3 大气压强
第1课时 大气压强的测定和变化
知识点
1
大气压强的测定
1.如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下列说法中错误的是( )
A.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
B.是大气压强支持玻璃管内的水银柱不会下落
C.大气压强的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
2.做托里拆利实验时,如果把玻璃管倾斜,在倾斜过程( )
A.玻璃管中的水银柱长度始终不变
B.玻璃管中的水银柱长度变大、竖直高度始终不变
C.玻璃管中的水银柱的长度和竖直高度都变大
D.玻璃管中的水银柱的长度不变、竖直高度变小
3.如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩已是吸盘所能提起的最大重物,吸盘所受的重力忽略不计.对此,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B.利用甲图的实验可以粗测大气压的值
C.乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩砖的重力的
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
4.如图所示的“擦窗机器人”,它能凭借自身的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,利用
牢牢地“吸”在竖直玻璃板上。一标准大气压能支持
mm高的水银柱。
5.意大利科学家
最早用实验测定了大气压的数值,他测得水银柱的高度为
mm,通常把这样大小的气压叫做
,标准大气压值是
Pa。
6.小梁同学用实验测量某地大气压的值,她在长约1
m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。(g取10
N/kg)
(1)已知水银的密度为13.6×103
kg/m3,她通过数据计算得出大气压的值为 Pa。?
(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 (填“大于”或“小于”)小梁测量的值。?
(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,发现管中的水柱不会下降。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度?
(填“必须大于10
m”或“可以小于10
m”)。
知识点
2 大气压强的变化
7.关于压强,下列说法中正确的是( )
A.珠穆朗玛峰顶海拔8848.86
m处的大气压强比丽江玉龙雪山的高
B.昆明的大气压强比北京高,所以运动队要到昆明进行高原训练
C.大气压强与天气有关,通常阴天的气压比晴天高
D.1个标准大气压的大小,大约相当于质量为1kg
的物体在1cm2的面积上产生的压强
8.如图所示,用注射器给盛有正在沸腾的水的烧瓶打气,使烧瓶中的气压 ,观察到的现象是
;对沸腾的水停止加热,用注射器抽气,使烧瓶中的气压
,观察到的现象是
。此实验说明
。?
9.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示,根据实验现象,下列判断中错误的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
10.氢气球升到高空时就会破裂,其主要原因是( )
A.高空大气压强增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压强增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压强减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压强减小,气球体积减小,将气球压破
11.如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。现将此装置从一楼拿到四楼(对瓶子采取了保温措施),下列说法中不正确的是( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.细玻璃管内水柱高度增大,说明大气压升高了
C.细玻璃管内水柱高度越大,瓶内外的气体压强差越大
D.细玻璃管上画的压强刻度值从下至上逐渐变小
能力提升
12.如图所示是我国战国时期的青铜汲酒器示意图,长柄上端与球形底部各开一小孔a、b。当汲酒器内充满酒水,向上提升长柄取酒时,应使开口a (填“闭合”或“打开”),酒水不流出是由于 的作用。?
13.如图甲所示的覆杯实验中:
(1)硬纸片不会掉下证明了 的存在。?
(2)有同学认为实验中是水粘住了纸片,老师用如图乙所示装置进行实验。随着空气被抽出,纸片掉下来,排除了纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同而杯口更小的杯子进行实验,要使同一硬纸片掉下,相同情况下需要抽气的时间会 (填“变短”“变长”或“不变”)。?
14.科学兴趣小组的同学利用周末开展了一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 状态。若不考虑其他因素,根据
的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。?
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内的空气排尽,方法是
。?
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。?
(4)若同学们用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5
N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。?
