人教版物理八年级下册 第九章第三、四节 气体压强和流体压强
一、单选题
1.(2021九上·松江期中)首先用实验测定大气压强值的科学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.阿基米德 D.托里拆利
2.(2021八下·江北期末)如图所示现象中不能说明大气压存在的是( )
A. 注射器吸药液
B. 覆杯实验
C. 挂毛巾的吸盘
D. 连通器液面
3.(2021·铁东模拟)图甲是托里拆利实验装置,图乙是“自制气压计”,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测最值将偏大
C.乙图中瓶内的气压小于外界大气压
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
4.(2021九上·深圳开学考)下列现象中, 不属于利用大气压强的是( )
A.钢笔吸墨水
B.将注射器针筒中的药液注入人体
C.用吸管吸饮料
D.活塞式抽水机抽水
5.(2021九上·六安开学考)关于运动项目中所涉及的物理知识,下列分析不正确的是( )
A.骑自行车刹车时,不能马上停下来,是因为人和车具有惯性
B.人登上较高的山顶时,会感觉不适,是因为山顶气压大于山脚下的气压
C.人用力将弓拉弯,说明力可以使物体发生形变
D.人潜入较深的水中时,必须穿潜水服,是因为液体压强随深度的增加而增大
6.(2021八下·兰州期末)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C.磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
7.(2021八下·崆峒期末)如图所示是我国自主研发的C919商用大飞机。下列说法正确的是( )
A.客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
B.客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
C.客机采用密度大的材料,可以减轻它受到的重力
D.客机在加速起飞阶段,受平衡力作用
8.(2021八下·越秀期末)黄老师在X地的课室做托里拆利实验,测得大气压为px,如图甲所示;与此同时,江老师在Y地用同样的装置做了该实验(两地g值相等),测得大气压为py,如图乙所示。忽略温度的影响,由图可知,下列情况符合事实的是( )
A.px大于py
B.py等于760mm高的水银柱产生的压强
C.py等于780mm高的水银柱产生的压强
D.px等于758mm高的水银柱产生的压强
9.(2021八下·福田期末)关于如图所示的四个实验,下列叙述中正确的是( )
A. 用细管向两个乒乓球的中间吹气,两球将向中间靠拢
B. 自制气压计随着电梯一起匀速上升时,细玻璃管中的液面降低
C. 向下端开口的塑料瓶内倒水,瓶底的乒乓球会浮起来
D. 用力挤压装满水的后玻璃瓶,细管中的水面高度不发生变化
10.(2021八下·莱芜期末)把长10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面有所上升(如图所示),用力吹气,水将从A管的管口喷出,这是因为吹气时( )
A.A管上端附近的气体的压强变大 B.A管上端附近的气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
11.(2021·金州模拟)在五一游艺晚会上,陈思同学演示了如图所示的实验,排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气,乒乓球将( )
A.仍静止 B.运动到左碗 C.运动到右碗 D.无法确定
12.(2021八下·莲湖期末)为了保障人们的财产和人身安全,我国在交通等场所设置了很多标志线。如图所示的标志线中,为了防止因流体压强而造成伤害的是( )
A. 高铁站台上的安全线
B. 机动车道上的停止线
C. 银行柜台前的安全线
D. 人行道上的斑马线
二、填空题
13.(2021九上·长宁期中)如图所示,当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,塑料瓶、铁皮桶被压扁变形,这是由于 作用的缘故。 实验成功地证明了大气压存在而且是很大的。第一个测出大气压值的科学家是 ,他使用水银来做这个实验是因为水银的 大。
14.(2021九上·上海期中)如图实验中杯中水不会流出来是因为有 的存在。 实验首先测出了大气压强的值。图中洗手盆下水管利用的是 原理,使得两管中的水面相平。
15.(2021八上·孝感月考)“做实验”是一种重要的学习方法,在学习沸腾知识时,小雨做了如下实验:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞紧瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。烧瓶内的水重新沸腾,此过程中烧瓶内水蒸气遇冷 (填物态变化名称),气压减小,水的沸点 。
16.(2021九上·嘉定期中)小明乘坐高铁时发现,在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线,如图(a)所示。在列车即将进站的时间里,站台工作人员反复提示:“请乘客们站在安全线以外候车!”。为什么乘客必须站在安全线以外候车呢?通过网络他了解到这与气体流动时的压强有关。
(1)为了探究气体流动时压强大小的特点,小明将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(b)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(c)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(d)所示。
分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知:气体流动时,气体的压强会 ,并且气体的流速越快,气体的压强 ;
(2)请结合上述内容,解释“列车进站时,为什么乘客必须站在安全线以外候车?” 。
17.(2021八下·汕尾期末)如图所示,流线型的小轿车在快速行驶。在行驶过程中,汽车上方气流的流速比汽车下方的流速 ,所以汽车上方气流的压强比下方的压强 ,产生升力,因此汽车对地面的压力变 ,从而使地面对汽车的摩擦力变小。
