大气的压强
一、单选题
1.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,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,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。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2 , 瓶内的气压分别是p3、p4 , 则下列关系正确的是( )
A. p1<p2 B. p1>p2 C. p3>p4 D. p3=p4
2.现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热,实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻璃间空气压强有关,实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强的关系如图所示,则中空双层玻璃中间空气压强( )
A. 等于大气压强时,没有隔热效果 B. 小于10-1Pa时,隔热效果变差
C. 在10-1~102Pa时,隔热效果最好 D. 等于10-3Pa时的隔热效果比104Pa时好
3.观察自然现象,通过实验研究揭示其原理,并解释生产、生活中的应用,这是科学学习的一种基本方法。下列各项的现象、原理与应用之间不对应的是( )
选项 甲 乙 丙 丁
现象 高山上,普通的锅难以将饭煮熟 刮风时,窗帘向外飘 晾在通风处的衣服干得快 煮熟的汤圆浮在水面上
探究原理 沸点与气压的关系
气压与流速的关系 影响蒸发快慢的因素 物体的浮沉条件
应用 高压锅 飞机 吸尘器 轮船
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
4.如图为某人在旅途中对同一密封的小包装食品拍摄的两张照片,甲图摄于海拔500m、气温为18℃的环境下,乙图摄于海拔3200m、气温为10℃环境下。下列说法正确的是( )
A. 甲图中小包内气体的压强小于乙图小包内气体的压强
B. 甲图中小包内气体的压强大于乙图小包内气体的压强
C. 海拔越高,小包内气体的压强越大
D. 若发现小包鼓起得更厉害,则一定可以判断所在位置得海拔更高
5.在解释“将钢笔插入墨水瓶中灌墨水”的问题时,用到下面五句话:①笔囊里的空气压强减小;②用手指挤压笔囊外的弹簧片;③松开手指;④墨水在大气压的作用下,进入笔囊;⑤笔囊排出部分空气,体积减小。表达的合理顺序是( )
A. ②③①④⑤ B. ②⑤④①③ C. ②③⑤①④ D. ②⑤③①④
6.实验中取用少量液体用的胶头滴管由胶头和玻璃管两部分组成。在解释“将玻璃管伸入试剂瓶中吸取药液”的问题时,用到下面五句话:①胶头内的空气压强减小;②用手指挤压玻璃管上端的胶头;③松开手指;④药液在大气压的作用下,进入玻璃管;⑤胶头排出部分空气,体积减小。上述表达的合理顺序是( )
A. ②③①④⑤ B. ②⑤④①③ C. ②③⑤①④ D. ②⑤③①④
7.下列事例与原因不对应的是( )
A. 用吸管吸牛奶——大气压的存在
B. 高压锅较快煮熟饭菜——增大压强,提高沸点
C. 向漏斗吹气时乒乓球不会下落——球上方气体流速增大,压强变大
D. “拔火罐”及拔后皮肤上留下红印的现象——既说明大气有压强,又说明人体内部有压强
8.下列事例中,不是应用大气压的是( )
A. 用吸管吸饮料 B. 用抽水机抽水
C. 用胶头滴管吸取化学试剂 D. 将注射器针管中的药液注入人体内
9.“天宫二号”空间实验室于2016年9月15日成功发射。空间实验室内适宜宇航员工作生活的气压约为( )
A. 100Pa B. 1000Pa C. 10000Pa D. 100000Pa
10.下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A. 将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B. 将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
C. 将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D. 将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
11.制糖工业中,常用沸腾的办法除去糖汁中的水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾温度要低于100℃,为此,可采用的办法是( )
A. 把糖汁放在敞开口的容器内进行加热,使糖汁面上的气压保持1标准大气压
B. 把糖汁放在密闭容器中加热,往容器内打入气体,使糖汁面上的气压大于1标准大气压
C. 把糖汁放在密闭容器中加热,从容器内抽出气体,使糖汁面上的气压小于标准大气压
