9.3大气压强(课后练习)2021~2022学年初中物理人教版八年级下册
一、选择题(共14题)
1.如图所示的实例中,不是利用连通器原理工作的是
A. 茶壶 B. 离心式水泵
C. 船闸 D. 锅炉水位计
2.如图,是一个自制的水气压计,把它由东宝山的山脚移至山顶,玻璃管中的水柱的高度变化情况是(瓶口密闭不漏气,移动过程中整个瓶子没有与外界发生热传递)( )
A.降低 B.升高 C.先降低后升高 D.先升高后降低
3.如图所示是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强值的科学家是帕斯卡
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为75厘米水银柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差减小
4.下列与蒸发和沸腾有关的说法,正确的是( )
A.蒸发在任何温度下都能发生,故蒸发快慢与温度无关
B.蒸发和沸腾都要吸收热量且温度都保持不变
C.水的沸点为100℃,故沸腾水的温度一定是100℃
D.100℃的水不一定就沸腾,80℃的水不一定就不沸腾
5.下列说法中正确的是( )
A.晶体熔化时放热
B.高压锅可以使锅内液体的沸点升高
C.春天的早晨,经常出现大雾,这是汽化现象
D.教室内用久的日光灯管两端会发黑,这是凝固现象
6.在大气压为1.01×105Pa房间里做托里拆利实验,发现管内水银柱的高度仅为750mm,其原因可能是
A.玻璃管太长了 B.玻璃管倾斜了 C.玻璃管上端进入少量空气 D.玻璃管太粗了
7.下列现象中没有利用大气压强的是
A.把药液注射进肌肉里 B.用吸管吸瓶中的饮料
C.茶壶盖上留有小孔 D.利用离心水泵抽水
8.下列关于物理量的估测,最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力大约10N B.八年级物理课本重约2N
C.教室内大气压强约 D.中学生站立时对地面的压强约2000Pa
9.下列关于大气压的说法错误的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压存在
B.托里拆利最早测出了大气压的值
C.高压锅煮饭时,锅内气压大,水的沸点高
D.青藏高原上的大气压比海平面的大气压高
10.下列有关大气压强的说法正确的是( )
A.在同一地点大气压强的值是固定不变的
B.大气压强随海拔高度的增加而减小,水的沸点也随着降低
C.茶壶利用了连通器原理,茶壶盖上小孔的巧妙设计与大气压无关
D.托里拆利实验中,若有空气进入玻璃管内,则测出的大气压强值比实际值偏大
11.下列事例中利用大气压强的是( )
A.护士给病人注射肌肉针 B.用吸管喝饮料
C.飞机的机翼设计成流线型 D.用压力锅做饭
12.下列事例中,利用大气压作用的是( )
A.吸管吸饮料
B.菜刀磨得锋利
C.铁路铺设枕木
D.潜水穿潜水服
13.如图所示,当用吹风机对着倒扣在水中的圆底烧瓶吹热风时,关于瓶内液面变化正确的说法是
A.下降 B.上升 C.不变 D.先上升后下降
14.以下数据最接近生活中实际值的是( )
A.托起一个鸡蛋所用的力大约是
B.一名中学生的重力约为
C.中学生双脚站立时对水平地面的压强约为
D.海平面附近的大气压为
二、综合题(共6题)
15.小红在左侧封闭的U形管内装上适量带颜色的水,制成一个如图所示的气压计。在香山脚下,小红记下右侧(开口端)的水面在A处,将此气压计由香山的山脚平移至山顶,且移动过程中管内水的温度没有发生变化,则右侧管中的水面将_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
16.在课外活动中同学们举行爬杆比赛,有同学沿竖直竹竿匀速向上爬,该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直______(选填“向上”“向下”)。取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插人水中。从管子上端吹人少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面______(选填“上升”“下降”或“不变”)。乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在______(选填“上升”“下降”或“静止”)。
17.物理知识在生活中有广泛的应用,如图(a)所示的装置是利用了_____的知识;如图(b)所示的船闸是利用_____原理工作的;如图(c)金属锥的头部尖细锋利,是为了能产生很大的______;
18.阅读短文,回答问题。
奔跑的水滴
水滴入温度比沸点略高的热锅中,很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时,水滴入锅中后会不停滚动,到处乱跑,这个过程能持续几十秒甚至几分钟,这种现象就是莱顿弗罗斯特现象,也叫莱顿弗罗斯特效应(莱氏效应)。
1732年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象,因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。1756年,莱顿弗罗斯特深入研究后发现:当水或其它液体接触炙热物体表面时,接触处的液体急剧汽化,形成一层蒸汽膜,蒸汽托住液滴,使液滴与物体表面分离,蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点(Leidenfrost point)时,液体便会产生莱顿弗罗斯特现象,粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃,莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。
莱氏效应主要应用于航天科学。生活中,厨师热锅时,会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中,表演者先沾湿双脚,光脚快速走过火堆,而不易被烫伤。2014年,旨在关注渐冻人症(ALS)的“冰桶挑战”活动风靡全球,但俄罗斯科学家安东·科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲,他把一桶零下196℃的液氮倒在头上,人却安然无恙。(以上危险活动,非专业人士切不可尝试!)
