八下物理 第九章 压强 第3节 大气压强
【大气压强 实验专项提升卷】
1.小丽同学借助注射器(容积为)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细绳等器材来估测大气压的值。其实验步骤如下;(取)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口。接着往小筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测量其总质量为;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒(水未倒出)重新挂在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小筒,并用天平测量其总质量为;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为。
请回答以下问题:
(1)本次大气压值的实验原理是______,实验中主要应以______(选填“针筒”、“活塞”或“小筒”)为研究对象来分析其所受大气压力的;
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是______;但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值会偏______(选填“大”或“小”);
(3)该注射器活塞的横截面积为______;
(4)上述实验中,小丽在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为______,并由此计算出大气压强的值约为______;
(5)请你帮她分析一下,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(4)中所测得值相比______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
2.小明利用如图甲所示的装置测量本地大气压的大小,弹簧测力计和注射器的自重可忽略不
(1)本实验还需要用到的测量器材是______,用以测量______,记为L;
(2)完成上述测量后,小明进行了如下实验操作:
①用橡皮帽封住注射器的小孔;
②将活塞通过细线与弹簧测力计相连,而后水平向右缓缓拉动注射器筒,当活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计示数为F;
③读取注射器的容积为V;
步骤①中遗漏了重要的操作是______。改正后正确操作并记录上述数据,不考虑摩擦,则大气压强测量值p=______ (用L、F、V表示);
(3)为了尽可能减小摩擦力的影响,小明用原器材进行了如下实验(如图乙所示)。拔去橡皮帽,将活塞推至底端,当线端钩码加至2N(即水平细线上拉力为2N)时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为1.5N,则活塞与针筒间的摩擦力为______N。已知活塞横截面积为0.5×10-4m2,则第(2)问中大气压测量值比真实值偏______ (填“大”或“小”) ______Pa。
3.小善同学想要测量大气压的大小,在长约1米,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)为了测得大气压的值,小善必须测量______;
(2)如果不小心管内混入了少量空气,测得的大气压会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(3)另一同学也利用此装置,把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在盐水槽中,管内的盐水柱______(填“会”或“不会”)下降;(kg/m3)
(4)如果实验中,在玻璃管中部侧面用针钻一个小孔,当把针拔出后,管内的水银将______。
A.从小孔中喷出来
B.全部下降至水槽中
C.静止不动
4.小明利用标有最大刻度值2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量,其实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将________推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帕封住注射器的小孔。
b.用细绳拴住注射器活塞颈部,使绳另一端与弹簧测力计挂钩相连,然后水平向右拉动注射器筒,如图所示。当注射器中的活塞________时,记下弹簧测力计的示数为7.5N。
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm。
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和________;
(2)此注射器活塞的横截面积是________cm2。根据实验数据计算出大气压强是________Pa;
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体; ②活塞与注射器筒壁间有摩擦;
③弹簧测力计的示数没有读准; ④活塞与注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定会使测量值小于真实值的是________;
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(4)实验结束后,小明又用塑料吸盘挂钩对大气压的值进行测量。他将吸盘紧紧压在竖直的厚玻璃上,测出吸盘的直径为D,然后用弹簧测力计缓慢的水平拉塑料吸盘直至使其脱离玻璃,读出拉开瞬间的拉力为F,算出大气压的值为________(用字母表示)。他发现测出的大气压值比真实值________(偏大/偏小)。导致这种结果的原因是________。
5.如图所示,小华想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为 F,这就是大气对吸盘的压力;
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘刚脱离玻璃板面;
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为 S;
E.根据 p=,计算出大气压的大小p;
(1)小华由于疏忽,将前三个步骤的顺序写颠倒了,正确的顺序是______ ;
(2)实验中小华将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是 ______;
(3)如果实验中小华所用的弹簧测力计的量程是 0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是 10cm2,她 ______(选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(设大气压约为 1.0×105Pa);
(4)小华又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气______ 。
6.为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案。
(1)如图a所示,用酒精灯加热烧瓶的水,用温度计测得水的沸点为102℃,由此可知,烧瓶内气压______(填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压;