18.(2021八下·江津期末)如图所示是飞机的机翼模型,飞机飞行时,机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速 (选填“大”、“小”或“相等”),于是机翼上方所受空气的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下方所受空气的压强而产生向上的升力。
三、实验探究题
19.(2020八下·北京期末)小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析。请你帮助他补全下面的内容。
(1)如图所示,向两张纸中间吹气,两张纸相互靠拢。此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强 (选填“大”、或“小”)。
(2)接着,小明又自制了一个飞机机翼模型(如图),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后,托盘测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系。
(3)小明又找了如下一些生活情景,其中能用上述实验规律进行解释的是______。
A.火车与站台之间有黄色的安全线
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.通过拍打衣服清除它上面的灰尘
20.(2021·苏州)如图是小明利用V=2mL的注射器,弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出 的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= Pa;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 ,则大气压值 (用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值 (偏大/偏小/不变)。
四、计算题
21.粗略测量大气压:将一个面积为1cm2的吸盘(质量可以忽略不计)蘸水后平放在水平桌面上,并挤出里面的空气。用一个弹簧测力计勾住吸盘缓慢的往上拉,直到吸盘脱离桌面,并记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数是10N,则:
(1)大气压作用在吸盘上的压力约为多少?
(2)大气压强约为多大?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先用实验测出了大气压的数值,1标准大气压约为1.013×105Pa。
故答案为:D。
【分析】首先测量大气压数据的是托里拆利。
2.【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】A.用注射器吸药液时,需先把活塞推到注射器底部,排出注射器中的空气,提起活塞在外界大气压的作用下,药液就被压进注射器中,能说明大气压存在,A不符合题意;
B.覆杯实验中纸托住了水,说明大气压的存在,B不符合题意;
C.用吸盘挂钩挂物件,是大气压将其压在墙上,能说明大气压的存在,C不符合题意;
D.连通器利用液体压强,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】覆杯实验、吸盘挂钩、注射器吸药液,利用了大气压的作用;连通器利用了液体压强特点,和大气压无关。
3.【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.甲图中,水银柱高为h1,根据液体压强的公式可知,甲图的托里拆利实验装置测出当地的大气压是p=ρ水银gh1,A不符合题意;
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会使水银柱变低,因此测量值将偏小,B不符合题意;
C.乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,瓶内的气压等于外界大气压和管内液柱产生的液体压强之和,即瓶内气压大于外界大气压,C不符合题意;
D.同时带着两装置登山,随着高度的增加,外界气压变小,甲装置中h1变小;而乙装置中,外界气压变小,瓶内空气压着水柱上升,所以h3增大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】托里拆利实验首先测量了大气压的大小;大气压的大小和海拔高度有关。
4.【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】A.钢笔吸墨水时,胶囊内的气压小于外界大气压强,在大气压强的作用下,墨水被压入钢笔,故A不合题意;
B.将注射器针筒中的药液注入人体,依靠的是活塞对药液产生的压强,与大气压强无关,故B符合题意;
C.用吸管吸饮料,吸管内的气压小于外界的大气压强,在大气压强的作用下,饮料被压入口中,故C不合题意;
D.活塞式抽水机抽水,活塞向上运动时,筒内气压减小,在外界大气压强的作用下,水被压入井筒,故D不合题意。
故选B。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理是否与大气压强有关。
5.【答案】B
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;液体压强的特点;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A.骑着自行车的人原来处于运动状态,刹车时,人和车由于惯性仍保持原来的运动状态向前运动,所以不能立即停下来,A正确,不符合题意;
B.大气压随着高度的增加而减小,当人在高山上时,由于大气压的减小导致了人吸入肺内的气体减少,所以人感到不适,这是由于高山上的气压低于山脚下的气压造成的。B错误,符合题意;
C.人用力将弓拉弯,弓的形状发生改变,说明力可以使物体发生形变,C正确,不符合题意;
D.液体压强随着深度的增加而增大,当人潜入深水中时,水对人体的压强很大,为了保护人体,所以要穿潜水服。D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
大气压随着高度的增加而减小。
力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,还可以改变物体的形状。(物体形状或体积的改变,叫做形变。)
液体压强随着深度的增加而增大。
6.【答案】A