D. 以上做法都可以
12.下列各种现象与其涉及知识之间的关系中,不正确的是( )
选项 现象 涉及知识
A 飞机飞行时获得升力 气体压强和流速的关系
B 水下潜水艇能够上浮 液体的压强和深度的关系
C 高山上不易将饭煮熟 沸点和气体压强的关系
D 氢气球到高空会破裂 大气压和海拔高度的关系
A. A B. B C. C D. D
二、填空题
13.随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐进入百姓家庭,如图是小华家购买的一辆小轿车,他发现轿车的外形类似于飞机的机翼。则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速 车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强 车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力 车的重力。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
14.饮水机控制出水的一个重要部件就是“聪明座”。水桶就是倒扣在聪明座上的,聪明座的下面是一个蓄水箱,打开出水阀时,水从聪明座的出水口流入蓄水箱,再从出水阀流出,同时空气从聪明座的进气口进入水桶.如图所示。关闭出水阳后,当水淹没“聪明座”的进气口时,水就不再流出,从而保证器水箱中的水位保持在“聪明座”的进气口位置。
(1)“聪明座”做成锥形,可使水桶与“聪明座“的接触面积增大,使水桶对“聪明座”的压强________ (填“变小”、“变大”或“不变”)
(2)当蓄水箱中的水面刚好淹没聪明座的进气口时,在________的作用下, 水桶中的水不会继续流入蓄水箱中。
(3)使用一段时间后,桶内水位高度降低,此时水桶底上方A处气体的压强与桶外大气压相比________。(填“偏小”、“偏大”或“相等”)
三、解答题
15.浙江省第五届冰雪运动嘉年华在柯桥乔波冰雪世界扬帆起航。当滑雪者在雪地上快速滑行时,在压力作用下,白雪小孔内充满的空气会被逼出,形成一层气垫,但这层气垫只能维持很短的时间,现有体重为500N的运动员,每只鞋底面积为200cm 2 ,每块滑雪板与地面的接触面是长1.5m、宽为0.12m的长方形,质量为1千克,从水平地面由静止开始向前直线加速,其速度与时间的关系如图丙所示。
(1)在滑行过程中,当速度增大到1.5米/秒以上时,板才不会陷入雪中,为了使板不陷入雪中,则滑雪板在雪地某点上经过的时间不能超过________秒。
(2)图丙中阴影部分面积表示________。
(3)图甲中运动员脚踩滑雪板站立在水平雪地上时,滑雪板对地面的压强为多少帕?
(4)如图乙为高山跳台滑雪在空中的场景,运动员的姿势很奇特,但却能使他在空
中滑行更远的距离。试从流体的压强与流速的关系角度分析原因。________
四、实验探究题
16.物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们把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小孔;
B.如图甲,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,然后水平向右缓慢拉动针筒,当针筒中的活塞刚开始滑动时,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以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒"或“活塞”)的压力;
(2)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“A"或“C")注射器。用测屈步骑中的V、L和F表示大气压的值,则P=
(3)将针筒内空气排出时,若针筒中有少量的空气残余,测得的大气压强结果将 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)若实验时,测得数据如甲乙所示,计算得到大气压强的数值为 Pa;
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】可根据图中气球体积的变化来判断气球内气压、玻璃瓶内气压与外界大气压的大小关系。
【解答】抽气前气球内气体与外界大气相通,所以气球内的气压与大气压相等;抽气后,气球与外界大气仍然相通,气球内气压仍等于大气压,所以p1=p2 , 故A、B错误;
抽气前瓶内气体与外界大气相通,瓶内的气压与大气压相等,即p3=p大气压。用抽气机向外抽气时,发现瓶内的气球在膨胀,即p大气压>p4 , 所以p3>p4 , 故C正确,D错误。
故选C。
2.【答案】 D
【解析】【分析】内外温差越大,说明隔热效果越好,根据图像分析判断即可。
【解答】A.根据图像可知,当玻璃内空气压强等于105Pa时,此时内外温差仍然存在,具有隔热效果,故A错误;
