沪科版物理八年级同步提优训练：8.3空气的“力量”（有解析）

第三节　空气的“力量”
1　大气压强
1、如图所示的现象均与大气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是 (　　)
2、下列实验中，能证明大气压强存在的是（ ）
A.将加有砝码的小桌放在海绵上，小桌桌腿陷入海绵中
B.将压强计的探头放入水中，U形管两边的液面出现高度差
C.将连通器中装入水，当水不流动时，两边的液面相平
D.将硬纸片盖在装满水的试管口，倒置后水不会流出
3、“天宫二号”空间实验室内适宜宇航员工作生活的气压约为（ ）
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
4、如图所示,塑料杯中灌满水,用一张纸覆盖杯口并压紧,然后将杯悬空倒置,杯中的水和纸都不会落下,是因为　　　的作用。若此时在杯底用针扎一小孔,观察到的现象是　　　　(选填“水会洒落”“水不会洒落”或“水会从小孔喷出”)。
2　测量大气压
5、关于如图所示的托里拆利实验，下列说法错误的是（　　）
A. 此实验在任何时候测出的都是标准大气压的数值
B. 玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长
C. 换用粗玻璃管做实验，管内水银柱高度将不变
D. 将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会下降
6、如图所示,在1个标准大气压下,用1 m长的玻璃管做托里拆利实验,管中汞柱高度为　　　　mm,管内汞液面的上方形成　　　　。
(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内汞柱高度的变化情况。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
①将玻璃管倾斜放置,汞柱的高度将　　　。
②将玻璃管向上提升一点,汞柱的高度将　　　　。
(2)换用长度相同、粗细不同的玻璃管做此实验,管中汞柱的高度将　　　　;若实验时,不小心使管中进入少量空气,则管中汞柱的高度将　　　　。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
(3)若玻璃管中汞柱的高度稳定后,在玻璃管顶部敲了一个小孔,你认为会出现的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)如果用水来代替汞做实验，水　　　　(选填“会”或“不会”)充满玻璃管，若管口刚好在水面上且保证不漏气，此时玻璃管内顶部的 压强为　　　　Pa。(g取10 N/kg，1个标准大气压取1.0×105 Pa)
7、如图所示是小明利用V=2 mL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10 cm, 即可算出活塞的横截面积 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=2.1 N,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的示数为F',则大气压值p'=　　　　(用题中的物理量符号表示)。
(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　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
8、著名的______实验证明了大气压强的存在。托里拆利实验第一次测出了大气压的值，如图所示是托里拆利实验，根据图示完成下面的问题。
（1）实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，则水银柱的高度将______。（选填“变长”“变短”或“不变”）
（2）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”）
（3）实验中不小心将玻璃管的顶部打破，能看到的现象是______。
（4）若将实验中用的水银换成水，玻璃管中的液面______下降。（选填“会”或“不会”）
3　大气压强的变化及应用
9、自来水笔吸墨水时，只要按几下弹簧片，墨水就进入橡皮管里了，这是由于（　　）
A. 弹簧片作用使墨水进入橡皮管
B. 手的压力使墨水进入橡皮管
C. 水笔吸力作用使墨水进入橡皮管
D. 大气压作用使墨水进入橡皮管
10、如图所示是自制气压计。则下列说法中正确的是 (　　)
A.带着它登山的过程中,玻璃管中的液柱会逐渐上升
B.玻璃管中的水柱高度减小,说明外界大气压降低了
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计的测量精度,可选用更粗的玻璃管
11、下列现象不是利用大气压的是（　　）
A. 用塑料吸管吸牛奶 B. 吸盘贴在光滑的墙面上
C. 医生用注射器给病人注射药液 D. 墨水被吸进钢笔橡胶管
12、活塞式抽水机的工作原理如图所示,提起活塞时,阀门　　　　(选填“A”或“B”)关闭,管外的水在　　　　的作用下进入圆筒。
13、如图甲所示,高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。如图乙所示,某高压锅锅体的内底面积为S=500 cm2,侧壁竖直,出气孔横截面积为S0=7 mm2,限压阀质量为m=98 g,限压阀顶部面积为S1=20 mm2(假设锅外大气压强为p0=1.0×105 Pa,g取10 N/kg)。
