大气压强
一、选择题
1.下列生活中的现象均与气压有关, 其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐 C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
2.下列装置中,不是利用大气压强工作的是( )
A.吸盘挂钩 B.吸管吸饮料
C.用注射器注射药液 D.吸尘器
3.下列现象中不属于大气压的应用的是( )
A.吸尘器能吸灰尘
B.夏季用真空袋把棉衣被包裹起来节省空间
C.医生用注射器把抗生素注到患者臀部的肌肉里
D.用吸管将敞口瓶中的饮料吸到口腔里
4.如图所示,下列事实中不能说明大气压存在的是( )
A. 吸盘吸附在墙面 B. 塑料袋向四周鼓出
C.去壳熟鸡蛋吸入瓶内 D. 纸片托水
5.暑假,小科随父母去西藏旅游,回到衢州时发现他在西藏喝剩的矿泉水瓶变瘪了,返回时瓶子一直拧紧密封,则关于这瓶矿泉水的说法正确的是( )
A.水的质量变小 B.水的体积变小 C.瓶内气体的密度变大 D.瓶内气体的密度不变
6.2016年9月15日22时04分,“天宫二号”空间实验室发射任务取得圆满成功。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
7.如图所示,两个相同容器中分别盛有体积相等的A、B两种不同液体。将甲、乙两个完全相同的厚底薄壁玻璃杯杯口向下,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,静止后,两玻璃杯杯口压在容器底部,甲杯内的液面低于乙杯内的液面,下列说法不正确的是( )
A.液体A的密度小于液体B的密度
B.甲杯内的气体压强大于乙杯内的气体压强
C.容器底部上表面a点的压强小于b点的压强
D.甲杯对容器的压力大于乙杯对容器的压力
8.暑假小明和爸爸乘车去西藏旅游,在合肥时,密封的蛋黄派包装袋扁扁的如图(a)所示。到西藏后打开行李箱发现包装袋胀鼓鼓的如图(b)所示。则包装袋鼓起的原因是( )
A.袋外的气体密度变大 B.袋内的气体密度变小
C.袋内的气体压强变小 D.袋外的气体压强变小
9.负压病房是指在特殊的装置之下,病房内的气压低于病房外的气压,这样病房外的地方就不会被病毒污染,从而减少了医务人员被大量感染的机会,下列处于负压状态的是( )
A.刚充满气的汽车轮胎 B.高空飞行中的飞机机舱
C.吸饮料进入口中之前的吸管 D.太空飞行中的“神八”返回舱
10.如图所示,该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图,乙瓶内液体不断通过管输入病人体内,刚开始输液时,甲、乙两瓶内药液量相等,液面相平。过了一会儿,观察两个输液瓶时会发现(此时两个输液瓶内还有大量的溶液)( )
A.甲、乙两瓶中的液面一样高 B.乙瓶中的液面高
C.甲瓶中的液面高 D.以上三种情况均有可能
11.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
12.关于托里拆利实验,下面说法中正确的是( )
A.玻璃管内径越大,管内和管外水银面高度差越小
B.往水银槽内多倒些水银,管内和管外水银面高度差增大
C.玻璃管倾斜,管内和管外水银面高度差不变
D.玻璃管内水银柱上方进入一些空气,管内和管外水银面高度差不变
13.如图所示,在托里拆利实验中,测得玻璃管内水银面比水银槽内水银高出,能使这个高度差变小的做法是( )
A.使玻璃管稍下降一点 B.把玻璃管稍稍往上提
C.将玻璃管倾斜一点 D.把装置移到高山上去
二、填空题
14.在海拔2千米以内,可以近似地认为海拔每升高12米,大气压变化1毫米汞柱。随着海拔的升高,大气压强___________(填“降低”“不变”或“升高”)。若海平面处的大气压为p0,则海拔为h(h<2000米)处的大气压px=___________(只写解析式,不要求带单位)。
15.如图甲所示饮料从吸管上升到嘴里,是因为___________的存在;如图乙所示,对吸管吹气,管中的水会上升,是因为流体中流速越大的位置压强越___________(选填“大”或“小”)。
16.下面是小明做的一些小实验。
(1)如图甲用手堵住上端的管口,从水中提起吸管后发现吸管有一段水柱,是因为___________。
(2)把长约为12cm的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,从B管右侧向左吹气,如图乙所示,可以看到的现象是:吸管A中的水柱上升了,体现的科学知识是___________。
(3)吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来,制成一个吸管密度计,将其分别竖直漂浮在不同液体中,如图丙所示。则密度计在两杯中所受浮力___________(填“相等”或“不相等”)。