(1)莱氏效应表明,水蒸气的导热性能比水______(选填“好”或者“差”);
(2)发生莱氏效应时,水的沸点______(选填“升高”或者“不变”或者“降低”);
(3)挑战者将液氮浇在身上,人却安然无恙,是因为______(选填“水”或者“氮”)蒸气对人体起到了保护作用;
(4)下列说法正确的是(______)
A.只有液体才能发生莱氏效应
B.锅的温度越高,滴入锅中的水汽化就越快
C.只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应
D.发生莱氏效应时水的汽化速度减缓
19.阅读短文,回答问题。
负压病房
新冠肺炎疫情期间,火神山和雷神山医院的负压病房在救治重症患者及保护医护人员方面起了非常大的作用。负压病房是指在特殊的装置作用下,使病房内的气压低于病房外的气压,这样的话,从空气的流通来讲,就只能是外面的新鲜空气流进病房,病房内被患者污染过的空气不会泄露出去,而是通过专门的通道及时收集到固定的地方。这样病房外的地方就不会被污染,从而减少了医务人员被感染的概率。负压病房的功能主要有两点,一是利用负压原理隔离病原微生物,同时将室内被患者污染的空气经特殊处理后排放,不会污染环境;二是通过通风换气及合理的气流组织,稀释病房内的病原微生物浓度,并使医护人员处于有利的风向段,保护医护人员工作安全。负压病房一般由病房、缓冲间、卫生间三部分组成,如图所示。
(1)负压病房内的气体压强_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)室外大气压,空气从 ___________流向 ___________(后两空均选填“室内”或“室外”)
(2)在抢救重症患者的时候,医生需要穿上专门的密封防护服。为保护医生,防护服内气压应_________ (选填“大于”“小于”或“等于”)病房内的气压。
20.如图所示高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体减小.现有一个直径为24cm,空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为80g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa.下表为不同气压下水的沸点:g取10N/kg
p/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.48 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
(1)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压__________(填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾.用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点___________(“升高”或“降低”),从面使饭菜熟得更快;如果想降低锅内液体的沸点,使高压锅能更安全使用,可以再配一个质量比原来的限压阀____________(选填“大”或“小”)的新限压阀.
(2)下列说法中正确的是(_______)
A.水沸腾时,水中产生大量的气泡,上升,变小
B.当锅密闭工作时,锅内气压越大,水的沸点越高
C.高压锅的手柄较宽大是为了增大手柄对手的压强
D.高压锅气阀上方的“白气”是汽化现象
(3)此高压锅内气体达到的最大压强_________Pa,查表可知,锅内水的最高温度能达到_________℃.
参考答案
1.B
【详解】
A.茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,不符合题意;
B.离心式水泵是利用大气压工作的,符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,不符合题意;
D.锅炉水位计是利用连通器的原理制成的,不符合题意.
