2.3大气的压强 同步练习含解析

八年级上册科学2.3大气的压强同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．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，根据现象，下列判断错误的是（　　）
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，水柱高度h减小
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现象的影响
D．水柱高度h越大，瓶内外气体压强差越大
2．如图所示的“负压病房”在抗击新冠肺炎疫情中发挥了重要作用。所谓“负压病房”是指病房内的气压低于病房外的气压。这样既能保证向室内提供新鲜空气，还能在特殊装置下，实现将病房内被污染的空气通过专门通道排放到固定地方进行无害化处理，避免医护人员交互感染。下列处于“负压”状态的是（　　）
A．漏气的气球 B．烧煮中的高压锅 C．吸饮料过程中的吸管 D．高空飞行中的飞机机舱
3．下列有关大气压的说法正确的是（　　）
A．大气压的值总是等于1.01×105Pa
B．覆杯实验和“瓶吞鸡蛋”说明了大气压的存在
C．一个标准大气压能支持1.01m高的水柱
D．高压锅内气压越高，液体沸点越低
4．在平南高铁站，离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车，以免产生危险，这主要是因为高速列车经过时，列车与人之间的（　　）
A．空气流速增大，压强减小 B．空气流速减小，压强减小
C．空气流速增大，压强增大 D．空气流速减小，压强增大
5．老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验：图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置，三节管中分别接有三个相同传感器的探头，传感器与电脑相连。老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气，电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t图像如图乙所示。则下列描述正确的是（　　）
A．抽气过程中，三节管中的气体流速相同
B．实验室的大气压为101.0kPa
C．0-4s，A管中的气体压强变化最大
D．图像③是C管中的气体压强随时间变化的图像
6．下列四副图所呈现的情景中，主要利用流体的“流速越大，压强越小”这一原理的是（　　）
A．卫星升空 B．飞机升空
C．动车高速行驶 D．潜水艇下潜
二、填空题
7．在新型冠状病毒肺炎疫情常态化防控期间，我们每天都要做到勤洗手。如图所示，用力向下按压洗手液瓶的手柄，松手后，洗手液便会从导液管通过进液阀门进入储液筒，这是由于洗手液瓶中的气压___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）储液筒中的气压。
8．___________实验首次证明了大气压的存在而且很大，托里拆利实验首次测出了1标准大气压的值1.01×105Pa，该实验如果换成煤油来做（玻璃管足够长），ρ煤油=0.8×103kg/m3，g=10N/kg，那么标准大气压支持煤油的高度约为________ m（保留一位小数）。
9．如图，玻璃瓶侧壁有三个用木塞塞住的小孔a、b、c，一根两端开口的管子，上端穿过软木塞与大气连通，另一端浸没在液体中，管中的液面和b孔等高，瓶内的液面比a孔的位置高。
（1）此时瓶内气压______外界大气压。（填“大于”“小于”或“大于”）
（2）当拔去孔______的木塞，水会流出瓶外，理由是______。
三、探究题
10．新建的广场喷泉引起了同学们的好奇：喷水时，“泉水”中央有一颗硕大的石球不停地翻滚。这是怎么回事？同学们有种种猜测。小玲联想所学知识，意识到这个问题可能跟“流体压强与流速的关系”等方面的知识有关，她与同学们反复讨论，设计了一个模拟实验并获得了成功，如图（a）为实验情景。
实验器材：圆珠笔杆、乒乓球、软管、自来水等。
实验步骤：
①取圆珠笔杆作为喷管，通过软管接于自来水水龙头上。打开水龙头，自来水从笔杆尖端竖直向上喷出水束。
②将乒乓球放在水束上方，观察乒乓球的情况。
观察结果：多次实验表明，乒乓球能稳定在水束上方旋转。
分析讨论：
（1）乒乓球能稳定在水束上方某一位置，是因为它在竖直方向受到平衡力作用的缘故。乒乓球在水束上方旋转，是由于水对乒乓球左右两侧向上的推力不相等所造成的，从图（b）中乒乓球的旋转情况看，此时水束对乒乓球左侧向上的推力_______（选填“大、于”或“小于”）右侧；在多次实验中，每次乒乓球旋转的方向________（选填“一定相同”、“一定不同”或“不一定相同”）。
