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人教版八年级(下册) 第九章《压强》
第3节 大气压强 精选练习
一、夯实基础
1.地球周围包围着一层厚厚的大气,由于受到重力作用且具有流动性,大气会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做 。德国马德堡市市长奥托·格里克做了著名的 实验证明了大气压强的存在且很大。
2. 五一假期小明全家从上海到西藏游玩,到达西藏后,小明感到呼吸有些困难,爸爸告诉他这是由于西藏地区海拔高,大气压比上海 的缘故;并且告诉小明大气压对液体的沸点也有影响,气压越低,液体的沸点越 (选填“高”或“低”),所以当地烹饪牛羊肉以烧烤为主。
3.小王同学暑期在云南腾冲旅游时,从海拔3780米高的高黎贡山峰带了个拧紧盖子的塑料瓶(如图1(a)所示)下山,当晚回到海拔1600米的腾冲县城时,发现随身携带塑料瓶的形状发生了变化(如图1(b)所示)。造成这一现象的主要原因是随着海拔高度的降低,空气密度______,大气压也随之________;而瓶内气体由于密闭,气压几乎___________,因此是__________导致塑料瓶发生如此变化。
4.图2所示为 实验装置,使用该装置的目的是___________;若实验时玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。1标准大气压能托_____厘米高的水银柱,约合_______帕。
5. 用来测定__________的仪器叫气压计,常用的气压计有________和________。如图3所示,灭火器上的仪表实际上是__________。
6.如图4所示,小杨在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,使水上升到瓶口以上适当位置,便制成了简易气压计。根据玻璃管内水柱h的高低,可以判断外界大压强的大小。
(1)小杨发现玻璃管内水柱h的高度太小,你应该怎样改进: 。
(2)如果大气压变小,则玻璃管内水柱将_______(选填“升高”或“降低”)。
(3)将简易气压计从一楼移到四楼过程中,发现玻璃管内水柱升高,说明 。
(4)小杨将简易气压计放在阳光下,过一会儿,他发现玻璃管内水柱发生了变化,这现象说明,简易气压计的测量结果会受到 影响。
7.如图5所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为_____mm。
(2)通过计算可知当时的气压为_____pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将_____,水银柱的长度将_____。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要_____。(选填“偏大”或“偏小”)
8.下列装置中,不是利用大气压强工作的是( )
9. 小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A. 用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B. 将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C. 让空易拉罐从高空处下落撞击地面易拉罐变瘪
D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
10. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,如图7所示,结果是( )
A. 仍是满罐水 B. 水将流出一部分
C. 水将全部流出 D. 以上答案都不对
11.如果用水代替水银做托里拆利实验,那么玻璃管长度至少是 ( )
A.1米 B.11米 C.76米 D.760米
12.小明在学习完“大气压强”后,从网络上查阅到我国主要城市中心区平均海拔高度及通常情况下的大气压值和水的沸点的统计数据,如下表:
城市 海拔高度(米) 大气压(千帕) 水的沸点(℃)
上海 4.5 100.53 100
成都 505.9 94.77 98.4
贵阳 1071.2 88.79 96.6
兰州 1517.2 84.31 95.2
拉萨 3658.0 65.23 88.4
根据以上信息回答:
①水的沸点与大气压的关系是 。
②海拔高度为3000米处,水的沸点可能是 。
A.75℃ B. 83℃ C.90℃ D.100℃
③用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,如图8所示。若将此瓶从上海带到拉萨,将会观察到瓶口上的橡皮膜 (选填“向上凸起”或“向下凹陷”)。这是因为 。
二、巩固提高
13. 如图9所示实验现象,不能说明大气压强存在的是( )
14.将盛水的烧瓶加热,水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,并迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图10所示。关于烧瓶内的水,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水的内能减小,不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
15. 如图11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,为防控提供了最“硬核”的支撑。
从空气流通的角度分析,“负压病房”能有效阻断病毒传播到室外的原因是( )
A. 病房内的气压低于病房外的气压,室外新鲜空气可以流入室内
B. 病房内的气压低于病房外的气压,室内空气可以直接流入室外
C. 病房内的气压高于病房外的气压,室外新鲜空气可以流入室内
D. 病房内的气压高于病房外的气压,室内空气可以直接流入室外