15.压力锅直径为24
cm,限压出气口的直径为2
mm,限压阀质量为100
g,使用时压力锅内最大气压为多少?锅盖与锅口连接处应至少承担多大的压力?(当地大气压p0为1×105
Pa;g取10
N/kg)
16.小雨设计了一个实验,他先将气球放入瓶壁有孔的空饮料瓶中,再将气球口紧套在饮料瓶口(图甲),吹气使气球胀大,然后用手堵住瓶壁的小孔(图乙),此时开口的气球在
的作用下保持膨胀状态。小雨带着它乘电梯从1楼上到20楼,则气球的体积会因气压的变化而
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若松手,将看到气球
。
17.如图所示是伽利略制成的世界上第一个温度计,它是利用
的原理工作的,伽利略就利用它来判断气温的高低,请你根据图中的信息结合工作原理,判断A室温tA与B室温tB的大小关系tA
tB。
18.将注射器、锥形瓶、气球和两端开口的玻璃导管组装成如图所示装置,注射器与锥形瓶连接处密封良好,气球通过玻璃导管与大气连通。气球内气压
大气压(选填“大于”“小于”或“等于”);随着活塞向上抽出,瓶内气球膨胀变大,这表明瓶内气体压强
瓶外气体压强,而瓶外气压
,因此推测瓶内气体压强与抽出活塞前相比
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.如图所示,把一只玻璃杯的杯口朝下,竖直按入水中,在杯子按入水中的过程中则水进入杯中,杯中空气压强
。(“变大”、“变小”、“不变”)
20.江江用如图所示装置粗略测量大气压的值。她将吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为6cm2,轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子,吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为5.4kg。
(1)吸盘吸在玻璃上,还没挂上小桶时,吸盘受 力使吸盘平衡。(不考虑吸盘内可能没排尽的空气产生的力)
(2)根据已知数据推算出大气压的值(写出计算过程)
21.小明在学习了大气压强的知识后,自制了一个如图所示的气压计,瓶中装有适量(未满)的水,当他将自制气压计由楼下拿到楼上时发现:
(1)细玻璃管中液面上升,此现象说明什么?
(2)如果他要把该装置设计成一只温度计,请问他应该怎样去改进?为了提高该温度计的灵敏度,他应该选择粗一点还是细一点的玻璃管?
22.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将气球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口往外抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态请回答
(1)抽气前和抽气后,气球内的气压如何变化,原因是什么?
(2)气球变大原因又是什么?
教师详解详析
1.A
2.B。
3.D.
4.大气压;760。
5.托里拆利;760;标准大气压;1.013×105。
6.(1)0.952×105
(2)大于
(3)可以小于10
m
7.D
8.增大 沸腾的水停止沸腾 降低 水又重新沸腾
液体的沸点随着气体压强的增大而增大
9.A [解析]
从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,所以竖直玻璃管中的水面将上升,且瓶内外气压差越大,水柱高度h也越大;由表格数据可知,随着高度增加,管内的水面变高,说明大气压随高度的增加而变小;由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化,影响实验结果,所以在拿着它上下楼时,应保持瓶中水的温度不变。
10.C。
11.B。
12.闭合 大气压
[解析]
当汲酒器内充满酒水,向上提升长柄取酒时,应使开口a闭合,这时上方不会受到大气压的作用,酒水在大气压的作用下,不会从下方的b口流出。所以酒水不流出是由于大气压的作用。
13.(1)大气压强
(2)变短
14.(1)活塞 静止 二力平衡
(2)偏小 将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口
(3)减小摩擦 活塞自身重力
(4)C
15.解:(1)限压阀对出气孔产生的压力:F=G=mg=0.1
kg×10
N/kg=1
N,
出气孔的横截面积:S=πr2=π()2=π()2=3.14×10-6
m2,
则限压阀产生的压强:p==≈3.18×105
Pa,
所以高压锅内最大气压:p'=p0+p=1×105
Pa+3.18×105
Pa=4.18×105
Pa。
使用时压力锅内外最大压强差是Δp=p=3.18×105
Pa;
锅盖的横截面积:S'=πr'2=π()2=π()2=4.5216×10-2
m2,
锅盖所承受的最小压力:F压=ΔpS'=3.18×105
Pa×4.5216×10-2m2≈1.44×104
N。
16.大气压;变小;恢复原状。
17.气体热胀冷缩;小于。
18.等于;
小于;不变;
变小。
19.变大。
20.解:(1)真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,所以吸盘内的气压小于外界大气压,从而使吸盘受到的重力和大气压的压力平衡,从而吸附在玻璃上;
(2)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和大气压的压力是一对平衡力,平衡力大小相等,即大气压的压力F=G=mg=5.4kg×10N/kg=54N;
则p===9×104Pa。
故答案为:(1)平衡;(2)大气压的值为9×104Pa。
21.答:(1)细玻璃管中液面上升,说明大气压随高度的升高而减小;
(2)温度计是根据液体的热胀冷缩的原理工作的,所以要制一只温度计,他应该将玻璃瓶装满水;
玻璃泡中的液体升高相同的温度,体积膨胀相同,如果管越细,上升的刻度越多,越灵敏,因此为了提高该温度计的灵敏度,他应该选择细一点的玻璃管。
22.答:(1)抽气前气球内气体压强与外界大气压相通,所以球内气压与大气压相等;抽气后,气球仍与外界大气相通,气球内气压仍等于大气压;
(2)抽气前瓶内气体压强与外界大气压相通,与大气压相等,用抽气机向外抽气时,瓶内气压变小,当玻璃瓶内气体压强小于气球内气压时,气球膨胀,两者气压差越大,气球膨胀越大。
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