B.小于10-1Pa时,内外温度差很大,隔热效果很好,故B错误;
C.在10-3~10-1Pa时,内外温度差最大,隔热效果最好,故C错误;
D.10-3Pa时的温差大于104Pa时的温差,因此前者隔热效果更好,故D正确。
故选D。
3.【答案】 C
【解析】【分析】A、气压越高,液体的沸点越高;
B、气体的流速越大,压强越小;
C、影响蒸发快慢的因素有:温度、液体表面的气流速度、液体的表面积;
D、当浮力等于物体的重力时,物体悬浮或漂浮。
【解答】A、高山上,普通的锅难以煮熟饭,因为高山上海拔高,气压低,水的沸点低,用高压锅是利用了压强越大,水的沸点越高的原理,故A正确,但不符合题意;
B、刮风时,窗帘向外飘是因为窗外空气的流速大,压强小,故B正确,但不符合题意;
C、晾在通风处衣服干得快是因为通风处空气流动的快,水蒸发的快,而吸尘器是利用了气压与流速的关系,故C错误,但符合题意;
D、煮熟的汤圆浮在水面上是因为浮力等于重力,利用了物体浮沉的条件,轮船就是利用了物体浮沉的条件,故D正确,但不符合题意;
故选C。
4.【答案】 B
【解析】【分析】根据大气压强随高度和温度的变化规律,结合二力平衡的知识分析判断。
【解答】甲和乙中,小包的形状都不再发生变化,根据二力平衡的条件可知,小包内的气体压强都等于外面的大气压强。甲的海拔低,温度高,因此甲处的大气压强大于乙处的大气压强,因此甲中小包内的气压大于乙中小包内的气压,故A错误,B正确;
海拔越高,大气压强越小,于是小包内的气压越小,故C错误;
若发现小包鼓得厉害,说明里面气压变小,那么外面的大气压强变小,这可能是海拔位置高所致,也可能是温度降低升高所致,故D错误。
故选B。
5.【答案】 D
【解析】【分析】根据大气压强应用的知识分析判断。
【解答】解释“将钢笔插入墨水瓶中灌墨水”的问题时,步骤如下:
②用手指挤压笔囊外的弹簧片;
⑤笔囊排出部分空气,体积减小。
③松开手指;
①笔囊里的空气压强减小;
④墨水在大气压的作用下,进入笔囊。
那么正确的顺序为:②⑤③①④。
故选D。
6.【答案】 D
【解析】【分析】根据大气压强的知识分析判断。
【解答】在解释“将玻璃管伸入试剂瓶中吸取药液”的问题时,用到下面五句话:
②用手指挤压玻璃管上端的胶头;
⑤胶头排出部分空气,体积减小。
③松开手指;
①胶头内的空气压强减小;
④药液在大气压的作用下,进入玻璃管。
那么正确的顺序为②⑤③①④。
故选D。
7.【答案】 C
【解析】【分析】分析各个选项中现象中包含的物理原理即可。
【解答】A.用吸管吸牛奶时,吸管中的气压减小,牛奶在大气压强的作用下被压进口中,故A正确不合题意;
B.高压锅较快煮熟饭菜,利用了增大锅内气体压强,提高水的沸点的原理,故B正确不合题意;
C.向漏斗吹气时乒乓球不会下落,是因为球上方气体流速增大,压强变小,而下方气体流速小,压强大的原因,故C错误符合题意;
D.“拔火罐”及拔后皮肤上留下红印的现象,既说明大气有压强,又说明人体内部有压强,故D正确不合题意。
故选C。
8.【答案】 D
【解析】【分析】分析各个选项中的现象包含的物理原理,哪个与大气压强无关,那么它就是正确选项。
【解答】A.用吸管吸饮料,吸管中的空气减少压强减小,饮料在外界大气压强的作用下被压进口中,故A不合题意;
B.用抽水机抽水,抽水机中的螺杆旋转将水向上甩出,从而造成一定真空,那么外界的水在大气压强的作用下被压进抽水机,故B不合题意;
C.用胶头滴管吸取化学试剂,挤压胶囊时,里面空气减少压强减小,在外界大气压强的作用下,试剂被压进滴管,故C不合题意;
D.将注射器针管中的药液注入人体内,依靠的是人对注射器活塞的推力而不是大气压强,故D符合题意。
故选D。
9.【答案】 D
【解析】【分析】根据标准大气压强的值解答。
【解答】人类在地球上生存,已经适应了地球上的标准气压。在空间实验室内,宇航员工作生活的气压应该等于地球上的标准气压,也就是100000Pa。
故选D。
10.【答案】 B
【解析】【分析】分析各个选项中的现象包含的物理原理即可。
【解答】A. 将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中,说明海绵受到的固体压强大,与大气压强无关,故A不合题意;
B. 将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出,是因为大气对纸片产生向上的压强,故B符合题意;
C. 将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平,是因为两边水柱产生的压强相同,与大气压强无关,故C不合题意;
D. 将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差,说明液体产生了压强,与大气压强无关,故D不合题意。
故选B。
11.【答案】 C
【解析】【分析】液体的沸点随压强增大而升高,随压强减小而降低。