(4)如图丁所示,一个小球静止在水中,它所受浮力的方向是___________;如果剪断绳子后,小球漂浮在水面上,它所受浮力的大小与原来相比将___________。
17.(1)医院治疗新型冠状病毒疾病使用的负压病房在隔离以及治疗传染性疾病有很大的作用,病房的送入的风量小于排出的风量,使得室内气压_______(选填“大于”“等于”或“小于”)室外气压;
(2)下列例子中,同样处于负压状态的是_______。
A.充完气的轮胎
B.高空飞行中的飞机机舱
C.正在工作的吸尘器
D.烧煮食物的高压锅
18.小科暑假乘飞机旅行,起飞时,天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨。在飞机上升的过程中,她感到耳朵有点疼,这是因为随着高度的升高,气压逐渐________。一段时间后,飞机高度约10000米,高空阳光灿烂,这是因为飞机逐渐从对流层进入了________层。
19.如图,、分别是活塞式抽水机的进水阀门和排气阀门。当活塞压下时,打开的阀门是______,当活塞提上时,打开的阀门是______,在外界______的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来。
三、探究题
20.小明设计用吸盘估测大气压的实验,选用的测量工具有刻度尺和天平。实验步骤如下:
①将塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加细沙,直到吸盘恰好脱离玻璃板;
③用天平测出小桶和里面物体的总质量;
④用刻度尺测出塑料吸盘的直径,计算吸盘的面积;
(1)本实验向小桶中添加细沙而不添加钩码,这样操作的理由是___________。
(2)根据以上数据计算大气压值___________(用字母表示)。
21.在用注射器估测大气压值的实验中,小温为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,设计了如图所示的实验装置,具体步骤如下:
①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;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为;
③然后___________,当活塞向右匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
请回答下列问题:
(1)实验中,分析研究的对象是大气对___________(填“针筒”、“活塞”、“烧杯”)的压力。
(2)将实验步骤③补充完整:___________。
(3)则本次测量大气压值p=___________。(用测量步骤中的字母表示)
22.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)
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试卷第1页,共1页
参考答案
1.C
【详解】
吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的,而高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
2.C
【详解】
A.首先用力将挂衣钩的吸盘紧压在墙壁上,将塑料吸盘中的空气排出,通过手的挤压排出了吸盘内的气体,使内部气压小于外界大气压,这样外界大气压将挂衣钩压在墙壁上,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,故B不符合题意;
C.用注射器注射药液时,是在外力的作用下将药液注入的,与大气压无关,故C符合题意;
D.用吸尘器吸尘土时,吸出管中的部分空气,使吸管内的气压减小,尘土在大气压的作用下进入吸尘器中,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】
A.吸尘器里的电动机带动桨叶,吸收空气,使内部的气压小于大气压,故大气压将灰尘向内推,是利用大气压的,故A不符合题意;
B.把真空袋内空气吸出,内部压强减小,外界大气压较大,将真空袋压扁,故B不符合题意;
C.注射时,医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中,不是大气压的作用,故C符合题意;
D.当用吸管吸饮料时,先吸走的是管中的空气,使管内变为真空,这时大气压就压着饮料进入管中,进而进入人的嘴中,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】
A.吸盘式挂衣钩向墙上按时,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,能说明大气压的存在,故A不符合题意;