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系;物体带电情况的判断
【解析】【解答】用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里。
A.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,A符合题意;
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘,是因为化纤衣服摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,与大气压无关,B不符合题意;
C.磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,C不符合题意;
D.当列车驶进铁轨时,会带动车周围的空气流动,根据流体压强与流速的关系可知,列车周围空气流速大、压强小,而安全线外的区域空气流速小、压强大,而会产生一个向列车的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等。
带电体具有吸引轻小物体的性质。
磁铁的性质:磁铁具有磁性,它能吸引铁、钴、镍等。
流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
7.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;平衡状态的判断;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.大气压随海波高度增加而减小,所以客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更小,A不符合题意;
B.客机能够升空是因为机翼上方流速大、压强小,机翼下方流速小、压强大,产生一个向上的压强差,从而获得一个向上的升力,利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,B符合题意;
C.客机的体积一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,客机的质量越小,所以制造客机时采用密度小的材料,可以减轻其质量,C不符合题意;
D.客机在加速起飞阶段,处于非平衡状态,受到非平衡力作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
物体平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫做二力平衡。
8.【答案】A
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小,玻璃管内水银柱产生的压强等于大气压强,水银柱的高度是指玻璃管內水银面到水银槽中水银面的垂直高度。故图甲测得的大气压px等于750mm高的水银柱产生的压强, 图乙测得的大气压py等于740mm高的水银柱产生的压强,因此px大于py,A符合题意,BCD 不符合题意。
故答案为:A。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;托里拆利测量大气压的实验,试管上空是真空,那么外界的大气压就等于液体产生的压强。
9.【答案】A
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.根据流体压强与流速的关系:当向两个乒乓球中间吹气时,此位置的空气流速加大,压强小于球两边的压强,在压强差的作用下,两乒乓球向中间靠拢,A符合题意;
B.大气压随着高度的增加而减小,自制气压计随着电梯一起匀速上升时,外界气压减小,液柱会在内部气压的作用下被压高,B不符合题意;
C.图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮,C不符合题意;
D.用力捏玻璃瓶,瓶子发生微小形变,容积变小,内部气体的压强变大,故细管中水面高度上升,说明力可以改变物体的形状,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
10.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】往B管中轻轻吹气,则A管的上端附近气体流速变快,压强变小,A管的下端压强不变,烧杯中的水在大气压的作用下将从A管的管口喷出,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
11.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】当用小管向乒乓球斜上方吹气时,上方气体流速大,压强小,乒乓球受到一个向上的压力差,所以会上升。当乒乓球上升后,其右侧空气流速大、压强小,左侧空气流速小、压强大,所以乒乓球会运动到右侧(只有斜向上吹气时才会如此)。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】流体在流速大的地方压强小。
12.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.火车运动中会带动其周边的空气一起运动,空气在运动时压强会变小,而静止的空气由于压强相对大而产生推向车身方向的推力,如果人距离运动的火车较近就很容易被推向火车而发生事故,因此人必须离开运动的火车有一个安全距离,所以高铁站台上的安全线是为了防止因流体压强而造成的伤害,A符合题意;
B.机动车道上的停止线,是为了交通秩序的稳定,防止发生交通事故,B不符合题意;
C.银行柜台前的安全线,是防止后面人员靠得太近,看到前面人员输入密码时,导致密码外泄,存在资金安全的隐患而设置的,C不符合题意;
D.人行道上的斑马线,设置斑马线的作用是为了保护道路上的弱势群体——行人和非机动车,减少事故发生,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
13.【答案】大气压;马德堡半球;托里拆利;密度
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,由于大气有压强,所以会把塑料瓶、铁皮桶压扁变形。
证明大气压的存在而且是很大的是马德堡半球实验。
托里拆利是第一个测出大气压值的科学家是,他使用水银来做这个实验是因为水银的密度大。
【分析】空气受到重力作用且具有流动性所以空气也有压强;马德堡半球实验证明了大气压强的存在;第一个测出大气压值的科学家是托里拆利。
