火山噴發實驗的裝置

A. 噴泉和火山噴發的原理是什麼

火山噴發是岩漿等噴出物在短時間內從火山口向地表的釋放。由於岩漿中含大量揮發分，加之上覆岩層的圍壓，使這些揮發分溶解在岩漿中無法逸出，當岩漿上升靠近地表時，壓力減小，揮發分急劇被釋放出來，於是形成火山噴發。火山噴發是一種奇特的地質現象，是地殼運動的一種表現形式，也是地球內部熱能在地表的一種最強烈的顯示。 因岩漿性質、地下岩漿庫內壓力、火山通道形狀、火山噴發環境（陸上或水下）等諸因素的影響，使火山噴發的形式有很大差別，一般有這樣一些分類： 1、裂隙式噴發 岩漿沿著地殼上巨大裂縫溢出地表，稱為裂隙式噴發。這類噴發沒有強烈的爆炸現象，噴出物多為基性熔漿，冷凝後往往形成覆蓋面積廣的熔岩台地。如分布於我國西南川滇黔三省交界地區的二迭紀峨眉山玄武岩和河北張家口以北的第三紀漢諾壩玄武岩都屬裂隙式噴發。現代裂隙式噴發主要分布於大洋底的洋中脊處，在大陸上只有冰島可見到此類火山噴發活動，故又稱為冰島型火山。 2、中心式噴發 地下岩漿通過管狀火山通道噴出地表，稱為中心式噴發。這是現代火山活動的主要形式，又可細分為三種： 寧靜式：火山噴發時．只有大量熾熱的熔岩從火山口寧靜溢出，順著山坡緩緩流動，好象煮沸了的米湯從飯鍋里沸瀉出來一樣。溢出的以基性熔漿為主，熔漿溫度較高，粘度小，易流動。含氣體較少，無爆炸現象、夏威夷諸火山為其代表，又稱為夏威夷型。 這類火山人們可以盡情地欣賞。 爆烈式；火山爆發時，產生猛烈的爆炸，同時噴出大量的氣體和火山碎屑物質，噴出的熔漿以中酸性熔漿為主。1902年12月16日，西印度群島的培雷火山爆發震撼了整個世界。它噴出的岩漿粘稠，同時噴出大量浮石和熾熱的火山灰。這次造成26000人死亡的噴發，就屬此類,也稱培雷型。 中間式: 屬於寧靜式和爆烈式噴發之間的過渡型．此種類型以中基性熔岩噴發為主。若有爆炸時，爆炸力也不大。可以連續幾個月，甚至幾年，長期平穩地噴發，並以伴有歇間性的爆發為特徵。以靠近義大利西海岸利帕里群島上的斯特朗博得火山為代表．該火山大約每隔2-3分鍾噴發一次，夜間在50公里以外仍可見火山噴發的光焰，故而被譽為「地中海燈塔」。又稱斯特朗博利式。有人認為我國黑龍江省五大連池火山屬於這種類型。 3、熔透式噴發 岩漿熔透地殼大面積地溢出地表，稱為熔透式噴發。這是一種古老的火山活動方式，現代已不存在。一些學者認為，在太古代時，地殼較薄，地下岩漿熱力較大，常造成熔透式岩漿噴出活動。 火山噴發可分為三個階段： 1、氣體的爆炸 在火山噴發的孕育階段，由於氣體出溶和震群的發生，上覆岩石裂隙化程度增高，壓力降低，而岩漿體內氣體出溶量不斷增加，岩漿體積逐漸膨脹，密度減小，內壓力增大，當內壓力大大超過外部壓力時，在上覆岩石的裂隙密度帶發生氣體的猛烈爆炸，使岩石破碎，並打開火山噴發的通道，首先將碎塊噴出，相繼而來的就是岩漿的噴發。 2、 噴發柱的形成 氣體爆炸之後，氣體以極大的噴射力將通道內的岩屑和深部岩漿噴向高空，形成了高大的噴發柱。噴發柱又可分為三個區： （1）氣沖區：如圖中的A區，它位於噴發柱的下部，相當於整個噴發柱高度的十分之一。因氣體從火山口沖出時的速度和力量很大，雖然噴射出來的岩塊等物質的密度遠遠超過大氣的密度，但它也會被拋向高空。氣沖的速度，在火山通道內上升時逐漸加快，當它噴出地表射向高空時，由於大氣的壓力和噴氣能量的消耗，其速度逐漸減小，被氣沖到高空的物質，按其重力大小在不同的高度開始降落。 （2）對流區：位於氣沖區的上部，因噴發柱氣沖的速度減慢，氣柱中的氣體向外散射，大氣中的氣體不斷加入，形成了噴發柱內外氣體的對流，因此稱其為對流區（圖中的B區）。該區密度大的物質開始下落。密度小於大氣的物質，靠大氣的浮力繼續上升。對流區氣柱的高度較大，約占噴發柱總高度的十分之七。 （3）擴散區：位於噴發柱的最頂部，此區噴發柱與高空大氣的壓力達到基本平衡的狀態。噴發柱不斷上升，柱內的氣體和密度小的物質是沿著水平方向的擴散，故稱其為擴散區（圖中的C區）。被帶入高空的火山灰可形成火山灰雲，火山灰雲能長時間飄流在空中，而對區域性的氣候帶來很大影響，甚至會造成災害。此區柱體高度占柱體總高度的十分之二左右。 3. 噴發柱的塌落 噴發柱在上升的過程中，攜帶著不同粒徑和密度的碎屑物，這些碎屑物依著重力的大小，分別在不同高度和不同階段塌落。決定噴發柱塌落快慢的因素主要有四點： （1）火山口半徑大的，氣體沖力小，柱體塌落的就快； （2）若噴發柱中岩屑含量高，並且粒徑和密度大，柱體塌落的就快； （3）若噴發柱中重復返回空中的固體岩塊多，柱體塌落的就快； （4）噴發柱中若有地表水的加入，可增大柱體的密度，柱體塌落的就快。反之，噴發柱在空中停留時間長，塌落的就慢。 火山噴發並非千遍一律，像夏威夷基拉韋厄火山那樣的噴發，事前熔岩已靜靜地流出，由於熔岩流動緩慢，因而只破壞財產而沒有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那樣的火山碎屑噴發或蒸氣爆炸（或蒸氣猛烈爆發），則造成人員的重大傷亡。 在火山噴發過程中，揮發性物質充當了重要的角色，它不僅是火山噴發的產物，更是火山噴發的動力。從岩漿的產生到火山噴發的整個過程，揮發性物質的活動無一不在起作用。 英國科學家認為超級火山噴發可能毀滅人類 國際在線消息 英國科學家認為：人類有可能在一次超強度的火山噴發中毀滅。大不列顛公共大學的斯蒂芬·塞爾夫在一次答電子雜志記者問時稱，目前還沒有任何辦法可以阻止這種災難。當前科學家們正在忙著制定種種抵抗「外部威脅」的戰略，比如說如何阻止小行星同地球相撞，卻很少去考慮主要危險有可能來自地球內部。 地球物理學家們斷言，有些火山的噴發強度要比過去的大好幾百倍，而且地球在出現文明前不久曾經歷過如此大規模的災難。 美國地質學家早些時候曾在黃石國家公園發現了不太深的火山灰死層，認為其形成的原因是發生在62萬年前的一次超級火山噴發，結果是至今這里還可以見到一些漏斗形的大坑，它們都是那些毀滅性火山噴發後形成的破火山口。 在寫給英國政府自然災害工作小組的報告中對這種超級火山噴發所造成後果曾有過詳細的描述———很大一片地域會被熔岩覆蓋，而且撒向大氣層的塵土和灰燼將會使不少陽光到達不了地球表面，這無疑會使全球性的氣候發生變化。 據紐約大學的邁克爾·拉姆皮諾稱，發生於7.4萬年前的蘇門答臘火山的超強度噴發曾導致全球變冷和北半球3/4的植物毀於一旦。 噴泉是一種將水或其他液體經過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵，經過多年的發展，現在已經逐步發展為幾大類：音樂噴泉；程式控制噴泉；音樂+程式控制噴泉；激光水幕電影；趣味噴泉等，加上特定的燈光、控制系統，起到凈化空氣，美化環境的作用。 噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產生大量的負氧離子。因此，噴泉有益於改善城市面貌和增進居民身心健康。