16. 如图12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
17.如图13所示该装置是 实验装置,当时的大气压值为 厘米汞柱。
18.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A. 回声的产生 B. 彩虹的形成 C. 利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A. 托里拆利实验 B. 富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
19. 1644年,意大利科学家 首先利用图3(a)所示装置测定了大气压强的值(选填“托里拆利”或“帕斯卡”)。而关于图3(a)现象的成因,十七世纪有两种观点。观点一:玻璃管上方充满了由液体蒸发成的气体,玻璃管上方的气体越多,液面下降也就越多。观点二:玻璃管内液面上方是真空的,大气压强恰能支撑住一定高度的液柱。为了验证哪种观点正确,将两根长12米、规格相同的玻璃管分别装满水和酒精,倒置在相应液体槽中,如图3(b)所示。已知酒精的密度比水小,且酒精比水易变成气体。若观点一正确,应出现图3(c)中图 的现象;若观点二正确,应出现图3(c)中图 的现象(后两空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
20.分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向,预报相关气象情况。气象站用气压计采集某区域同一时刻近地面不同地点的大气压,并将气压相等的各点连起来,绘成“等气压线”,如图15所示。
①你认为采集数据时,应使近地面不同地点 ,理由是 。
②根据A处风的方向,可判断A处气压 B处气压;结合上表,可判断该区域一般天气特征为 。
21. 某物理兴趣小组为了测量教室内大气压强的大小,将直径为D的橡胶吸盘吸在水平放置的玻璃板下方,在吸盘下方挂上钩码。当吸盘快要松动时,向小桶内加入细沙进行微调,如图16所示。当吸盘刚好脱离玻璃板时,记录钩码总质量m,测出小桶和沙子总重G。
(1)该实验的原理是 ,根据实验得出大气压强的计算式为 (用字母表示)。
(2)该小组做了多次实验,测得的大气压强数值均比实验室气压计读数值明显偏小,请你分析可能的原因有哪些。
22. 某物理兴趣小组利用注射器(容积为2.5mL)、弹簧测力计(0~10N)、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出筒内的空气,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图甲所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为6.4N。
(3)根据图甲所示数据,注射器的全部刻度长度为 cm,计算得到活塞的横截面积为 cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为 pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析:该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条): ; 。
23. 如图甲是人们生活中常用的高压锅,图乙为水的沸点跟气压的关系图象。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀质量为84g。(g取10N/kg,大气压值取1.0×105pa)
(1)高压锅工作的原理是什么
(2)请你通过计算并对照图乙来判断:用该高压锅烧水,水温最高可达多少℃ 中小学教育资源及组卷应用平台
人教版八年级(下册) 第九章《压强》
第3节 大气压强 精选练习
一、夯实基础
1.地球周围包围着一层厚厚的大气,由于受到重力作用且具有流动性,大气会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做 。德国马德堡市市长奥托·格里克做了著名的 实验证明了大气压强的存在且很大。
【答案】大气压强(大气压);马德堡半球。
【解析】地球周围的一层厚厚的大气由于受到重力的作用,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。德国马德堡市市长奥托·格里克做了著名的马德堡半球实验证明了大气压强的存在且很大。
2. 五一假期小明全家从上海到西藏游玩,到达西藏后,小明感到呼吸有些困难,爸爸告诉他这是由于西藏地区海拔高,大气压比上海 的缘故;并且告诉小明大气压对液体的沸点也有影响,气压越低,液体的沸点越 (选填“高”或“低”),所以当地烹饪牛羊肉以烧烤为主。
【答案】低;低。
【解析】大气压随海拔高度变化而改变,海拔越高,大气压越低,由于西藏地区海拔高于上海海拔,大气压比上海的低,因此小明感到呼吸困难;水的沸点随气压的增大而增大,随气压的减小而减小。
3.小王同学暑期在云南腾冲旅游时,从海拔3780米高的高黎贡山峰带了个拧紧盖子的塑料瓶(如图1(a)所示)下山,当晚回到海拔1600米的腾冲县城时,发现随身携带塑料瓶的形状发生了变化(如图1(b)所示)。造成这一现象的主要原因是随着海拔高度的降低,空气密度______,大气压也随之________;而瓶内气体由于密闭,气压几乎___________,因此是__________导致塑料瓶发生如此变化。
【答案】增大;增大;不变;大气压的增大。
【解析】大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越小。小王带了个拧紧盖子的塑料瓶下山,随着海拔高度的降低,空气密度增大,大气压也随之增大;而瓶内气体由于密闭,气压几乎不变,因此是大气压变大导致塑料瓶形状发生了变化。
4.图2所示为 实验装置,使用该装置的目的是___________;若实验时玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。1标准大气压能托_____厘米高的水银柱,约合_______帕。