14.【答案】大气压;托里拆利;连通器
【知识点】连通器原理;大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】杯中的水在自身重力的作用下却没有落下来,杯子周围除了空气外什么也没有,说明空气给了杯中的水一个向上的力,进而证明大气压强的存在。
1643年6月托里拆利实验实验首先测出了大气压强的值。
反水弯的两端开口底部相连通符合连通器的特点,连通器中装同种液体且静止不流动时各容器的液面总保持相平,这样容器中总有水就把外面的臭气挡在外面。
【分析】覆杯实验中,大气压将水压住不流出;托里拆利首先测量了大气压的大小;水池下的弯头利用了连通器。
15.【答案】液化;降低
【知识点】液化及液化放热;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】将停止加热的烧瓶倒转过来,向 瓶底浇冷水,瓶中水蒸气放热液化,瓶中水蒸气减少,压强减小,瓶中水沸点降低,水的温度几乎还是原来的温度,所以水会再次沸腾。
【分析】根据实验操作分析瓶中气压变化,由气压变化判断水沸点变化,根据水沸腾条件分析水再次沸腾的原因。
16.【答案】(1)变小;越小
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)由图(b)、(c)、(d)知,气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小,因为往两张纸间吹气越快,纸张被压得越近。
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险。
【分析】(2)气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小;
(3)流体在流速大的地方压强小。
17.【答案】大;小;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【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,由于流体流速越大的位置压强越小,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力减小。
汽车与地面的接触面粗糙程度不变,压力减小了,所以地面对汽车的摩擦力变小。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
18.【答案】大;小于
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】机翼模型上凸下平的形状导致机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大。
流速大的地方压强小,机翼上方的空气流速比机翼下方空气流速大,所以机翼上方受到的压强比机翼下方受到的压强小。
【分析】物体凸起的位置一般流速大;流体在流速大的地方压强小。
19.【答案】(1)小
(2)变小
(3)A
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】(1)当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。(2)机翼模型固定在托盘测力计上,无风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力;因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。因为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力,所以机翼模型对托盘测力计的压力减小了,小于机翼模型的重力,故托盘测力计的示数变小。(3)A.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,所以,火车与站台之间有黄色的安全线,能用上述实验规律进行解释,A符合题意;
B.将氢气球放手后,它会漂向空中,是因为它受到的浮力大于重力;不能用上述实验规律进行解释,故不合题意;
C.拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性。不能用上述实验规律进行解释,故不合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)流体流动速度增大,压强减小;(2)流体流动速度增大,压强减小,托盘测力计示数减小;(3)火车快速经过时,车体附近流速大,压强小,人若靠近存在危险。
20.【答案】(1)注射器刻度部分;0.2
(2)
(3)
(4)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)利用刻度尺测量出注射器刻度部分的长度,活塞横截面积
(2)当注射器的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,大气对活塞水的压力等于弹簧测力计的示数,测得大气压值
(3)水平向右缓慢拉动注射器筒时,当活塞开始滑动时,活塞相对于筒壁向左运动,摩擦力的方向向右,设大气对活塞的压力为F0,则 ①
小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 ,活塞相对于筒壁向右运动,摩擦力的方向向左,则 ②
由①②可得
大气压值
(4)实验时若筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,由 可知,导致测量的大气压值偏小。
【分析】(1)(2)当活塞恰好开始运动时,受到的拉力等于大气压对活塞的压力;利用刻度尺测量物体的长度,结合活塞的半径求解面积;已知压力的大小,结合压强的公式p=F/S求解压强;
(3)结合弹簧测力计示数和横截面积求解压强的表达式即可;
(4)活塞密封性不好、里面有残余气体,活塞与侧壁有摩擦力会使得拉力产生的压强偏小。
21.【答案】(1)解:由题知,大气压作用在吸盘上的压力与拉力二力平衡,故F拉=10N
答:大气压作用在吸盘上的压力约为10N
(2)解:因为F拉=10N,S=1cm2=1×10﹣4m2,
所以p大气= = =1×105Pa
答:大气压强约为1×105Pa
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)结合弹簧测力计的运动状态可知 大气压作用在吸盘上的压力与拉力二力平衡 .