B.装水的塑料袋向四周鼓,即说明了液体内部向各个方向有压强,不能说明大气压强的存在,故B符合题意;
C.将去壳的鸡蛋放在瓶口,瓶内酒精燃烧时消耗了一部分空气,使得瓶内气压减小,小于外界大气压,去壳鸡蛋在大气压的作用下进入瓶内,故能说明大气压存在,故C不符合题意;
D.标准大气压支持10.3m高的水柱,当然能支持一杯水。能说明大气的存在,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】
A.瓶子一直拧紧密封,所以水的质量不变,故A错误。
B.水的质量不变,则水的体积也不变,故B错误。
CD.从西藏到衢州,外界大气压值变大,矿泉水瓶受到大气压的压力变大,瓶内气体被压缩,气体的密度变大,故C正确,D错误。
故选C。
6.D
【详解】
地球表面附近的气压约为一标准大气压,即约为105Pa,人类已经适应了这种环境,如果环境中的气压太大或太小,人类都将无法正常生存,因此,空间实验室内适宜宇航员工作生活的气压约为100000Pa,与一标准大气压接近,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】
A.两个相同容器中分别盛有体积相等的A、B两种不同液体,在未放入完全相同的厚底玻璃杯之前,液面应相同;当将甲、乙两个完全相同的厚底玻璃杯杯口向下,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,静止后,两玻璃杯杯口压在容器底部,则甲杯内的液体的压强等于乙杯内的液体压强,由于甲杯内的液面低于乙杯内的液面,由p=ρgh可知,液体A的密度小于液体B的密度,故A正确。
B.原来两玻璃杯内空气质量相同,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,甲杯内的液面低于乙杯内的液面,则甲杯内气体体积大于乙杯内气体体积,一定质量的气体,温度不变,气体体积减小时,气体的压强增大,则甲杯内的气体压强小于乙杯内的气体压强,故B错误。
C.由于最初体积相等。最初的液面儿是相平的。后期进入杯中的水量不同,所以外面儿的液面高度不同。本题C选项应该用。杯内所有压强等于杯外所有压强,甲杯内气体压强小,a选项以证,甲杯内液体密度小。液面儿低,所以甲杯内所有的压强加起来比乙杯内所有压强加起来要小。所以甲杯外,大气压强加液体压强要小于乙杯外大气压强加液体压强。而大气压强均相等,所以甲杯外液体压强小于乙杯外液体压强,故C正确。
D.玻璃杯对容器的压力等于玻璃杯的重力减去液体对其向上的压力。已知甲杯内的液体的压强小于乙杯内的液体压强,所以甲杯受到的向上的压力小于乙杯受到的向上压力,两杯重力相等,给甲杯对容器的压力大于乙杯对容器的压力,故D正确。
故选B。
8.D
【详解】
由于海拔越高,大气压越低,从合肥到西藏后,海拔升高,袋外的气压变小,则袋内的气压大于袋外的气压,所以变得鼓鼓的。
故选D。
9.C
【详解】
A.刚充满气的汽车轮胎,其内部的气压大于大气压,故A不符合题意;
B.高空飞行的飞机机舱内气压要大于机舱内的气压,因为高空的空气稀薄,气压较小,而机舱内的气压接近正常大气压,故B不符合题意;
C.用吸管从瓶子中吸饮料,当吸气时,吸管中的气压减小,小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入嘴里,是处于负压状态,故C符合题意;
D.太空为真空环境,飞行中的“神八”返回舱外没有大气,不受大气压作用,返回舱内不是处于负压状态,故D不符合题意。
故选C。
10.B
【详解】
分析装置的工作过程知道,药液从乙瓶中流下,乙瓶中被封闭的空气体积增大,压强下降,甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充,使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后,甲瓶中空气部分的体积增大,压强下降,大气压将外界空气压入甲瓶,甲瓶中液面下降。液体如此流动,直到甲瓶中的药液全部流完,这时甲瓶中空气与外界直接连通,连接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。所以,在输液开始后不久,乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面,故B正确。
故选B。
11.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。
12.C
【分析】
在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变。
【详解】
A.根据液体压强公式p= 可知,大气压一定时,玻璃管内径的大小不会影响水银柱的高度,故A错误;
B. 往水银槽内多倒水银,也不会影响水银柱的最终高度,故B错误;
C.水银柱的高度是指竖直高度,倾斜会使长度增加,但高度不变,故C正确;