B. 如圖是用以研究生命起源的化學過程的一個模擬試驗裝置，請回答下列問題：（1）這一試驗裝置是美國青年學

化學起源學說認為：原始地球的溫度很高，地面環境與現在完全不同：天空中赤日炎炎、電閃雷鳴，地面上火山噴發、熔岩橫流；從火山中噴出的氣體，水蒸氣、氨氣、甲烷等構成了原始的大氣層，與現在的大氣成分明顯不同的是原始大氣中沒有游離的氧；原始大氣在高溫、紫外線以及雷電等自然條件的長期作用下，形成了許多簡單的有機物，隨著地球溫度的逐漸降低，原始大氣中的水蒸氣凝結成雨降落到地面上，這些有機物隨著雨水進入湖泊和河流，最終匯集到原始的海洋中．原始的海洋就像一盆稀薄的熱湯，其中所含的有機物，不斷的相互作用，形成復雜的有機物，經過及其漫長的歲月，逐漸形成了原始生命．可見生命起源於原始海洋．
（1）如圖這一實驗裝置是米勒設計的，米勒是美國青年學者．
（2）、（3）A裝置中的氣體相當於原始大氣，有水蒸氣、氨氣、甲烷等，與現在大氣成分的主要區別是無氧氣．正負極接通進行火花放電是模擬自然界的閃電．這主要是為該實驗提供了條件．
（4）、（5）B處為取樣活塞，若取樣鑒定，可檢驗到其中含有氨基酸等有機小分子物質，共生成20種有機物，其中11種氨基酸中有4種（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白質所含有的．此裝置是模擬原始地球條件下的原始海洋．米勒的實驗試圖向人們證實，在生命起源的化學進化過程中，生命起源的第一步，即從無機物形成有機物，在原始地球的條件下是完全可能實現的．
故答案為：
（1）米勒
（2）原始大氣
（3）閃電
（4）原始海洋
（5）無機物