【答案】托里拆利,测量大气压的大小,不变,76,1.01×105。
【解析】图是托里拆利实验情景,能够测定大气压的大小,大气压强的大小等于管内水银柱的压强,p大=p水银=ρ水银gh;若实验时玻璃管倾斜,大气压不变,根据液体内部压强公式p水银=ρgh可知,p水银不变,水银柱的高度h不变。
1标准大气压能托76厘米高的水银柱,其大小为:
p大=p水银=ρ水银g h水银= 13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105pa。
5. 用来测定__________的仪器叫气压计,常用的气压计有________和________。如图3所示,灭火器上的仪表实际上是__________。
【答案】大气压强,水银气压计,无液气压计,无液气压计。
【解析】用来测定大气压强的仪器叫气压计,常用的气压计有水银气压计和无液气压计。灭火器上的仪表实际上是一种无液气压计。
6.如图4所示,小杨在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,使水上升到瓶口以上适当位置,便制成了简易气压计。根据玻璃管内水柱h的高低,可以判断外界大压强的大小。
(1)小杨发现玻璃管内水柱h的高度太小,你应该怎样改进: 。
(2)如果大气压变小,则玻璃管内水柱将_______(选填“升高”或“降低”)。
(3)将简易气压计从一楼移到四楼过程中,发现玻璃管内水柱升高,说明 。
(4)小杨将简易气压计放在阳光下,过一会儿,他发现玻璃管内水柱发生了变化,这现象说明,简易气压计的测量结果会受到 影响。
【答案】(1)向瓶内吹适量的气体;(2)升高;大气压随高度的增加而减小;(3)温度。
【解析】(1)玻璃管内水柱h的高度太小,表明红水升到玻璃管的高度不够,可以向瓶内吹适量的气体,增大瓶内上方空气压强,瓶内液体就会被挤压到玻璃管里,沿着玻璃管上升。
(2)因为瓶内气体的压强基本不变,大小等于玻璃管内水柱的压强与大气压强之和。如果大气压变小,则玻璃管内水柱的压强变大,所以玻璃管内水柱将升高。
(3)将简易气压计从一楼移到四楼过程中,高度增加,管内水柱高度会升高,说明大气压减小,即大气压随高度的增加而减小。
(4)将简易气压计放在阳光下,过一会儿,瓶内气体温度升高,压强增大液柱升高,说明简易气压计的测量结果会受到温度的影响。
7.如图5所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为_____mm。
(2)通过计算可知当时的气压为_____pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将_____,水银柱的长度将_____。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要_____。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)760 ;(2)1.0336×105;(3)不变,变长;(4)偏小。
【解析】(1)由图中数据可知,水银柱的高度为760mm。
(2)当时的气压为p大=ρ水银g h水银= 13.6×103kg/m3×10N/kg×0.76m=1.0336×105pa。
(3)如图所示,玻璃管倾斜,管中水银柱长度将增大,但是高度不变。
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,当倒插入水银槽中时,玻璃管中会存在少量空气,空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度减小,则测量的大气压值比真实值要偏小。
8.下列装置中,不是利用大气压强工作的是( )
【答案】A。
【解析】A选项用注射器注射药液,是通过减小受力面积,增大针头对人体的压强;其他B、C、D选项都是利用大气压强工作的。
故选A。
9. 小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A. 用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B. 将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C. 让空易拉罐从高空处下落撞击地面易拉罐变瘪
D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
【答案】D。
【解析】A选项:用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪,说明力能改变物体的形状,A不符合题意;
B选项:将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪,说明液体内部存在压强,所以B不符合题意;
C选项:易拉罐从高处下落撞去地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,C不符合题意;
D选项:用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,所以选项D符合题意。
10. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,如图7所示,结果是( )
A. 仍是满罐水 B. 水将流出一部分
C. 水将全部流出 D. 以上答案都不对
【答案】A。
【解析】因为一个标准大气压能够支持约10米高的水柱,“纯净水”桶高约40cm,所以桶内仍是满罐水,选项A正确。
所以选A。
11.如果用水代替水银做托里拆利实验,那么玻璃管长度至少是 ( )
A.1米 B.11米 C.76米 D.760米
【答案】B。
【解析】根据p水=p大=1.01×105帕
得出 h水=p水/(ρ水g)=1.01×105帕/(1000千克/米3×9.8牛/千克)=10.3米,即玻璃管长度至少是10.3米。
所以选B.