（2）如图（b），水束略偏左，球为什么没有向右远离而下落呢？这是因为，左侧水的流速与右侧水的流速不同导致左侧水的压强_______右侧水的压强，使球在水平方向能维持平衡。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
11．如上图小明利用2mL的注射器、弹簧测力计和刻度尺，估测本地的大气压值。
（1）实验中，分析研究的对象是大气对___________（填“针筒”、“活塞”）的压力；首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，这样做的目的是_______；
（2）当活塞相对于针筒开始滑动时，可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对________（选填“平衡力”或“相互作用力”）；
（3）如图甲所示，小明将活塞推至注射器的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢拉动注射器针筒，当活塞相对针筒停止滑动，活塞平衡时弹簧测力计示数为4.9N，用刻度尺测出活塞上有刻度部分的长度为4cm，则本地大气压的测量值为________Pa；
（4）判断实验结果的准确性，小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压，示数如图乙所示，其值为________Pa；
（5）对比两次实验结果，小明认为出现此现象的原因可能是________；
A． 弹簧测力计的示数没有读准 B． 注射器中有空气未排尽
C． 活塞与注射器筒壁间有摩擦 D． 注射器漏气
（6）小明发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推动活塞的过程中，推动越费力，由此小明猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越大。为了验证自己的猜想，小明用一个20mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上，通过推拉活塞，测得数据记录如表：
封闭气体体积V/mL 4 6 8 10 12
封闭气体压强p/kPa 120 80 60 48 40
根据表中的数据可得出封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为：p=____（不要求换算和书写单位）
12．覆杯实验是科学教材中的经典实验。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究。当取一个高为18cm的杯子中装入部分水（如图乙），倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度（如图丙），在杯口和盖片之间形成一段液桥。
空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75
液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123
（1）做覆杯实验时按图所示顺时针旋转360°目的是证明___________
（2）改变杯子内空气柱高度，盖上轻质盖片并倒置，测出相应液桥长度，得到数据如表丁，可待出的结论是___________；
（3）相关实验表明：空气会从液桥进入，液桥越长空气越容易进入，覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验，最不可能成功的是___________ 。
A． B． C． D．
13．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。用测量步骤中的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；
14．小丽要外出旅游，为防止阳台上的盆栽植物缺水，想制作一个自动浇花装置。她在瓶底与瓶盖上各开一个小孔，瓶内装水（如图甲）。发现水从瓶盖小孔快速流出，不能实现长期自动供水。如何才能实现长期自动供水呢？小丽和拓展小组的同学进行了如下研究。
（实验研究）只在瓶盖上开一个小孔，装入4/5的水，留下1/5的空气，瓶子倒放（如图乙）。在20℃的恒温室内，用40℃的湿毛巾裹在瓶子有气体部位，观察记录1小时内发生的现象。
（实验记录）开始时小孔只滴水（如图丙）；一段时间后停止滴水，没有气泡进入；然后小孔只进气泡、不滴水（如图丁）；最后既不滴水也不进气泡。测出有关科学量，并绘制成图（如图戊）。换用25C、30℃、35℃、45℃的湿毛巾重复试验，均产生类似现象。
