火山喷发实验的装置

A. 喷泉和火山喷发的原理是什么

火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发分溶解在岩浆中无法逸出，当岩浆上升靠近地表时，压力减小，挥发分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。火山喷发是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。 因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境（陆上或水下）等诸因素的影响，使火山喷发的形式有很大差别，一般有这样一些分类： 1、裂隙式喷发 岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表，称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于我国西南川滇黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处，在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动，故又称为冰岛型火山。 2、中心式喷发 地下岩浆通过管状火山通道喷出地表，称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式，又可细分为三种： 宁静式：火山喷发时．只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出，顺着山坡缓缓流动，好象煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主，熔浆温度较高，粘度小，易流动。含气体较少，无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表，又称为夏威夷型。 这类火山人们可以尽情地欣赏。 爆烈式；火山爆发时，产生猛烈的爆炸，同时喷出大量的气体和火山碎屑物质，喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发，就属此类,也称培雷型。 中间式: 属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型．此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时，爆炸力也不大。可以连续几个月，甚至几年，长期平稳地喷发，并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表．该火山大约每隔2-3分钟喷发一次，夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰，故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省五大连池火山属于这种类型。 3、熔透式喷发 岩浆熔透地壳大面积地溢出地表，称为熔透式喷发。这是一种古老的火山活动方式，现代已不存在。一些学者认为，在太古代时，地壳较薄，地下岩浆热力较大，常造成熔透式岩浆喷出活动。 火山喷发可分为三个阶段： 1、气体的爆炸 在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和震群的发生，上覆岩石裂隙化程度增高，压力降低，而岩浆体内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀，密度减小，内压力增大，当内压力大大超过外部压力时，在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，使岩石破碎，并打开火山喷发的通道，首先将碎块喷出，相继而来的就是岩浆的喷发。 2、 喷发柱的形成 气体爆炸之后，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区： （1）气冲区：如图中的A区，它位于喷发柱的下部，相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大，虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度，但它也会被抛向高空。气冲的速度，在火山通道内上升时逐渐加快，当它喷出地表射向高空时，由于大气的压力和喷气能量的消耗，其速度逐渐减小，被气冲到高空的物质，按其重力大小在不同的高度开始降落。 （2）对流区：位于气冲区的上部，因喷发柱气冲的速度减慢，气柱中的气体向外散射，大气中的气体不断加入，形成了喷发柱内外气体的对流，因此称其为对流区（图中的B区）。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质，靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大，约占喷发柱总高度的十分之七。 （3）扩散区：位于喷发柱的最顶部，此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升，柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散，故称其为扩散区（图中的C区）。被带入高空的火山灰可形成火山灰云，火山灰云能长时间飘流在空中，而对区域性的气候带来很大影响，甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。 3. 喷发柱的塌落 喷发柱在上升的过程中，携带着不同粒径和密度的碎屑物，这些碎屑物依着重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点： （1）火山口半径大的，气体冲力小，柱体塌落的就快； （2）若喷发柱中岩屑含量高，并且粒径和密度大，柱体塌落的就快； （3）若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多，柱体塌落的就快； （4）喷发柱中若有地表水的加入，可增大柱体的密度，柱体塌落的就快。反之，喷发柱在空中停留时间长，塌落的就慢。 火山喷发并非千遍一律，像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发，事前熔岩已静静地流出，由于熔岩流动缓慢，因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸气爆炸（或蒸气猛烈爆发），则造成人员的重大伤亡。 在火山喷发过程中，挥发性物质充当了重要的角色，它不仅是火山喷发的产物，更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程，挥发性物质的活动无一不在起作用。 英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类 国际在线消息 英国科学家认为：人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称，目前还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略，比如说如何阻止小行星同地球相撞，却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。 地球物理学家们断言，有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍，而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。 美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层，认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发，结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑，它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。 在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述———很大一片地域会被熔岩覆盖，而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面，这无疑会使全球性的气候发生变化。 据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称，发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。 喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵，经过多年的发展，现在已经逐步发展为几大类：音乐喷泉；程控喷泉；音乐+程控喷泉；激光水幕电影；趣味喷泉等，加上特定的灯光、控制系统，起到净化空气，美化环境的作用。 喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