12.小明在学习完“大气压强”后,从网络上查阅到我国主要城市中心区平均海拔高度及通常情况下的大气压值和水的沸点的统计数据,如下表:
城市 海拔高度(米) 大气压(千帕) 水的沸点(℃)
上海 4.5 100.53 100
成都 505.9 94.77 98.4
贵阳 1071.2 88.79 96.6
兰州 1517.2 84.31 95.2
拉萨 3658.0 65.23 88.4
根据以上信息回答:
①水的沸点与大气压的关系是 。
②海拔高度为3000米处,水的沸点可能是 。
A.75℃ B. 83℃ C.90℃ D.100℃
③用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,如图8所示。若将此瓶从上海带到拉萨,将会观察到瓶口上的橡皮膜 (选填“向上凸起”或“向下凹陷”)。这是因为 。
【答案】①大气压越低,水的沸点越低;②C;③向上凸起;海拔高度越高,大气压越小,所以瓶外气压小于瓶内的气体压强,橡皮膜向上凸起。
【解析】根据表中的数据变化关系进行分析即可作答。
①根据表中最后两列的数据变化关系可分析知水的沸点与大气压的关系是:水的沸点随着气压的降低而降低。
②根据表中第2、3两列的数据变化关系可知,大气压与海拔高度的关系是:气压随着海拔的升高而降低;而海拔高度为3000米处于兰州和拉萨之间,则该处水的沸点应处于88.4~95.2℃。故选C。
③由表中数据可知上海的大气压高于拉萨的,即海拔高度越高,大气压越小,将此瓶从上海带到拉萨,由于瓶外的气压变小,所以橡皮膜向上凸起。
二、巩固提高
13. 如图9所示实验现象,不能说明大气压强存在的是( )
【答案】A.
【解析】A选项:因为水对塑料片有向上的压强,所以手移开后塑料片不下落,与大气压无关。
B选项:小试管上升,因为小试管内部大气向上的压强比水对试管向下的压强大,小试管会上升。
C选项:去壳熟鸡蛋进入瓶内,是因为瓶内气体的压强小于外部的大气压。
D选项:杯口的纸片不下落,是外部的大气压对纸片有压强。
可见A选项不能说明大气压强存在,其他都可以。
所以选A。
14.将盛水的烧瓶加热,水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,并迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图10所示。关于烧瓶内的水,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水的内能减小,不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【答案】D
【解析】液体沸腾的条件:达到沸点、继续吸收热量。液体的沸点跟气压的大小有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
盛有水的烧瓶放在火焰上加热,达到沸点,继续吸热,水沸腾,沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,瞬间水的温度还保持在沸点,但无法继续吸收热量,此时停止沸腾;当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,气压减小,瓶内液面上方气压减小,导致沸点降低,所以水重新沸腾。
故选D。
15. 如图11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,为防控提供了最“硬核”的支撑。
从空气流通的角度分析,“负压病房”能有效阻断病毒传播到室外的原因是( )
A. 病房内的气压低于病房外的气压,室外新鲜空气可以流入室内
B. 病房内的气压低于病房外的气压,室内空气可以直接流入室外
C. 病房内的气压高于病房外的气压,室外新鲜空气可以流入室内
D. 病房内的气压高于病房外的气压,室内空气可以直接流入室外
【答案】A。
【解析】气体都是从气压高处流向气压低处,“负压病房”由于室内气压小于室外大气压,室外空气向室内流动,室内空气不向室外流动,这样可防止室内空气中的病毒扩散到室外;
所以选项A正确,B、C、D都错误;故选A。
16. 如图12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
【答案】A
【解析】(1)如果瓶内水的温度变化,由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化,如果瓶口密封不严,会使瓶内气压变化影响实验结果;