（实验分析）（1）瓶子倒置后，瓶内液体对瓶盖存在______；
（2）瓶子内气体吸收毛巾上的热量后温度会升高，一段时间后逐渐恢复至室温。结合装置滴水的原理以及戊中曲线的变化规律，分析A，B，C，D四点，其中______点瓶内气体温度最高；
（实验预测）（3）若用低于环境温度的湿毛巾包在乙瓶子外部，1小时内可观察到的现象是______；
四、简答题
15．小杰家的压力锅锅盖上标有“XX铝制品厂压力锅”的字样，高压锅的横截面积为4.0×10-2m2， 限压阀的质量为100.8g，排气孔的横截面积为7mm2；求：（g取10N/kg，外界大气压强为1标准大气压取1×105Pa）
（1）锅内气体的压强最大可达多少？
（2）锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全？
（3）设锅内压强每增加3.6×103Pa，水的沸点就相应的增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？
16．将酒精棉点燃放入瓶中，再将去壳的熟鸡蛋堵住瓶口，会看到瓶子把鸡蛋“吞”进去的现象，如图1所示。小徐对此现象进行的解释是：瓶中空气受热后逸出，且部分被消耗，变得稀薄，对鸡蛋的托力变小，所以鸡蛋在重力作用下进入瓶中。小金认为，上述解释有误，于是进行了如图2所示的实验，将酒精棉花点燃后放入瓶中，手拿着瓶子使瓶口向下，再将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口，鸡蛋也能被“吞入”瓶中。小徐思考后重复图2实验，发现成功率较低。通过比较图1和图2瓶子摆放的位置，她将实验进行微调，大大提高了实验成功事，请结合以上实验谈谈小金设计图的目的和实验成功的解释原理及小徐提高成功事的改进做法。
17．高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可以将食物加热到100℃以上。它省时高效，深受消费者欢迎。图甲为高压锅的构造，高压锅出气孔的横截面积约为12毫米2，压在出气孔上的限压阀的质量为84克。图乙为水的沸点与气压的关系图像。（大气压强取1.0×105Pa）
（1）高压锅是利用____________________原理工作的。
（2）通过计算并对照图像说明，利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？__________
（3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，你认为需要怎样改进？____________________
18．某科学小组的同学针对普通高压锅不能调节温度的缺点，对普通高压锅进行了技术改造，如图：
（1）工作原理：调节螺丝可以上下旋转，当往下旋转时，弹簧对限压阀的压力变大，高压锅内气压变大，锅内水的沸点______。
（2）已知调节螺丝每向下旋转1毫米，弹簧对限压阀的压力就增大0.1牛，大气压强为1.0×105帕，限压阀质量为50克，排气孔面积8×10-6米2，且测得水的沸点与气压的关系如表，当调节螺丝下旋转5毫米时，此高压锅内煮食物时能达到的最高温度约为多少？（______）（g取10N/㎏）
气压P/（×105帕） 1.1 1.2 1.4 1.7 2.0 2.3 2.7 3.1 3.6
水的沸点/℃ 100 105 110 115 120 125 130 135 140
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
A．往瓶中吹气后，瓶内气压增大，大于外界的大气压强，根据p内=p大气+p水可知，玻璃管内水柱压强增大，因此水柱高度增大，故A错误，符合题意；
B．根据p内=p大气+p水可知，水柱高度增大，则水柱压强增大，因此大气压强减小，故B正确，不符合题意；
C．当瓶子的温度发生改变时，瓶内气压也会发生改变，会对实验测量产生影响，故C正确，不符合题意；
D．根据p内=p大气+p水可知，水柱高度h越大，则水柱压强越大，说明瓶内外气体压强差越大，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
A．漏气的气球，气球内的气压大于大气压强，故A不符合题意。
B．烧煮中的高压锅，锅内的压强大于大气压强，故B不符合题意。
C．吸饮料过程中的吸管，吸管内的气压小于大气压强，故C符合题意。
D．高空飞行中的飞机机舱，机舱内的气压大于外界大气压强，故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
A．大气压的值不是固定不变的，它会受到天气和高度的影响，故A错误。
B．覆杯实验和“瓶吞鸡蛋”中，都能说明大气压强的存在，故B正确。
C．一个标准大气压能支持水柱高度约为