2.B
【详解】
瓶内气压不变,它等于大气压和细玻璃管内水柱产生的压强之和,当高度增加时,大气压减小,细玻璃管内水柱产生的压强增加,故ACD错误。
故选B。
3.D
【详解】
A.因玻璃管的上端是封闭的,所以此装置不是连通器,故A错误;
B.第一次利用此装置测出大气压强的科学家是托里拆利,故B错误;
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强,因大气压是变化的,测量值不一定为75厘米水银柱高,故C错误。
D.位置较高处的大气压较低,玻璃管中水银柱的高度就会下降,将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差减小,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】
A.蒸发在任何温度下都能发生,在液体上方空气流通情况及液体表面积相同的条件下,温度越高,蒸发越快,故A错误;
B.蒸发和沸腾都属于汽化现象,都要吸收热量,蒸发吸热有致冷作用,物体的温度降低,故B错误;
C.水在一个标准大气压下的沸点为100℃,气压增大(减小),水的沸点升高(降低),水的沸点不一定是100℃,故C错误;
D.沸腾的条件是达到沸点且继续吸热, 达到100℃的水若不能吸热则水不会沸腾;在气压较低的条件,80℃的水若能继续吸热,则80℃的水有可能沸腾,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.晶体熔化过程中吸热温度不变,故A错误;
B.高压锅的密封性强,使用时可以增大气压,提高水的沸点,食物在高温下,可以短时间内煮熟,故B正确;
C.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故C错误;
D.用久的日光灯管两端会发黑是钨丝先升华后凝华形成的,故D错误。
故选B。
6.C
【解析】
在大气压为1.01×105Pa房间里做托里拆利实验,管内水银柱的高度应该为760mm,而管内水银柱的高度仅为750mm,其原因可能是玻璃管上端进入少量空气,这些空气产生的压强相当于10mm水银柱产生的压强.所以选C.
7.A
【详解】
解答:A. 把药液注入肌肉,是靠活塞推进产生的压强,不是利用大气压强.B. 吸管吸饮料是利用大气压强.吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里.C. 茶壶盖上的小孔使壶内的气压与外界大气压强相等,倒水时使得壶内和壶外的气压相互抵消,使得水由于重力的原因能流出壶外,故该选项也是利用大气压.D. 离心式水泵抽水,就是利用大气压强把水压上来的.
故选A.
8.B
【详解】
A.托起两个鸡蛋的力大约1N,故A不符合题意;
B.八年级物理课本质量约为200g,0.2kg,故所受的重力约2N,故B符合题意;
C.教室内大气压强约,故C不符合题意;
D.中学生站立时对地面的压强约
故D不符合题意。
故选B。
9.D
【详解】
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压存在,故A正确,不符合题意;
B.托里拆利利用汞柱最早测出了大气压的值,故B正确,不符合题意;
C.气压越大,沸点越高。高压锅煮饭时,锅内气压大,水的沸点高,故C正确,不符合题意;
D.海拔越高的地方,气压越低。青藏高原上的大气压比海平面的大气压低,故D错误,符合题意。
故选D。
10.B
【详解】
A.大气压的大小与天气、气候等因素有关,所以大气压是变化的,故A错误;
B.大气压随着海拔高度的增加而减小,液体的沸点随气压减小而降低,所以此时水的沸点会降低,故B正确;
C.壶身和壶嘴上端开口,底部连通,是连通器;壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出,故C错误;
D.托里拆利实验中如有空气进入玻璃管内,此时玻璃管内的气压加上汞柱产生的压强等于大气压强,汞柱的高度会下降,由
p=ρgh
分析可知,测出的大气压强值比实际值偏小,故D错误。
故选B。
11.B
【解析】A、护士给病人注射肌肉针利用了受力面积越小,固体的压强越大的道理;
B、用吸管喝饮料是利用大气压强作用使饮料进入口中的;
C、飞机的机翼设计成流线型利用流体流速大的地方压强小的关系;
D、用压力锅做饭利用液体的沸点与气压的关系。
故选B
12.A
【详解】
A.用力一吸气,吸管内的气压减小小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,故利用了大气压,故A项符合题意;
B.菜刀磨得锋利,这是在压力大小一定时,通过减小受力面积来增大压强的,与大气压无关,故B项不符合题意;