D.玻璃管内顶部进入空气,产生一定的压强,会使水银柱的高度减小,故D错误。
故选C。
13.D
【详解】
管内水银柱上方为真空,气压为0,此时760mm高水银柱底部的压强等于外界大气压,即这760mm高的水银柱是由大气压支撑的,要使这个高度变小,则需要外界气压变小。把玻璃管稍微向上提、使玻璃管稍下降、 将玻璃管稍为倾斜一点, 这三个方法都不能减小外界气压,故都不能使水银柱高度减小。只有把实验移到高山上去做,由于海拔高,气压低,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小。
故选D。
14.降低
【详解】
[1]由题意知道,随着海拔的升高,大气压强会降低。
[2]由于在海拔2千米以内,可以近似地认为海拔每升高12米,大气压变化1毫米汞柱,则h米高度,减小的气压为,若海平面处的大气压为p0,则海拔为h处的大气压
15.大气压 小
【详解】
[1]用吸管从瓶子中吸饮料时,是利用大气压工作的;当吸气时,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里。
[2]现往A管中吹气,B管上方的空气流速变大,压强变小,B管下方的压强不変,B管中的水在外界大气压作用下被压上,所以B管中的水上升;该实验可以说明,流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小。
16.大气压的作用 流体流速越大,压强越小 相等 竖直向上 变小
【详解】
(1)[1]当用手指堵住上端开口时,上端不再与大气相通,下端受到大气压的作用,所以水不会从下端流出,吸管中有一段水柱。
(2)[2]从B管右侧向左吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。
(3)[3]密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变。
(4)[4]浮力的方向总是竖直向上的。
[5]小球原来静止在水中,剪断绳子后,小球漂浮在水面上,则小球排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知浮力变小。
17.小于 C
【详解】
(1)[1]病房送入的风量小于排出的风量,即排出的多,送入的少,使得室内气压小于室外气压,室内呈负压状态。
(2)[2]A.充完气的轮胎内部气压大于外部气压,不是负压状态,故A不符合题意;
B.高空飞行中的飞机,由于海拔高,外界气压低,机舱内的气压大于外界气压,不是负压状态,故B不符合题意;
C.吸尘器工作时内部气压低于外界大气压,所以大气压将灰尘等压入吸尘器内,此时吸尘器内是负压状态,故C符合题意;
D.烧煮食物时,由于高压锅内的水汽化,锅内气压大于外界大气压,不是负压状态,故D不符合题意。
故选C。
18.降低 平流
【详解】
[1]海拔越高、气压越低。在飞机起飞或降落时,在短时间内,飞机的高度发生巨大的变化。外界气压也随着高度的增加而降低,人体内气压大于外部气压,会向外压迫耳膜,故耳朵感到疼;
[2]地球大气层从地面向上共有四层分别为对流层,平流层,中间层与外气层。云、雨、雪等天气现象都发生在对流层,地面阴雨绵绵,高空却阳光灿烂,说明飞机进入了平流层。
19.B A 大气压
【详解】
[1]读图可知,当活塞压下时,打开的阀门是B。
[2][3]当活塞提上时,打开的阀门是A,在外界大气压在作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口D流出。
20.添加细沙可以使质量缓慢增加
【详解】
(1)[1]用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加细沙,由于添加细沙质量增加缓慢,可以直到吸盘恰好脱离玻璃板。
(2)[2]吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(即桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,则大气压强
21.活塞 见解析
【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]从烧杯中向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2。
(3)[3]当注射器中的活塞开始向左滑动时,对活塞受力分析
f+F=G1
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析
F-f=G2
两式联立解得
F=
所以
22.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
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