B. 如图是用以研究生命起源的化学过程的一个模拟试验装置，请回答下列问题：（1）这一试验装置是美国青年学

化学起源学说认为：原始地球的温度很高，地面环境与现在完全不同：天空中赤日炎炎、电闪雷鸣，地面上火山喷发、熔岩横流；从火山中喷出的气体，水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层，与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧；原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物，随着地球温度的逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中．原始的海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断的相互作用，形成复杂的有机物，经过及其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命．可见生命起源于原始海洋．
（1）如图这一实验装置是米勒设计的，米勒是美国青年学者．
（2）、（3）A装置中的气体相当于原始大气，有水蒸气、氨气、甲烷等，与现在大气成分的主要区别是无氧气．正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电．这主要是为该实验提供了条件．
（4）、（5）B处为取样活塞，若取样鉴定，可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质，共生成20种有机物，其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的．此装置是模拟原始地球条件下的原始海洋．米勒的实验试图向人们证实，在生命起源的化学进化过程中，生命起源的第一步，即从无机物形成有机物，在原始地球的条件下是完全可能实现的．
故答案为：
（1）米勒
（2）原始大气
（3）闪电
（4）原始海洋
（5）无机物

C. 火山喷发的原理是

火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发分溶解在岩浆中无法逸出，当岩浆上升靠近地表时，压力减小，挥发分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。火山喷发是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。 因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境（陆上或水下）等诸因素的影响，使火山喷发的形式有很大差别，一般有这样一些分类： 1、裂隙式喷发 岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表，称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于我国西南川滇黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处，在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动，故又称为冰岛型火山。 2、中心式喷发 地下岩浆通过管状火山通道喷出地表，称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式，又可细分为三种： 宁静式：火山喷发时．只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出，顺着山坡缓缓流动，好象煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主，熔浆温度较高，粘度小，易流动。含气体较少，无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表，又称为夏威夷型。 这类火山人们可以尽情地欣赏。 爆烈式；火山爆发时，产生猛烈的爆炸，同时喷出大量的气体和火山碎屑物质，喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发，就属此类,也称培雷型。 中间式: 属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型．此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时，爆炸力也不大。可以连续几个月，甚至几年，长期平稳地喷发，并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表．该火山大约每隔2-3分钟喷发一次，夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰，故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省五大连池火山属于这种类型。 3、熔透式喷发 岩浆熔透地壳大面积地溢出地表，称为熔透式喷发。这是一种古老的火山活动方式，现代已不存在。一些学者认为，在太古代时，地壳较薄，地下岩浆热力较大，常造成熔透式岩浆喷出活动。 火山喷发可分为三个阶段： 1、气体的爆炸 在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和震群的发生，上覆岩石裂隙化程度增高，压力降低，而岩浆体内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀，密度减小，内压力增大，当内压力大大超过外部压力时，在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，使岩石破碎，并打开火山喷发的通道，首先将碎块喷出，相继而来的就是岩浆的喷发。 2、 喷发柱的形成 气体爆炸之后，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区： （1）气冲区：如图中的A区，它位于喷发柱的下部，相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大，虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度，但它也会被抛向高空。气冲的速度，在火山通道内上升时逐渐加快，当它喷出地表射向高空时，由于大气的压力和喷气能量的消耗，其速度逐渐减小，被气冲到高空的物质，按其重力大小在不同的高度开始降落。 （2）对流区：位于气冲区的上部，因喷发柱气冲的速度减慢，气柱中的气体向外散射，大气中的气体不断加入，形成了喷发柱内外气体的对流，因此称其为对流区（图中的B区）。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质，靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大，约占喷发柱总高度的十分之七。 （3）扩散区：位于喷发柱的最顶部，此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升，柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散，故称其为扩散区（图中的C区）。被带入高空的火山灰可形成火山灰云，火山灰云能长时间飘流在空中，而对区域性的气候带来很大影响，甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。 3. 喷发柱的塌落 喷发柱在上升的过程中，携带着不同粒径和密度的碎屑物，这些碎屑物依着重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点： （1）火山口半径大的，气体冲力小，柱体塌落的就快； （2）若喷发柱中岩屑含量高，并且粒径和密度大，柱体塌落的就快； （3）若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多，柱体塌落的就快； （4）喷发柱中若有地表水的加入，可增大柱体的密度，柱体塌落的就快。反之，喷发柱在空中停留时间长，塌落的就慢。 火山喷发并非千遍一律，像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发，事前熔岩已静静地流出，由于熔岩流动缓慢，因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸气爆炸（或蒸气猛烈爆发），则造成人员的重大伤亡。 在火山喷发过程中，挥发性物质充当了重要的角色，它不仅是火山喷发的产物，更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程，挥发性物质的活动无一不在起作用。 英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类 国际在线消息 英国科学家认为：人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称，目前还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略，比如说如何阻止小行星同地球相撞，却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。 地球物理学家们断言，有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍，而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。 美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层，认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发，结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑，它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。 在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述———很大一片地域会被熔岩覆盖，而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面，这无疑会使全球性的气候发生变化。 据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称，发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。 喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵，经过多年的发展，现在已经逐步发展为几大类：音乐喷泉；程控喷泉；音乐+程控喷泉；激光水幕电影；趣味喷泉等，加上特定的灯光、控制系统，起到净化空气，美化环境的作用。 喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