(2)利用p=求得大气压强.
1 / 1人教版物理八年级下册 第九章第三、四节 气体压强和流体压强
一、单选题
1.(2021九上·松江期中)首先用实验测定大气压强值的科学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.阿基米德 D.托里拆利
【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先用实验测出了大气压的数值,1标准大气压约为1.013×105Pa。
故答案为:D。
【分析】首先测量大气压数据的是托里拆利。
2.(2021八下·江北期末)如图所示现象中不能说明大气压存在的是( )
A. 注射器吸药液
B. 覆杯实验
C. 挂毛巾的吸盘
D. 连通器液面
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】A.用注射器吸药液时,需先把活塞推到注射器底部,排出注射器中的空气,提起活塞在外界大气压的作用下,药液就被压进注射器中,能说明大气压存在,A不符合题意;
B.覆杯实验中纸托住了水,说明大气压的存在,B不符合题意;
C.用吸盘挂钩挂物件,是大气压将其压在墙上,能说明大气压的存在,C不符合题意;
D.连通器利用液体压强,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】覆杯实验、吸盘挂钩、注射器吸药液,利用了大气压的作用;连通器利用了液体压强特点,和大气压无关。
3.(2021·铁东模拟)图甲是托里拆利实验装置,图乙是“自制气压计”,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测最值将偏大
C.乙图中瓶内的气压小于外界大气压
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.甲图中,水银柱高为h1,根据液体压强的公式可知,甲图的托里拆利实验装置测出当地的大气压是p=ρ水银gh1,A不符合题意;
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会使水银柱变低,因此测量值将偏小,B不符合题意;
C.乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,瓶内的气压等于外界大气压和管内液柱产生的液体压强之和,即瓶内气压大于外界大气压,C不符合题意;
D.同时带着两装置登山,随着高度的增加,外界气压变小,甲装置中h1变小;而乙装置中,外界气压变小,瓶内空气压着水柱上升,所以h3增大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】托里拆利实验首先测量了大气压的大小;大气压的大小和海拔高度有关。
4.(2021九上·深圳开学考)下列现象中, 不属于利用大气压强的是( )
A.钢笔吸墨水
B.将注射器针筒中的药液注入人体
C.用吸管吸饮料
D.活塞式抽水机抽水
【答案】B
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】A.钢笔吸墨水时,胶囊内的气压小于外界大气压强,在大气压强的作用下,墨水被压入钢笔,故A不合题意;
B.将注射器针筒中的药液注入人体,依靠的是活塞对药液产生的压强,与大气压强无关,故B符合题意;
C.用吸管吸饮料,吸管内的气压小于外界的大气压强,在大气压强的作用下,饮料被压入口中,故C不合题意;
D.活塞式抽水机抽水,活塞向上运动时,筒内气压减小,在外界大气压强的作用下,水被压入井筒,故D不合题意。
故选B。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理是否与大气压强有关。
5.(2021九上·六安开学考)关于运动项目中所涉及的物理知识,下列分析不正确的是( )
A.骑自行车刹车时,不能马上停下来,是因为人和车具有惯性
B.人登上较高的山顶时,会感觉不适,是因为山顶气压大于山脚下的气压
C.人用力将弓拉弯,说明力可以使物体发生形变
D.人潜入较深的水中时,必须穿潜水服,是因为液体压强随深度的增加而增大
【答案】B
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;液体压强的特点;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A.骑着自行车的人原来处于运动状态,刹车时,人和车由于惯性仍保持原来的运动状态向前运动,所以不能立即停下来,A正确,不符合题意;
B.大气压随着高度的增加而减小,当人在高山上时,由于大气压的减小导致了人吸入肺内的气体减少,所以人感到不适,这是由于高山上的气压低于山脚下的气压造成的。B错误,符合题意;
C.人用力将弓拉弯,弓的形状发生改变,说明力可以使物体发生形变,C正确,不符合题意;
D.液体压强随着深度的增加而增大,当人潜入深水中时,水对人体的压强很大,为了保护人体,所以要穿潜水服。D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
大气压随着高度的增加而减小。
力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,还可以改变物体的形状。(物体形状或体积的改变,叫做形变。)
液体压强随着深度的增加而增大。
6.(2021八下·兰州期末)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C.磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
【答案】A
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系;物体带电情况的判断
【解析】【解答】用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里。
A.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,A符合题意;
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘,是因为化纤衣服摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,与大气压无关,B不符合题意;
C.磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,C不符合题意;