【解答】 为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾温度要低于100℃,为此,可采用的办法:把糖汁放在密闭容器中加热,从容器内抽出气体,使糖汁面上的气压小于标准大气压,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
12.【答案】 B
【解析】【分析】分析各个选项中的物理原理,哪个现象与原理不一致,它就是正确选项。
【解答】A.飞机飞行时获得升力,来源于机翼上下表面由于空气流速不同而产生的压力差,原理就是气体压强和流速的关系,故A正确不合题意;
B.水下潜水艇能够上浮,是因为压缩空气将水舱中的水排出后,使潜水艇的重力小于浮力实现上浮,与
液体的压强和深度的关系无关,故B错误符合题意;
C.高山上不易将饭煮熟,是因为高山上大气压强低,而水的沸点随气压的减小而降低,原理是沸点和气体压强的关系,故C正确不合题意;
D.氢气球到高空会破裂,因为高空气压小,氢气球不断膨胀,最终超过限度而爆炸,原理是大气压和海拔高度的关系,故D正确不合题意。
故选B。
二、填空题
13.【答案】 大于;小于;小于
【解析】【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。
14.【答案】 (1)变小
(2)大气压
(3)偏小
【解析】【分析】(1)减小压强的方法:①减小压力;②增大接触面积;
(2)根据大气压强的原理分析解答;
(3)根据二力平衡的知识分析判断。
【解答】(1)聪明座”做成锥形,可使水桶与“聪明座“的接触面积增大,使水桶对“聪明座”的压强变小。
(2)当蓄水箱中的水面刚好淹没聪明座的进气口时,在大气压强的作用下, 水桶中的水不会继续流入蓄水箱中。
(3)当水不流动时,进气口处的内外压强相等,即桶内气压压强与水的压强之和等于外面的大气压强,因此水桶底上方A处的气体压强与桶外大气压强相比偏小。
三、解答题
15.【答案】 (1)1
(2)在 15-30 秒内通过的路程
(3)1444.4帕
(4)上表面流速大,压强小,下表面流速小,压强大,上下表面的压强差大,这个压强差使人在空中滑行的更远。
【解析】【分析】(1)滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去,滑雪板的长1.5m。
(2)滑雪板对水平雪地的压力等于滑雪者与滑雪板总重,由滑雪板的长1.5m、宽0.12m,可求出滑雪板的面积,再根据求出压强。
【解答】(1)因为滑雪板在雪地某点上经过的时间超过一秒,板就会陷入雪中,所以滑雪者必须在1秒内至少通过1.5m的距离,滑雪者的速度最小为:
(2)图丙中阴影部分面积表示在 15-30 秒内通过的路程。
(3)两块滑雪板与雪地接触的总面积:S=1.5m×0.12m×2=0.36m2 , 每块滑雪板质量为1千克,两块滑雪板对地面的压力为:1千克×2×10N/kg=20N/kg,因此当其双脚站立在水平雪地上时,滑雪板对地面的压力:F=G=500N+20N=520N,此时滑雪板对雪地的压强:
(4)图乙为高山跳台滑雪在空中的场景,运动员的姿势很奇特,但却能使他在空中滑行更远的距离,
这是因为上表面流速大,压强小,下表面流速小,压强大,上下表面的压强差大,这个压强差使人在空中滑行的更远。
故答案为:(1)1(2)在 15-30 秒内通过的路程(3)1444.4帕(4)上表面流速大,压强小,下表面流速小,压强大,上下表面的压强差大,这个压强差使人在空中滑行的更远
四、实验探究题
16.【答案】 (1)活塞
(2)C;
(3)偏小
(4)1.024×105
【解析】【分析】(1)根据题目描述可知,当注射器的活塞刚刚被拉动时,它受到的大气压力和弹簧测力计的拉力相互平衡。根据二力平衡的知识可知,此时大气对活塞的压力等于测力计的示数,然后根据压强公式计算出大气压强。
(2)根据F=pS可知,当大气压强相同时,活塞的横截面积越大,它受到的大气压力越大,则弹簧测力计的示数越大。此时拉力超过测力计的量程,即大气压力太大,可以通过减小活塞的横截面积而减小大气压力,据此选择合适的注射器。根据圆柱的体积公式V=SL和压强公式计算大气压强的数值。
(3)如果注射器内残留空气,那么它们会对活塞产生向外的压力。根据F大气=F拉+F内可知,这会导致测力计的示数偏小,即测出的大气压强偏小;
(4)根据图片读出注射器有刻度部分的容积,有刻度的长度和测力计的示数,最后根据(4)中得到的公式计算即可。
【解答】(1)测量中,分析研究的是大气对活塞的压力;
(2)根据题目描述可知,此时应该换用更细的注射器,故选图乙中的C注射器。
注射器活塞的横截面积为:;
则大气压强为:。
(3)将针筒内空气排出时,若针筒中有少量的空气残余,测得的大气压强结果将偏小。
(4)根据甲图可知,注射器的容积为2.5mL时,刻度的长度为4cm,此时弹簧测力计的示数为4.2N,
则大气压强为:。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)