(2)知道大气压随高度的增加而减小;瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压。
A选项:从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升,故A错误;
B与D选项:由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压;管内的水面变高;所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小,故BD正确;
C选项: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,应保持瓶中的水的温度不变,故C正确。所以选A。
17.如图13所示该装置是 实验装置,当时的大气压值为 厘米汞柱。
【答案】托里拆利;73。
【解析】该装置是托里拆利实验装置,根据p=ρgh计算大气压强的大小,h是竖直深度,即从液面到水银面的竖直距离,故应该为73厘米汞柱。
18.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A. 回声的产生 B. 彩虹的形成 C. 利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A. 托里拆利实验 B. 富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
【答案】①C;②A;做托里拆利实验时,玻璃管内上方有一段是真空,但是玻璃管中的水银没有去填补,所以与亚里士多德观点不相符,可以推翻其观点。
【解析】①亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。他认为在自然界中,接触到真空的液体就会自己填补,会上升。
A.回声的形成是声在传播过程中遇到障碍物,声被障碍物反射回来,与亚里士多德的观点不符。
B.彩虹是太阳光的色散,与亚里士多德的观点不符。
C.用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,与亚里士多德的观点相符。故选C。
②A选项:托里拆利实验,当外界大气压是一个标准大气压,能支持76cm高的水银柱,玻璃管的长度是1m,玻璃管内上方有一段真空,水银没有去填补,亚里士多德认为接触到真空的液体就会自己填补,所以托里拆利实验能推翻亚里士多德理论。
B选项:富兰克林风筝雷电实验是大气中的放电现象,与亚里士多德的观点不相关。
C选项:马德堡半球实验是证明大气压的存在,并且证明大气压很大,与亚里士多德的观点不相关。故选A。
19. 1644年,意大利科学家 首先利用图3(a)所示装置测定了大气压强的值(选填“托里拆利”或“帕斯卡”)。而关于图3(a)现象的成因,十七世纪有两种观点。观点一:玻璃管上方充满了由液体蒸发成的气体,玻璃管上方的气体越多,液面下降也就越多。观点二:玻璃管内液面上方是真空的,大气压强恰能支撑住一定高度的液柱。为了验证哪种观点正确,将两根长12米、规格相同的玻璃管分别装满水和酒精,倒置在相应液体槽中,如图3(b)所示。已知酒精的密度比水小,且酒精比水易变成气体。若观点一正确,应出现图3(c)中图 的现象;若观点二正确,应出现图3(c)中图 的现象(后两空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】托里拆利;甲;丙。
【解析】①1644年,意大利科学家托里拆利首先利用图3(a)所示装置测定了大气压强的值。
② 观点一:玻璃管上方充满了由液体蒸发成的气体,玻璃管上方的气体越多,液面下降也就越多。
若该观点正确,因为酒精比水易变成气体,所以管内上方酒精蒸发成的气体比较多,液面应该比较低,应出现图3(c)中图甲的现象;
观点二:玻璃管内液面上方是真空的,大气压强恰能支撑住一定高度的液柱。若该观点正确,因为已知酒精的密度比水小,则酒精的高度比水柱大,应出现图3(c)中图丙的现象。
20.分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向,预报相关气象情况。气象站用气压计采集某区域同一时刻近地面不同地点的大气压,并将气压相等的各点连起来,绘成“等气压线”,如图15所示。
①你认为采集数据时,应使近地面不同地点 ,理由是 。