D. 火山喷发的自救

火山爆发会有前兆，比如地表变形，从喷气孔、泉眼等发出奇怪的气体和气味；水位、水温等会异常变化；生物会有异样反映，包括植物褪色、枯死，小动物的行为异常和死亡等。
一旦发现火山爆发的前兆后，应该尽快选择交通工具尽快离开，逃离过程中要用其它物品护住头部防止砸伤。
当遭遇火山爆发时，我们针对火山喷发的性质应该做出相应的自救反映。
1，应对熔岩危险：火山爆发喷出了大量炽热的熔岩，它会坚持向前推进，直到到达谷底或者最终冷却。它们毁灭所经之处的所有东西。在火山的各种危害中，熔岩流可能对生命的威胁最小，因为人们能跑出熔岩流的路线。当看到火山喷出熔岩时，我们可以迅速跑出熔岩流的路线范围。
2，应对火山喷射物危险：火山喷射物大小不等，从卵石大小的碎片到大块岩石的热熔岩“炸弹”都有，能扩散到相当大的范围。而火山灰则能覆盖更大的范围，其中一些灰尘能被携至高空，扩散到全世界，进而影响天气情况。如果火山喷发时你正在附近，这时你应该快速逃离，并应戴上头盔或用其他物品护住头部，防止火山喷出的石块等砸伤头部。
3，应对火山灰灾害：火山灰是细微的火山碎屑，由岩石、矿物和火山玻璃碎片组成，有很强的刺激性。其重量能使屋顶倒塌。火山灰可窒息庄稼、阻塞交通路线和水道，且伴随有有毒气体，会对肺部产生伤害，特别是对儿童、老人和有呼吸道疾病的人。只有当离火山喷发处很近、气体足够集中时，才能伤害到健康的人。但当火山灰中的硫磺随雨而落时，硫酸（和别的一些特质）会大面积、大密度产生，会灼伤皮肤、眼睛和粘膜。戴上护目镜、通气管面罩或滑雪镜能保护眼睛－－但不是太阳镜。用一块湿布护住嘴和鼻子，或者如果可能，用工业防毒面具。到避难所后，要脱去衣服，彻底洗净暴露在外的皮肤，用清水冲洗眼睛。
4应对气体球状物危害：火山喷发时会有大量气体球状物喷出，这些物质以每小时160千米以上的速度滚下火山。这时，我们可以躲避在附近坚实的地下建筑物中，或跳入水中屏住呼吸半分钟左右，球状物就会滚过去。
5，如果是驾车逃离，那么一定要注意火山灰可使路面打滑。如果火山的高温岩浆逼近，就要弃车尽快爬到高处躲避岩浆。
6，,地球上的火山在爆发时，会辐射出大量的强电粒子流。这种带电粒子束，会影响火山周围电子设备的正常工作以及会出现电子钟表的计时误差。这类似于太空辐射的带电粒子对地球空间的电子通讯、电器设备、计时装置等产生的干扰。上述现象，主要是由火山在爆发过程中地壳运动所形成的带电粒子飘逸。同时，这些飘逸出的带电粒子又会对电子设备构成磁脉冲干扰。最关键的一环是脉冲磁场在电子设备中可形成较强的感应电荷聚集累加，并可导致电子电路产生非正常状态下的运行错误。
本章还对预测地震、减少地震，如何开采地震能源等问题作出较深层的分析研究。

E. 如图是用以研究生命起源的化学进化过程的一个模拟实验装置，请回答下列问题：（1）这一实验装置是美国青

化学起源学说认为：原始地球的温度很高，地面环境与现在完全不同：天空中赤日炎炎、电闪雷鸣，地面上火山喷发、熔岩横流；从火山中喷出的气体，水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层，与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧；原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物，随着地球温度的逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中．原始的海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断的相互作用，形成复杂的有机物，经过及其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命．可见生命起源于原始海洋．
（1）如图这一实验装置是米勒设计的，米勒是美国青年学者．
（2）、（3）A装置中的气体相当于原始大气，有水蒸气、氨气、甲烷等，与现在大气成分的主要区别是无氧气．正负极接通进行火花放电是模拟自然界的闪电．这主要是为该实验提供了条件．
（4）、（5）B处为取样活塞，若取样鉴定，可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质，共生成20种有机物，其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的．此装置是模拟原始地球条件下的原始海洋．米勒的实验试图向人们证实，在生命起源的化学进化过程中，生命起源的第一步，即从无机物形成有机物，在原始地球的条件下是完全可能实现的．
故答案为：
（1）米勒；
（2）原始大气；氧气
（3）闪电
（4）原始海洋；
（5）原始大气

F. 喷泉是一种常见的实验现象(如下图)，其产生原因是存在压强差。 （1）图Ⅰ为化学教学中所用的喷泉实验装