(1)液体沸点与气压的关系:液体沸点随气压的增大而　　　　(选填“升高”或“降低”)。
(2)使用高压锅时锅内气体的最大压强为多少
(3)为保证使用安全,不可随意增加限压阀的质量,如果限压阀的质量增加14 g,会导致锅内气体压强增加多少帕才会把限压阀顶起排气 请计算此时锅体与锅盖咬合处,锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
14、如图所示，在长约1m、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）为了测得大气压的值，应测量玻璃管_______。
（2）最早用这一实验测量大气压强的科学家是托里拆利，他测得的大气压强值是________mmHg。
（3）如果把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽中时，管中的水柱________（填“会”或“不会”）下降。
第三节　空气的“力量”
（答案）
1　大气压强
1、如图所示的现象均与大气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是 (　　)
1、【答案】C　
【解析】 吸饮料、拔火罐、吸盘紧贴墙面这三项都是利用了大气压来完成的,高压锅是根据气压越高、沸点越高来工作的,故C符合题意。
2、下列实验中，能证明大气压强存在的是（ ）
A.将加有砝码的小桌放在海绵上，小桌桌腿陷入海绵中
B.将压强计的探头放入水中，U形管两边的液面出现高度差
C.将连通器中装入水，当水不流动时，两边的液面相平
D.将硬纸片盖在装满水的试管口，倒置后水不会流出
2、【答案】D
【解析】当受力面积一定时，将加有砝码的小桌放在海绵上，压力较大，压力的作用效果较明显，不能证明大气压强存在，A不符合题意；压强计的探头放入水中后受到了水给予的压强，使U形管两边的液面产生一定的高度差，并通过观察高度差的大小来判断压强的大小，不能证明大气压强存在，B不符合题意；上端开口、下端连通的容器称为连通器，连通器内盛同种液体且液体不流动时，两管中的液面总保持相平，不能证明大气压强存在，C不符合题意；试管口朝下时，由于试管内没有空气只有水，而试管内水柱产生压强远小于外界的大气压，纸片就被大气压给“顶”住了，水不会流出，故D符合题意，能证明大气压强存在。
3、“天宫二号”空间实验室内适宜宇航员工作生活的气压约为（ ）
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
3、【答案】C
【解析】地球表面附近的气压约为一个标准大气压，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105Pa，与一个标准大气压接近，故C正确。
4、如图所示,塑料杯中灌满水,用一张纸覆盖杯口并压紧,然后将杯悬空倒置,杯中的水和纸都不会落下,是因为　　　的作用。若此时在杯底用针扎一小孔,观察到的现象是　　　　(选填“水会洒落”“水不会洒落”或“水会从小孔喷出”)。
4、【答案】大气压　水会洒落
【解析】根据p=ρgh可得,大气压可以支持大约10.3 m高的水柱,杯底被扎一小孔后,上面就有了大气压,上下气压相等,纸片在重力的作用下就会下落,水在重力的作用下会洒落。
2　测量大气压
5、关于如图所示的托里拆利实验，下列说法错误的是（　　）
A. 此实验在任何时候测出的都是标准大气压的数值
B. 玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长
C. 换用粗玻璃管做实验，管内水银柱高度将不变
D. 将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会下降
5、【答案】 A
【解析】A、大气压与高度和天气有关，在不同的地点、不同的时间，测量的结果可能不同，故A错误；B、在托里拆利实验中，玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱高度不变，长度会变长，故B正确；C、换用粗的玻璃管作实验时，水银柱的高度不变，故C正确； D、因为大气压随高度的升高而降低，故将此装置从地面移至山顶，管内被托起的水银将下降，故D正确。 故选：A。
6、如图所示,在1个标准大气压下,用1 m长的玻璃管做托里拆利实验,管中汞柱高度为　　　　mm,管内汞液面的上方形成　　　　。
(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内汞柱高度的变化情况。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
①将玻璃管倾斜放置,汞柱的高度将　　　。
②将玻璃管向上提升一点,汞柱的高度将　　　　。
(2)换用长度相同、粗细不同的玻璃管做此实验,管中汞柱的高度将　　　　;若实验时,不小心使管中进入少量空气,则管中汞柱的高度将　　　　。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
(3)若玻璃管中汞柱的高度稳定后,在玻璃管顶部敲了一个小孔,你认为会出现的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)如果用水来代替汞做实验，水　　　　(选填“会”或“不会”)充满玻璃管，若管口刚好在水面上且保证不漏气，此时玻璃管内顶部的压强为　　　　Pa。(g取10 N/kg，1个标准大气压取1.0×105 Pa)
6、【答案】760　真空　(1)①不变　②不变 (2)不变　降低