C. 火山噴發的原理是

火山噴發是岩漿等噴出物在短時間內從火山口向地表的釋放。由於岩漿中含大量揮發分，加之上覆岩層的圍壓，使這些揮發分溶解在岩漿中無法逸出，當岩漿上升靠近地表時，壓力減小，揮發分急劇被釋放出來，於是形成火山噴發。火山噴發是一種奇特的地質現象，是地殼運動的一種表現形式，也是地球內部熱能在地表的一種最強烈的顯示。 因岩漿性質、地下岩漿庫內壓力、火山通道形狀、火山噴發環境（陸上或水下）等諸因素的影響，使火山噴發的形式有很大差別，一般有這樣一些分類： 1、裂隙式噴發 岩漿沿著地殼上巨大裂縫溢出地表，稱為裂隙式噴發。這類噴發沒有強烈的爆炸現象，噴出物多為基性熔漿，冷凝後往往形成覆蓋面積廣的熔岩台地。如分布於我國西南川滇黔三省交界地區的二迭紀峨眉山玄武岩和河北張家口以北的第三紀漢諾壩玄武岩都屬裂隙式噴發。現代裂隙式噴發主要分布於大洋底的洋中脊處，在大陸上只有冰島可見到此類火山噴發活動，故又稱為冰島型火山。 2、中心式噴發 地下岩漿通過管狀火山通道噴出地表，稱為中心式噴發。這是現代火山活動的主要形式，又可細分為三種： 寧靜式：火山噴發時．只有大量熾熱的熔岩從火山口寧靜溢出，順著山坡緩緩流動，好象煮沸了的米湯從飯鍋里沸瀉出來一樣。溢出的以基性熔漿為主，熔漿溫度較高，粘度小，易流動。含氣體較少，無爆炸現象、夏威夷諸火山為其代表，又稱為夏威夷型。 這類火山人們可以盡情地欣賞。 爆烈式；火山爆發時，產生猛烈的爆炸，同時噴出大量的氣體和火山碎屑物質，噴出的熔漿以中酸性熔漿為主。1902年12月16日，西印度群島的培雷火山爆發震撼了整個世界。它噴出的岩漿粘稠，同時噴出大量浮石和熾熱的火山灰。這次造成26000人死亡的噴發，就屬此類,也稱培雷型。 中間式: 屬於寧靜式和爆烈式噴發之間的過渡型．此種類型以中基性熔岩噴發為主。若有爆炸時，爆炸力也不大。可以連續幾個月，甚至幾年，長期平穩地噴發，並以伴有歇間性的爆發為特徵。以靠近義大利西海岸利帕里群島上的斯特朗博得火山為代表．該火山大約每隔2-3分鍾噴發一次，夜間在50公里以外仍可見火山噴發的光焰，故而被譽為「地中海燈塔」。又稱斯特朗博利式。有人認為我國黑龍江省五大連池火山屬於這種類型。 3、熔透式噴發 岩漿熔透地殼大面積地溢出地表，稱為熔透式噴發。這是一種古老的火山活動方式，現代已不存在。一些學者認為，在太古代時，地殼較薄，地下岩漿熱力較大，常造成熔透式岩漿噴出活動。 火山噴發可分為三個階段： 1、氣體的爆炸 在火山噴發的孕育階段，由於氣體出溶和震群的發生，上覆岩石裂隙化程度增高，壓力降低，而岩漿體內氣體出溶量不斷增加，岩漿體積逐漸膨脹，密度減小，內壓力增大，當內壓力大大超過外部壓力時，在上覆岩石的裂隙密度帶發生氣體的猛烈爆炸，使岩石破碎，並打開火山噴發的通道，首先將碎塊噴出，相繼而來的就是岩漿的噴發。 2、 噴發柱的形成 氣體爆炸之後，氣體以極大的噴射力將通道內的岩屑和深部岩漿噴向高空，形成了高大的噴發柱。噴發柱又可分為三個區： （1）氣沖區：如圖中的A區，它位於噴發柱的下部，相當於整個噴發柱高度的十分之一。因氣體從火山口沖出時的速度和力量很大，雖然噴射出來的岩塊等物質的密度遠遠超過大氣的密度，但它也會被拋向高空。氣沖的速度，在火山通道內上升時逐漸加快，當它噴出地表射向高空時，由於大氣的壓力和噴氣能量的消耗，其速度逐漸減小，被氣沖到高空的物質，按其重力大小在不同的高度開始降落。 （2）對流區：位於氣沖區的上部，因噴發柱氣沖的速度減慢，氣柱中的氣體向外散射，大氣中的氣體不斷加入，形成了噴發柱內外氣體的對流，因此稱其為對流區（圖中的B區）。該區密度大的物質開始下落。密度小於大氣的物質，靠大氣的浮力繼續上升。對流區氣柱的高度較大，約占噴發柱總高度的十分之七。 （3）擴散區：位於噴發柱的最頂部，此區噴發柱與高空大氣的壓力達到基本平衡的狀態。噴發柱不斷上升，柱內的氣體和密度小的物質是沿著水平方向的擴散，故稱其為擴散區（圖中的C區）。被帶入高空的火山灰可形成火山灰雲，火山灰雲能長時間飄流在空中，而對區域性的氣候帶來很大影響，甚至會造成災害。此區柱體高度占柱體總高度的十分之二左右。 3. 噴發柱的塌落 噴發柱在上升的過程中，攜帶著不同粒徑和密度的碎屑物，這些碎屑物依著重力的大小，分別在不同高度和不同階段塌落。決定噴發柱塌落快慢的因素主要有四點： （1）火山口半徑大的，氣體沖力小，柱體塌落的就快； （2）若噴發柱中岩屑含量高，並且粒徑和密度大，柱體塌落的就快； （3）若噴發柱中重復返回空中的固體岩塊多，柱體塌落的就快； （4）噴發柱中若有地表水的加入，可增大柱體的密度，柱體塌落的就快。反之，噴發柱在空中停留時間長，塌落的就慢。 火山噴發並非千遍一律，像夏威夷基拉韋厄火山那樣的噴發，事前熔岩已靜靜地流出，由於熔岩流動緩慢，因而只破壞財產而沒有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那樣的火山碎屑噴發或蒸氣爆炸（或蒸氣猛烈爆發），則造成人員的重大傷亡。 在火山噴發過程中，揮發性物質充當了重要的角色，它不僅是火山噴發的產物，更是火山噴發的動力。從岩漿的產生到火山噴發的整個過程，揮發性物質的活動無一不在起作用。 英國科學家認為超級火山噴發可能毀滅人類 國際在線消息 英國科學家認為：人類有可能在一次超強度的火山噴發中毀滅。大不列顛公共大學的斯蒂芬·塞爾夫在一次答電子雜志記者問時稱，目前還沒有任何辦法可以阻止這種災難。當前科學家們正在忙著制定種種抵抗「外部威脅」的戰略，比如說如何阻止小行星同地球相撞，卻很少去考慮主要危險有可能來自地球內部。 地球物理學家們斷言，有些火山的噴發強度要比過去的大好幾百倍，而且地球在出現文明前不久曾經歷過如此大規模的災難。 美國地質學家早些時候曾在黃石國家公園發現了不太深的火山灰死層，認為其形成的原因是發生在62萬年前的一次超級火山噴發，結果是至今這里還可以見到一些漏斗形的大坑，它們都是那些毀滅性火山噴發後形成的破火山口。 在寫給英國政府自然災害工作小組的報告中對這種超級火山噴發所造成後果曾有過詳細的描述———很大一片地域會被熔岩覆蓋，而且撒向大氣層的塵土和灰燼將會使不少陽光到達不了地球表面，這無疑會使全球性的氣候發生變化。 據紐約大學的邁克爾·拉姆皮諾稱，發生於7.4萬年前的蘇門答臘火山的超強度噴發曾導致全球變冷和北半球3/4的植物毀於一旦。 噴泉是一種將水或其他液體經過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵，經過多年的發展，現在已經逐步發展為幾大類：音樂噴泉；程式控制噴泉；音樂+程式控制噴泉；激光水幕電影；趣味噴泉等，加上特定的燈光、控制系統，起到凈化空氣，美化環境的作用。 噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產生大量的負氧離子。因此，噴泉有益於改善城市面貌和增進居民身心健康。