(2)如图b所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上。向外拉注射器活塞,看到水会重新______。实验表明:______;
(3)举例说明,日常生活中使用的______就是根据液体沸点跟气压的关系的原理设计的;
(4)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗菌素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但
要求药液的温度必须保持不超过80℃,下列方法可行的是______。
A.用微火加热使其沸腾B.降低容器内的气压,使药液的沸点低于80℃
C.缩短加热时间D.增大容器内的气压,使药液的沸点低于80℃
7.小梁同学用实验测量某地大气压的值.她在长约,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降。
(1)如图所示,已知水银的密度为,她通过数据计算得出此时大气压的值为_______;
(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将_______(选填“大于”或“小于”)她测量的值;
(3)小杨同学也利用此装置测量小梁所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽中时,管中的水柱______下降,如果这时在玻璃管顶开一个小孔,水柱_______向上喷出(选填“会”或“不会”)。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度_______(选填“必须大于”或“可以小于”)。
8.小明利用2mL注射器、弹簧测力计和刻度尺,估测本地的大气压值。
(1)如图甲所示,小明将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢地拉动注射器针筒,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,用刻度尺测出活塞向左拉离针筒底端的长度为4cm,则本地大气压强的测量值为______Pa;
(2)为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,示数如乙所示,其值为______Pa;
(3)对比两次实验结果,小明认为实验中存在下列A、B或C原因,其中一定不可能的是______;
A.弹簧测力计的示数没有读准
B.注射器中有空气未全部排尽
C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大
(4)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,在推活塞的过程中,越推越费力,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:
V/mL 4 6 8 10 12
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)。
9.如图所示是托里拆利实验,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(水银=13.5g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若像图4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”“不变”)
(4)若图1实验中,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”)
(5)图3实验中不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是________。
10.小明利用1mL的轻质注射器等器材组成图示实验装置测量大气压。
(1)把注射器活塞推至针筒底部,用橡皮帽封住注射器小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=______N,为得到活塞横截面积,需要量取的有刻度部分长度为L=______cm;
(2)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次水平向右匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.4N。此过程中活塞受到的摩擦力方向为______;
(3)利用以上数据可计算出大气压强是______Pa;
已知实验时实为1标准大气压,则造成该偏差的可能原因是______。
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦;
③弹簧测力计的示数没有读准;
④活塞与注射器筒壁不完全密封;
(4)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,在推活塞的过程中,越推越费力,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:
V/mL 4 6 8 10 12
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),当小明不推拉活塞时,注射器内的空气体积为______mL。
11.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示:
(1)此时的大气压强等于_____mm高水银柱所产生的压强;
(2)若将实验中的液体改为水,则当时的大气压强可以支持_______m高的水柱;(水银=13.6×103kg/m3、水=1.0×103kg/m3)
(3)若把该装置移上屋项,则水银柱的高度会变低,说明高度越高,大气压越_______;
(4)若屋顶的面积是45m2,屋外大气压强为p=1.0×105Pa,屋项受到大气压力为______N。
12.小强利用矿泉水瓶做了有关压强的实验。
(1)如图甲,瓶中装满水,用硬纸片盖住瓶口后倒置,纸片不会落下说明了______的存在;若将瓶子向各个方向倾斜一些如图乙,该实验仍能成功,说明了______;
(2)利用自制气压计研究气压与高度的关系。他将气压计(如图丙)从1楼带到17楼的过程中,观察到管内水柱的高度发生变化,如表所示。根据表中数据可大致得出大气压随高度变化的结论是:高度越高,大气压强______。
楼层 1 5 9 13 17
管内与瓶内水面 的高度差/cm 5 5.35 5.76 6 6.3
(3)如图丁是在A地点测量大气压值实验图,若管上方真空,则当时的大气压强等于______mm高水银柱产生的压强;______(选填“大于”、“等于”或“小于”) 1标准大气压。小强怀疑管上方是否真空,他要怎样操作判断:______。
参考答案
1、 活塞 排尽注射器内空气 小 0.625 0.712 0.92×105 偏大
2、 刻度尺 注射器有刻度部分的长度 将活塞推到注射器底端以排尽空气 0.5 大 1×104
3、 管内外水银高度差 偏小 不会 D
4、 活塞 移动 刻度尺 0.625 1.2×105 B 偏小 空气没有排尽
5、 BCA 排尽吸盘内部空气 不能 向各个方向都有压强
6、 大于 沸腾 气压减小,沸点降低 高压锅 B
7、 大于 不会 不会 可以小于
8、 9.8×104 1×105 C
9、 760 1.026×105 不变 变长 偏小 管中水银会下降到与管外水银相平
10、 4.2 2.50 水平向右 ①③④ 4.8
11、 750 10.2 低
12、 大气压强 大气向各个方向都有压强 越低 750 小于
为了验证管上方是否真空,把管放倾斜,高度低于750mm,如果管上方充满水银,说明是真空。