D.当列车驶进铁轨时,会带动车周围的空气流动,根据流体压强与流速的关系可知,列车周围空气流速大、压强小,而安全线外的区域空气流速小、压强大,而会产生一个向列车的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等。
带电体具有吸引轻小物体的性质。
磁铁的性质:磁铁具有磁性,它能吸引铁、钴、镍等。
流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
7.(2021八下·崆峒期末)如图所示是我国自主研发的C919商用大飞机。下列说法正确的是( )
A.客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
B.客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
C.客机采用密度大的材料,可以减轻它受到的重力
D.客机在加速起飞阶段,受平衡力作用
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;平衡状态的判断;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.大气压随海波高度增加而减小,所以客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更小,A不符合题意;
B.客机能够升空是因为机翼上方流速大、压强小,机翼下方流速小、压强大,产生一个向上的压强差,从而获得一个向上的升力,利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,B符合题意;
C.客机的体积一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,客机的质量越小,所以制造客机时采用密度小的材料,可以减轻其质量,C不符合题意;
D.客机在加速起飞阶段,处于非平衡状态,受到非平衡力作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
物体平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫做二力平衡。
8.(2021八下·越秀期末)黄老师在X地的课室做托里拆利实验,测得大气压为px,如图甲所示;与此同时,江老师在Y地用同样的装置做了该实验(两地g值相等),测得大气压为py,如图乙所示。忽略温度的影响,由图可知,下列情况符合事实的是( )
A.px大于py
B.py等于760mm高的水银柱产生的压强
C.py等于780mm高的水银柱产生的压强
D.px等于758mm高的水银柱产生的压强
【答案】A
【知识点】液体压强的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小,玻璃管内水银柱产生的压强等于大气压强,水银柱的高度是指玻璃管內水银面到水银槽中水银面的垂直高度。故图甲测得的大气压px等于750mm高的水银柱产生的压强, 图乙测得的大气压py等于740mm高的水银柱产生的压强,因此px大于py,A符合题意,BCD 不符合题意。
故答案为:A。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;托里拆利测量大气压的实验,试管上空是真空,那么外界的大气压就等于液体产生的压强。
9.(2021八下·福田期末)关于如图所示的四个实验,下列叙述中正确的是( )
A. 用细管向两个乒乓球的中间吹气,两球将向中间靠拢
B. 自制气压计随着电梯一起匀速上升时,细玻璃管中的液面降低
C. 向下端开口的塑料瓶内倒水,瓶底的乒乓球会浮起来
D. 用力挤压装满水的后玻璃瓶,细管中的水面高度不发生变化
【答案】A
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.根据流体压强与流速的关系:当向两个乒乓球中间吹气时,此位置的空气流速加大,压强小于球两边的压强,在压强差的作用下,两乒乓球向中间靠拢,A符合题意;
B.大气压随着高度的增加而减小,自制气压计随着电梯一起匀速上升时,外界气压减小,液柱会在内部气压的作用下被压高,B不符合题意;
C.图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮,C不符合题意;
D.用力捏玻璃瓶,瓶子发生微小形变,容积变小,内部气体的压强变大,故细管中水面高度上升,说明力可以改变物体的形状,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
10.(2021八下·莱芜期末)把长10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面有所上升(如图所示),用力吹气,水将从A管的管口喷出,这是因为吹气时( )
A.A管上端附近的气体的压强变大 B.A管上端附近的气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】往B管中轻轻吹气,则A管的上端附近气体流速变快,压强变小,A管的下端压强不变,烧杯中的水在大气压的作用下将从A管的管口喷出,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
11.(2021·金州模拟)在五一游艺晚会上,陈思同学演示了如图所示的实验,排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气,乒乓球将( )
A.仍静止 B.运动到左碗 C.运动到右碗 D.无法确定
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】当用小管向乒乓球斜上方吹气时,上方气体流速大,压强小,乒乓球受到一个向上的压力差,所以会上升。当乒乓球上升后,其右侧空气流速大、压强小,左侧空气流速小、压强大,所以乒乓球会运动到右侧(只有斜向上吹气时才会如此)。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】流体在流速大的地方压强小。
12.(2021八下·莲湖期末)为了保障人们的财产和人身安全,我国在交通等场所设置了很多标志线。如图所示的标志线中,为了防止因流体压强而造成伤害的是( )
A. 高铁站台上的安全线
B. 机动车道上的停止线
C. 银行柜台前的安全线
D. 人行道上的斑马线