D. 火山噴發的自救

火山爆發會有前兆，比如地表變形，從噴氣孔、泉眼等發出奇怪的氣體和氣味；水位、水溫等會異常變化；生物會有異樣反映，包括植物褪色、枯死，小動物的行為異常和死亡等。
一旦發現火山爆發的前兆後，應該盡快選擇交通工具盡快離開，逃離過程中要用其它物品護住頭部防止砸傷。
當遭遇火山爆發時，我們針對火山噴發的性質應該做出相應的自救反映。
1，應對熔岩危險：火山爆發噴出了大量熾熱的熔岩，它會堅持向前推進，直到到達谷底或者最終冷卻。它們毀滅所經之處的所有東西。在火山的各種危害中，熔岩流可能對生命的威脅最小，因為人們能跑出熔岩流的路線。當看到火山噴出熔岩時，我們可以迅速跑出熔岩流的路線范圍。
2，應對火山噴射物危險：火山噴射物大小不等，從卵石大小的碎片到大塊岩石的熱熔岩「炸彈」都有，能擴散到相當大的范圍。而火山灰則能覆蓋更大的范圍，其中一些灰塵能被攜至高空，擴散到全世界，進而影響天氣情況。如果火山噴發時你正在附近，這時你應該快速逃離，並應戴上頭盔或用其他物品護住頭部，防止火山噴出的石塊等砸傷頭部。
3，應對火山灰災害：火山灰是細微的火山碎屑，由岩石、礦物和火山玻璃碎片組成，有很強的刺激性。其重量能使屋頂倒塌。火山灰可窒息莊稼、阻塞交通路線和水道，且伴隨有有毒氣體，會對肺部產生傷害，特別是對兒童、老人和有呼吸道疾病的人。只有當離火山噴發處很近、氣體足夠集中時，才能傷害到健康的人。但當火山灰中的硫磺隨雨而落時，硫酸（和別的一些特質）會大面積、大密度產生，會灼傷皮膚、眼睛和粘膜。戴上護目鏡、通氣管面罩或滑雪鏡能保護眼睛－－但不是太陽鏡。用一塊濕布護住嘴和鼻子，或者如果可能，用工業防毒面具。到避難所後，要脫去衣服，徹底洗凈暴露在外的皮膚，用清水沖洗眼睛。
4應對氣體球狀物危害：火山噴發時會有大量氣體球狀物噴出，這些物質以每小時160千米以上的速度滾下火山。這時，我們可以躲避在附近堅實的地下建築物中，或跳入水中屏住呼吸半分鍾左右，球狀物就會滾過去。
5，如果是駕車逃離，那麼一定要注意火山灰可使路面打滑。如果火山的高溫岩漿逼近，就要棄車盡快爬到高處躲避岩漿。
6，,地球上的火山在爆發時，會輻射出大量的強電粒子流。這種帶電粒子束，會影響火山周圍電子設備的正常工作以及會出現電子鍾表的計時誤差。這類似於太空輻射的帶電粒子對地球空間的電子通訊、電器設備、計時裝置等產生的干擾。上述現象，主要是由火山在爆發過程中地殼運動所形成的帶電粒子飄逸。同時，這些飄逸出的帶電粒子又會對電子設備構成磁脈沖干擾。最關鍵的一環是脈沖磁場在電子設備中可形成較強的感應電荷聚集累加，並可導致電子電路產生非正常狀態下的運行錯誤。
本章還對預測地震、減少地震，如何開采地震能源等問題作出較深層的分析研究。

E. 如圖是用以研究生命起源的化學進化過程的一個模擬實驗裝置，請回答下列問題：（1）這一實驗裝置是美國青

化學起源學說認為：原始地球的溫度很高，地面環境與現在完全不同：天空中赤日炎炎、電閃雷鳴，地面上火山噴發、熔岩橫流；從火山中噴出的氣體，水蒸氣、氨氣、甲烷等構成了原始的大氣層，與現在的大氣成分明顯不同的是原始大氣中沒有游離的氧；原始大氣在高溫、紫外線以及雷電等自然條件的長期作用下，形成了許多簡單的有機物，隨著地球溫度的逐漸降低，原始大氣中的水蒸氣凝結成雨降落到地面上，這些有機物隨著雨水進入湖泊和河流，最終匯集到原始的海洋中．原始的海洋就像一盆稀薄的熱湯，其中所含的有機物，不斷的相互作用，形成復雜的有機物，經過及其漫長的歲月，逐漸形成了原始生命．可見生命起源於原始海洋．
（1）如圖這一實驗裝置是米勒設計的，米勒是美國青年學者．
（2）、（3）A裝置中的氣體相當於原始大氣，有水蒸氣、氨氣、甲烷等，與現在大氣成分的主要區別是無氧氣．正負極接通進行火花放電是模擬自然界的閃電．這主要是為該實驗提供了條件．
（4）、（5）B處為取樣活塞，若取樣鑒定，可檢驗到其中含有氨基酸等有機小分子物質，共生成20種有機物，其中11種氨基酸中有4種（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白質所含有的．此裝置是模擬原始地球條件下的原始海洋．米勒的實驗試圖向人們證實，在生命起源的化學進化過程中，生命起源的第一步，即從無機物形成有機物，在原始地球的條件下是完全可能實現的．
故答案為：
（1）米勒；
（2）原始大氣；氧氣
（3）閃電
（4）原始海洋；
（5）原始大氣

F. 噴泉是一種常見的實驗現象(如下圖)，其產生原因是存在壓強差。 （1）圖Ⅰ為化學教學中所用的噴泉實驗裝