②根据A处风的方向,可判断A处气压 B处气压;结合上表,可判断该区域一般天气特征为 。
【答案】①海拔高度相同(同一水平面);气压会随海拔高度的变化而变化;②高于;阴雨。
【解析】①根据p=ρgh可知,海拔高度越高,气压越小,即气压会随海拔高度的变化而变化;采集数据时,应使近地面不同地点海拔高度相同,这样才可以分析大气压强的变化,判断大气环流的方向;
②A处风的方向从A到B,那么可知A处气压高于B处气压;从图中可以看到,四周气压高于中心气压,那么从表中可知天气特征为阴雨。
21. 某物理兴趣小组为了测量教室内大气压强的大小,将直径为D的橡胶吸盘吸在水平放置的玻璃板下方,在吸盘下方挂上钩码。当吸盘快要松动时,向小桶内加入细沙进行微调,如图16所示。当吸盘刚好脱离玻璃板时,记录钩码总质量m,测出小桶和沙子总重G。
(1)该实验的原理是 ,根据实验得出大气压强的计算式为 (用字母表示)。
(2)该小组做了多次实验,测得的大气压强数值均比实验室气压计读数值明显偏小,请你分析可能的原因有哪些。 【答案】(1)p=F/S; 4(mg+G)/πD2 。(2)橡胶吸盘内空气没有排干净,无法达到真空;或橡胶吸盘变形后受力面积变小等。(2分,答案合理都给分)
【解析】(1)为了测量教室内大气压强的大小,该实验的原理为压强公式P=F/S。
钩码总质量m,钩码的重力为mg,小桶和沙子总重G,吸盘所受到的拉力即为钩码与小桶和沙子的总重力为F=mg+G
橡胶吸盘的直径为D,吸盘与玻璃的接触面积为S=πD2/4
由P=F/S得 P=F/S=(mg+G)/πD2/4= 4(mg+G)/πD2 。
(2)测得的大气压强数值均比实验室气压计读数值明显偏小,可能是吸盘内仍有少量气体或橡胶吸盘变形后受力面积变小等。
22. 某物理兴趣小组利用注射器(容积为2.5mL)、弹簧测力计(0~10N)、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出筒内的空气,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图甲所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为6.4N。
(3)根据图甲所示数据,注射器的全部刻度长度为 cm,计算得到活塞的横截面积为 cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为 pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析:该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条): ; 。
【答案】(1)将注射器筒里的空气尽可能排尽。(2)开始滑动。(3)4,0.625。(4)1.024×105。(5) 由于活塞与筒壁之间的摩擦,会使测量结果偏大;注射器筒里有少量空气,会使测量结果偏小。
【解析】(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样可以使注射器筒成为一个密闭的区域,且使区域里的空气尽可能排尽。
(2)水平向右慢慢拉动注射器筒,注射器中的活塞受向左的拉力和向右的大气压力,当注射器中的活塞刚刚开始滑动时,说明拉力等于大气压力。
(3)由图可读出注射器的全部刻度的长度为4cm,已知注射器的容积为2.5mL,则注射器潜塞的横截面积S=V/L=2.5cm3/4cm==0.625cm2
(4)计算大气压强的大小p=F/S=6.4N/0.625×10-4m2 =1.024×105 pa
(5)由于活塞和注射器筒之间有摩擦,实验时记下活塞刚开始滑动时弹簧测力计的示数F1,由于摩擦力为F2,则大气对活塞的压力:F= F1- F2,则测量结果偏大;注射器筒里的空气没有排尽,或者用橡皮帽封住注射器的小孔时,气密性不够好,会使测量结呆偏小。
23. 如图甲是人们生活中常用的高压锅,图乙为水的沸点跟气压的关系图象。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀质量为84g。(g取10N/kg,大气压值取1.0×105pa)
(1)高压锅工作的原理是什么
(2)请你通过计算并对照图乙来判断:用该高压锅烧水,水温最高可达多少℃
【答案】(1)沸点与气压有关,气压越大,沸点越高。(2)117(±1)。
【解析】(1) 沸点与气压有关,气压越大,沸点越高。
(2) 锅内的气压最大可达
由题中图象可知锅内水温可达117(±1)℃。