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.火车运动中会带动其周边的空气一起运动,空气在运动时压强会变小,而静止的空气由于压强相对大而产生推向车身方向的推力,如果人距离运动的火车较近就很容易被推向火车而发生事故,因此人必须离开运动的火车有一个安全距离,所以高铁站台上的安全线是为了防止因流体压强而造成的伤害,A符合题意;
B.机动车道上的停止线,是为了交通秩序的稳定,防止发生交通事故,B不符合题意;
C.银行柜台前的安全线,是防止后面人员靠得太近,看到前面人员输入密码时,导致密码外泄,存在资金安全的隐患而设置的,C不符合题意;
D.人行道上的斑马线,设置斑马线的作用是为了保护道路上的弱势群体——行人和非机动车,减少事故发生,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
二、填空题
13.(2021九上·长宁期中)如图所示,当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,塑料瓶、铁皮桶被压扁变形,这是由于 作用的缘故。 实验成功地证明了大气压存在而且是很大的。第一个测出大气压值的科学家是 ,他使用水银来做这个实验是因为水银的 大。
【答案】大气压;马德堡半球;托里拆利;密度
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,由于大气有压强,所以会把塑料瓶、铁皮桶压扁变形。
证明大气压的存在而且是很大的是马德堡半球实验。
托里拆利是第一个测出大气压值的科学家是,他使用水银来做这个实验是因为水银的密度大。
【分析】空气受到重力作用且具有流动性所以空气也有压强;马德堡半球实验证明了大气压强的存在;第一个测出大气压值的科学家是托里拆利。
14.(2021九上·上海期中)如图实验中杯中水不会流出来是因为有 的存在。 实验首先测出了大气压强的值。图中洗手盆下水管利用的是 原理,使得两管中的水面相平。
【答案】大气压;托里拆利;连通器
【知识点】连通器原理;大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】杯中的水在自身重力的作用下却没有落下来,杯子周围除了空气外什么也没有,说明空气给了杯中的水一个向上的力,进而证明大气压强的存在。
1643年6月托里拆利实验实验首先测出了大气压强的值。
反水弯的两端开口底部相连通符合连通器的特点,连通器中装同种液体且静止不流动时各容器的液面总保持相平,这样容器中总有水就把外面的臭气挡在外面。
【分析】覆杯实验中,大气压将水压住不流出;托里拆利首先测量了大气压的大小;水池下的弯头利用了连通器。
15.(2021八上·孝感月考)“做实验”是一种重要的学习方法,在学习沸腾知识时,小雨做了如下实验:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞紧瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。烧瓶内的水重新沸腾,此过程中烧瓶内水蒸气遇冷 (填物态变化名称),气压减小,水的沸点 。
【答案】液化;降低
【知识点】液化及液化放热;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】将停止加热的烧瓶倒转过来,向 瓶底浇冷水,瓶中水蒸气放热液化,瓶中水蒸气减少,压强减小,瓶中水沸点降低,水的温度几乎还是原来的温度,所以水会再次沸腾。
【分析】根据实验操作分析瓶中气压变化,由气压变化判断水沸点变化,根据水沸腾条件分析水再次沸腾的原因。
16.(2021九上·嘉定期中)小明乘坐高铁时发现,在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线,如图(a)所示。在列车即将进站的时间里,站台工作人员反复提示:“请乘客们站在安全线以外候车!”。为什么乘客必须站在安全线以外候车呢?通过网络他了解到这与气体流动时的压强有关。
(1)为了探究气体流动时压强大小的特点,小明将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(b)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(c)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(d)所示。
分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知:气体流动时,气体的压强会 ,并且气体的流速越快,气体的压强 ;
(2)请结合上述内容,解释“列车进站时,为什么乘客必须站在安全线以外候车?” 。
【答案】(1)变小;越小
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)由图(b)、(c)、(d)知,气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小,因为往两张纸间吹气越快,纸张被压得越近。
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险。
【分析】(2)气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小;
(3)流体在流速大的地方压强小。
17.(2021八下·汕尾期末)如图所示,流线型的小轿车在快速行驶。在行驶过程中,汽车上方气流的流速比汽车下方的流速 ,所以汽车上方气流的压强比下方的压强 ,产生升力,因此汽车对地面的压力变 ,从而使地面对汽车的摩擦力变小。
【答案】大;小;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【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,由于流体流速越大的位置压强越小,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力减小。
汽车与地面的接触面粗糙程度不变,压力减小了,所以地面对汽车的摩擦力变小。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
18.(2021八下·江津期末)如图所示是飞机的机翼模型,飞机飞行时,机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速 (选填“大”、“小”或“相等”),于是机翼上方所受空气的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下方所受空气的压强而产生向上的升力。