C.铁路铺设枕木,这是在压力大小一定时,通过增大受力面积来减小压强的,与大气压无关,故C项不符合题意;
D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服,是为了承受更大的水压,不是大气压的作用,故D不符合题意。
故选A。
13.A
【详解】
吹风机对着倒扣在水中的圆底烧瓶吹热风时,热风的温度高于烧瓶的温度会发生热传递,热量传递给烧瓶内的空气,空气受热膨胀,瓶内气压随之升高而大于外界大气压强,进而使瓶内液面下降,故A选项符合题意;
14.C
【详解】
A.托起两个鸡蛋所用的力大约为1N,故A不符合题意;
BC.一名中学生的质量约为50kg,则所受的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
而中学生与地面的接触面积约为500cm2,所以他对地面的压强
故B不符合题意,C符合题意;
D.海平面附近的大气压约为760mmHg,故D不符合题意。
故选C。
15.升高
【详解】
在香山脚下,瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和,即p=p0+ρgh,h为玻璃管两液面的高度差。从山脚到山顶的过程中,瓶内气体压强p不变,而大气压p0变小,所以h应变大,玻璃管中水柱升高。
16.向上 上升 下降
【详解】
匀速上爬时,该同学在竖直方向上受重力和摩擦力,两个力平衡,方向相反,所以摩擦力方向竖直向上。
若拿着瓶子从一楼上到六楼时,由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压,故细玻璃管里的水面上升。
乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯的位置相对于地面发生了变化,则观光梯向下运动,即观光梯正在下降。
17.大气压 连通器 压强
【详解】
图(a)所示的装置是吸盘,是利用大气压的知识。
图(b)所示的船闸是利用连通器原理工作的。
图(c)金属锥的头部尖细锋利,是为了减小受力面积能产生很大的压强。
18.差 不变 氮 D
【详解】
(1)发生莱氏效应时,水滴和高温物体表面之间形成一层蒸汽膜,现象是水汽化的更慢,说明水蒸气的导热性能比水差。
(2)水的沸点跟大气压有关,发生莱氏效应时大气压并没有发生变化,所以水的沸点不变。
(3)挑战者将液氮浇在身上,液氮迅速汽化,在液氮和人的皮肤表面之间形成一层氮气膜,从而保护人的皮肤,所以是因为氮蒸气对人体起到了保护作用。
(4)A.莱顿弗罗斯特现象也适用于干冰,干冰是固体,所以A错误;
B.由于莱顿弗罗斯特现象,锅加热到温度很高时,水滴能持续几十秒甚至几分钟,所以B错误;
C.当物体温度达到莱顿弗罗斯特点时,液体便会产生莱顿弗罗斯特现象,比如粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃,所以C错误;
D.由(1)可知,发生莱氏效应时水的汽化速度减缓,所以选项D正确。
故选D。
19.小于 室外 室内 大于
【详解】
(1)由题干信息可知,负压室内气体压强小于室外的大气压,空气从室外流向室内。
(2)因为负压病房内的气压小于大气压,而人体内的气压跟大气压相似,防护服内的气压接近大气压,医生所穿的防护服内的气压应大于病房内的气压,这样能有效防止病毒进入防护服。
20.低于 升高 小 B 1.8×105 117
【详解】
(1)大气压与海拔高度有关,海拔越高,气压越低,沸点越低;在高原上,气压低于一个标准大气压,所以,水的沸点低于100℃,水在未达到100℃时开始沸腾;又因为液体的沸点与气压有关,气压越大,水的沸点越高,所以高原上使用高压锅可使饭菜熟得更快;如果想降低锅内液体的沸点,则应减小锅内的气压,可以再配一个质量比原来的限压阀小的新限压阀;
(2)水沸腾时,水中产生大量的气泡,并且气泡在上升的过程中不断吸热而逐渐变大,故A错误;
当锅密闭工作时,锅内气压越大,水的沸点越高,故B正确;
高压锅的手柄较宽大可以增大与手的接触面积从而减小压强,故C错误;
高压锅气阀上方的“白气”,是温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D错误.
(3)根据题意知道,限压阀对出气孔的压力是:F=G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,空心柱小孔的横截面积是:S=10mm2 =1×10-5 m2,当时的大气压是p0 =1×105 Pa时,限压阀对出气孔的压强是: =1.8×105 Pa,对照表格数据知道,锅内水的最高温度能达到117℃.