故C错误。
D．高压锅内气压越高，液体沸点越高，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢，根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。
故选A。
5．C
【详解】
A．在图甲的装置中，当用抽气机抽气时，在同一时间内，通过每个管子的气体总量相同，细管内气体流速比粗管内气体流速大，粗管内气体流速小，故A管内的气体流速最大，B管内的气体流速次之，C管内的气体流速最小，故A错误。
B．观察p-t图像可知，开始抽气前大气压为101.3kPa，即实验室的大气压为101.3kPa，故B错误。
CD．因为A管内的气体流速最大，B管内的气体流速次之，C管内的气体流速最小，气体压强变化最小，故C管压强最大，B管次之，A管最小；由图可知，在相等的时间内，③的压强变化最大，故可判断气体压强变化最大的是A管。即图像③是A管中的气体压强随时间变化的图像，故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．卫星升空，是利用了力的作用的相互性，与流体压强与流速的关系无关，故A不合题意。
B．飞机飞行时，飞机的机翼上方突起，机翼上方空气流速大于下方空气流速，根据流体流速越大压强越小，机翼上方空气压强小于下方压强，飞机受到向上的升力作用。利用了“流体流速越大，压强越小”原理，故B符合题意。
C．动车高速行驶，利用改变车身形状头部尖的方法减小了空气阻力，与流体压强与流速的关系无关，故C不合题意。
D．潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的，其原理是浮力，故D不合题意。
故选B。
7．大于
【详解】
[1]用力向下按压洗手液瓶的手柄，松手后，洗手液便会从导液管通过进液阀门进入储液筒，这是由于洗手液瓶中的气压大于储液筒中的气压。
8．马德堡半球 12.6
【详解】
[1]马德堡半球证明了大气压的存在而且很大。
[2]1标准大气压支持煤油的高度为
9．小于 c 瓶内气压加上c处水深产生的压强大于大气压（瓶内气压加上b处水深产生的压强），水才会流出
【详解】
（1）[1]设瓶内气压为p0，大气压为p大。由题知，管中的液面和b孔等高，p0加上hb水深产生的压强等于大气压p大，所以此时瓶内气压小于外界大气压。
（2）[2][3]当拔去孔c的木塞，水会流出瓶外。因为瓶内气压加上c处水深产生的压强大于大气压（瓶内气压加上b处水深产生的压强），水才会流出。
10．大于 不一定相同 小于
【详解】
（1）[1][2]乒乓球在水束上方旋转，是由于水对乒乓球左右两侧向上的推力不相等所造成的，从图（b）中乒乓球的旋转情况看，此时水束对乒乓球左侧向上的推力大于右侧；在多次实验中，每次乒乓球旋转的方向不一定相同。
（2）[3]如图（b），水束略偏左，球为什么没有向右远离而下落呢？这是因为，左侧水的流速与右侧水的流速不同导致左侧水的压强小于右侧水的压强，使球在水平方向能维持平衡。
11．活塞 排尽针筒里的空气，防止残留在针筒里的空气对实验结果造成干扰 平衡力 9.8×104 1×105 ABD
【详解】
（1）[1][2]实验中，分析研究的对象是大气对活塞的压力；首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，这样做的目的是：排尽针筒里的空气，防止残留在针筒里的空气对实验结果造成干扰。
（2）[3]当活塞相对于针筒开始滑动时，活塞处于平衡状态，则可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对平衡力。
（3）[4]注射器活塞的横截面积
则大气压强为
（4）[5]根据图乙可知，胎压计示数为
100kPa=105Pa
（5）[6]A．弹簧测力计的示数没有读准，那么读出的示数可能偏小，导致计算出的大气压强偏小，故A符合题意；
B．注射器中有空气未排尽，会对活塞产生向外的压强，从而导致弹簧测力计的示数偏小，即计算出的大气压强偏小，故B符合题意；
C．活塞与注射器筒壁间有摩擦，根据F=f+F大气可知， 会导致测力计的示数偏大，即计算出大气压强偏大，故C不合题意；
D．注射器漏气时，会有空气进入，导致测力计的示数偏小，即计算出的大气压强偏小，故D符合题意。
故选ABD。
（6）[7]将表格中每组数据中的体积和压强相乘，乘积都等于480，则二者成反比例关系，数学关系式为
12．大气向各个方向都有压强 （杯子高度一定），随着空气柱高度的增大，液桥高度先增大后减小 B
【详解】
（1）做覆杯实验时按图所示顺时针旋转360°目的是证明：大气向各个方向都有压强。
（2）改变杯子内空气柱高度，盖上轻质盖片并倒置，测出相应液桥长度，得到数据如表丁，可待出的结论是：（杯子高度一定），随着空气柱高度的增大，液桥高度先增大后减小。