【答案】大;小于
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】机翼模型上凸下平的形状导致机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大。
流速大的地方压强小,机翼上方的空气流速比机翼下方空气流速大,所以机翼上方受到的压强比机翼下方受到的压强小。
【分析】物体凸起的位置一般流速大;流体在流速大的地方压强小。
三、实验探究题
19.(2020八下·北京期末)小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析。请你帮助他补全下面的内容。
(1)如图所示,向两张纸中间吹气,两张纸相互靠拢。此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强 (选填“大”、或“小”)。
(2)接着,小明又自制了一个飞机机翼模型(如图),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后,托盘测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系。
(3)小明又找了如下一些生活情景,其中能用上述实验规律进行解释的是______。
A.火车与站台之间有黄色的安全线
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.通过拍打衣服清除它上面的灰尘
【答案】(1)小
(2)变小
(3)A
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】(1)当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。(2)机翼模型固定在托盘测力计上,无风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力;因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。因为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力,所以机翼模型对托盘测力计的压力减小了,小于机翼模型的重力,故托盘测力计的示数变小。(3)A.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,所以,火车与站台之间有黄色的安全线,能用上述实验规律进行解释,A符合题意;
B.将氢气球放手后,它会漂向空中,是因为它受到的浮力大于重力;不能用上述实验规律进行解释,故不合题意;
C.拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性。不能用上述实验规律进行解释,故不合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)流体流动速度增大,压强减小;(2)流体流动速度增大,压强减小,托盘测力计示数减小;(3)火车快速经过时,车体附近流速大,压强小,人若靠近存在危险。
20.(2021·苏州)如图是小明利用V=2mL的注射器,弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出 的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为 cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p= Pa;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 ,则大气压值 (用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值 (偏大/偏小/不变)。
【答案】(1)注射器刻度部分;0.2
(2)
(3)
(4)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)利用刻度尺测量出注射器刻度部分的长度,活塞横截面积
(2)当注射器的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,大气对活塞水的压力等于弹簧测力计的示数,测得大气压值
(3)水平向右缓慢拉动注射器筒时,当活塞开始滑动时,活塞相对于筒壁向左运动,摩擦力的方向向右,设大气对活塞的压力为F0,则 ①
小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为 ,活塞相对于筒壁向右运动,摩擦力的方向向左,则 ②
由①②可得
大气压值
(4)实验时若筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,由 可知,导致测量的大气压值偏小。
【分析】(1)(2)当活塞恰好开始运动时,受到的拉力等于大气压对活塞的压力;利用刻度尺测量物体的长度,结合活塞的半径求解面积;已知压力的大小,结合压强的公式p=F/S求解压强;
(3)结合弹簧测力计示数和横截面积求解压强的表达式即可;
(4)活塞密封性不好、里面有残余气体,活塞与侧壁有摩擦力会使得拉力产生的压强偏小。
四、计算题
21.粗略测量大气压:将一个面积为1cm2的吸盘(质量可以忽略不计)蘸水后平放在水平桌面上,并挤出里面的空气。用一个弹簧测力计勾住吸盘缓慢的往上拉,直到吸盘脱离桌面,并记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数是10N,则:
(1)大气压作用在吸盘上的压力约为多少?
(2)大气压强约为多大?
【答案】(1)解:由题知,大气压作用在吸盘上的压力与拉力二力平衡,故F拉=10N
答:大气压作用在吸盘上的压力约为10N
(2)解:因为F拉=10N,S=1cm2=1×10﹣4m2,
所以p大气= = =1×105Pa
答:大气压强约为1×105Pa
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)结合弹簧测力计的运动状态可知 大气压作用在吸盘上的压力与拉力二力平衡 .
(2)利用p=求得大气压强.
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