当橡皮筋 B 上测力计的示数为 3 N 时，橡皮筋 B 的伸长量为__________cm；

②如果把这两根橡皮筋制成测力计，_________（选填“A”或“B”）橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高；

③把相同的两根橡皮筋 B 并起来制成测力计，如图 2 丙所示，此测力计可以测量的力的最大值为_______N。

Answer 1

【答案】水银柱的长度 体积 大 3 A 30

【解析】

(1)[1]由实验可知，一定质量气体产生的压强越大，其托起(支持)的水银柱也越长，所以一定质量气体产生压强的大小是由封闭空气柱上方水银柱的长度来反映的，这里采用的是转换法。

[2][3]由实验可知，玻璃管内封闭的空气体积一定，空气柱的温度越高，上方的水银柱也越长，由此可以得出这样的结论：在气体体积一定时，一定质量的气体产生的压强随气体温度的升高而增大。

(2) ①[4]由图2乙可知， B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下，橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线，说明橡皮筋的伸长Δx与受到接力F成正比例函数的关系，即

FB=kBΔxB

由图知，当FB=15N， ΔxB=15cm，将上面的数据分别代入FB=kBΔxB得kB=1N/cm，所以，当橡皮筋 B 上测力计的示数为 3 N 时，橡皮筋B的伸长量为

ΔxB ==3cm

橡皮筋B的伸长量为3cm。

②[5] 由图2乙可知，在测量范围内，如F=5N时，用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm，而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm，所以，用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。

③[6]将两根B并联，每根橡皮筋最大受到15N的拉力，根据力的作用是相互的，两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为30N。