（3）根据图片可知，图B中空气柱大约等于杯子的高度的一半，即约等于9cm，此时液桥最长，实验最不容易成功，故选B。
13．活塞 C 偏小 1.024×105
【详解】
（1）[1]该实验中以活塞为研究对象，分析研究的是大气对活塞的压力。
（2）[2]因为大气的压强是一定的，根据公式F=pS可知，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用小量程注射器，故选C。
[3]注射器活塞的横截面积为
则大气压强为
（3）[4]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）[5]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
14．压强 B 瓶内先进气泡，然后向外滴水
【详解】
（1）[1]杯子倒置后，液体有压强作用在瓶盖上。
（2）[2]该装置是通过气压的改变来实现自动滴水的。当瓶内气体开始吸收毛巾上的热量时，气压变大，大于外界气压，则水会流出来，在A点流水速度最大，即瓶内的压强最大，随着滴水，瓶内的压强逐渐变小，滴水的速度越来越慢，同时瓶内气体继续吸收热量，在B点时，既不滴水也不进气；经过B点后，瓶内进入气体，使得瓶内气体的内能减小，即瓶内气体在B点的内能是最大的。随着毛巾的温度和瓶内的温度会降低，瓶内气体逐渐增多，气压也会增大，最终平衡，即C、D时刻瓶内气体的内能都小于B时刻的内能。
（3）[3]使用低温毛巾时，瓶内气体的热量会传递给毛巾，从而导致瓶内气体温度降低，压强减小，小于外界气压，则瓶内会先进气泡，一段时间后瓶内气体从外界吸收热量，导致压强增大，则会向外滴水。
15．（1）；（2）5.76×103N；（3）140℃。
【详解】
解：（1）锅内最大压强为：
（2）锅盖所承受的最小压力为
F=pS′-p0S′=（p-p0）S′=（2.44×105Pa-1.0×105Pa）×4.0×10-2m2=5.76×103N
（3）锅内压强增加了
p=p-p0=2.44×105Pa-1×105Pa=1.44×105Pa
水的沸点增高
所以锅内温度最高可达
t=100℃+40℃=140℃
答：（1）锅内气体的压强最大可达；
（2）锅盖至少要能承受5.76×103N的力才能保证安全；
（3）锅内的最高温度可达140℃。
16．小金使瓶口向下的目的是可以排除鸡蛋重力的影响；解释原理：酒精棉点燃放入瓶中后，瓶内空气受热逸出，且部分被消耗，变得稀薄，瓶外气压大于瓶内的气压，所以鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶中。小徐改进方法：可以将图2中瓶中水平放置进行实验。
【详解】
在图1中，由于鸡蛋的重力是竖直向下的，与大气对鸡蛋的压力方向相同，因此鸡蛋浸入瓶中，就不可避免的有重力的影响。而图2中，大气对鸡蛋的压力向上，而重力向下，此时鸡蛋受到的合力是大气压力和重力的差，比实际的大气压力小，从而使鸡蛋不容易进入瓶内。为了排除重力的影响，可以将瓶子水平放置。
17．气压增大，水的沸点升高 115~116℃左右 在保证高压锅安全使用的前提下，增加限压阀的质量
【详解】
解：（1）高压锅锅内的水蒸气在顶开限压阀之前不能“跑”出去，使得锅内气压不断增大，引起水的沸点升高。
（2）安全阀对出气孔产生的压力
F=G=mg=84×10-3kg×10N/kg=0.84N
出气孔面积
S=12mm2=12×10-6m2
安全阀对出气孔产生的压强
此时锅内气压
p′=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa
查表可知此时的水的沸点是115~116℃左右。
（3）在保证高压锅安全使用的前提下，可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点。
答：（1）气压增大，水的沸点升高；
（2）利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是115~116℃；
（3）在保证高压锅安全使用的前提下，增加限压阀的质量。
18．升高 125℃
【详解】
（1）[1]液体上方的气压越大，则液体的沸点越高。
（2）[2]限压阀的重量为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
当调节螺丝下旋转5毫米时，弹簧对限压阀的压力为0.5N，则限压阀对出气孔的压力为
F=0.5N+0.5N=1N
高压锅内气体能达到的最大压强为
查表可知，此高压锅内煮食物时能达到的最高温度约为125℃。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页