(3)玻璃管内汞柱液面下降,直至与汞液槽内液面相平 (4)会　9×104
【解析】当管内水银柱静止时，水银柱产生的压强跟大气压强所产生的力是平衡的，1标准大气压支持的水银柱的高度为760mm，玻璃管上方是真空。（1）当外界的大气压不变，下班管不漏气时，玻璃管内的水银柱的高度总是保持不变；（2）当外界的大气压不变，下班管不漏气时，管内水银柱的高度跟玻璃管的粗细无关；如果管内进入少量空气，水银柱的上方就有压强，此时水银柱的高度将变小；（3）若玻璃管中汞柱的高度稳定后,在玻璃管顶部敲了一个小孔，此时，玻璃管和容器就构成了连通器，根据连通器的原理，管内外的水银面应该保持相平，所以，管内水银面将下降至跟管外水银面相平；（4）如果用水来代替汞做实验时，由于，1标准大气压支持的水柱的高度为10m左右，此时，此时玻璃管内顶部的压强为：P0-P水=10×105 Pa -ρ水gh=10×105 Pa-1×103kg/m3×10N/kg×1m=9×104 Pa。
7、如图所示是小明利用V=2 mL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10 cm, 即可算出活塞的横截面积 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=2.1 N,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的示数为F',则大气压值p'=　　　　(用题中的物理量符号表示)。
(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　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7、【答案】(1)注射器带刻度部分　0.2　 (2)1.05×105 (3)　 (4)偏小
【解析】 (1)注射器带刻度部分的容积为2 mL=2 cm3,长度l为10 cm,则活塞的横截面积:S===0.2 cm2。(2)大气压:p===1.05×105 Pa。(3)由题意知,设外界大气对活塞的压力为F0,筒与筒壁之间的摩擦为f,第一次活塞被拉出注射器时,活塞受力情况为F=F0+f,第二次活塞退回注射器时,活塞受力情况为F0=F'+f,则外界大气对活塞的压力为F0=,故大气压值:p'===。(4)若筒内空气没有排尽,则所需拉力偏小,在受力面积一定时,所测大气压值就偏小。
8、著名的______实验证明了大气压强的存在。托里拆利实验第一次测出了大气压的值，如图所示是托里拆利实验，根据图示完成下面的问题。
（1）实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，则水银柱的高度将______。（选填“变长”“变短”或“不变”）
（2）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”）
（3）实验中不小心将玻璃管的顶部打破，能看到的现象是______。
（4）若将实验中用的水银换成水，玻璃管中的液面______下降。（选填“会”或“不会”）
8、【答案】马德堡半球；（1）不变；（2）偏小；
（3）试管中水银会下降到与管外水银相平；（4）不会。
【解析】证明了大气压强的存在是著名的马德堡半球实验；托里拆利实验第一次测出了大气压的值；
（1）如图乙所示，玻璃管倾斜，管中水银柱长度将增大，高度不变；
（2）若实验过程中，玻璃管中的水银没有装满，实验时管中不慎进入少量空气，则空气会产生一定的向下的压强，使管中水银柱高度将减小；
（3）将玻璃管的顶部打破了一个小孔后，这个装置就相当于一个连通器，所以试管中水银会下降到与管外水银相平为止。
（4）把水银换成水，由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水可得，
1.0×103kg/m3×10N/kg×h=1.0336×105Pa，
h=10.336m，
远远大于0.76m，因此将实验中用的水银换成水，玻璃管中的液面不会下降。
3　大气压强的变化及应用
9、自来水笔吸墨水时，只要按几下弹簧片，墨水就进入橡皮管里了，这是由于（　　）
A. 弹簧片作用使墨水进入橡皮管
B. 手的压力使墨水进入橡皮管
C. 水笔吸力作用使墨水进入橡皮管
D. 大气压作用使墨水进入橡皮管
9、【答案】D
【解析】利用大气压的知识来解释此现象，吸墨水是利用了大气压强。与大气压有关的现象往往是物体的一个位置和空气接触，另一个位置没有空气或空气减少。吸墨水时，先把笔囊上的弹簧片按下，把里面的空气排出，再把笔囊上的弹簧片松开，此时管内的气压小于管外的大气压强，墨水就在外界大气压的作用下被压进笔囊里了。故选：D。
10、如图所示是自制气压计。则下列说法中正确的是 (　　)
A.带着它登山的过程中,玻璃管中的液柱会逐渐上升
B.玻璃管中的水柱高度减小,说明外界大气压降低了
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计的测量精度,可选用更粗的玻璃管
10、【答案】A　
【解析】登山过程中,大气压随着高度的升高而降低,外界大气压减小,瓶内气压不变,玻璃管内的液柱会上升,故A正确;玻璃管中水柱的高度减小,说明外界大气压增大了,故B错误;由图可知,外界大气压加上玻璃管内液体的压强等于瓶内的气压,玻璃管内液柱静止时,瓶内气压大于大气压,故C错误;玻璃管的粗细不会影响液柱的高度,所以不会影响气压计的精密度,故D错误。
11、下列现象不是利用大气压的是（　　）
A. 用塑料吸管吸牛奶 B. 吸盘贴在光滑的墙面上
C. 医生用注射器给病人注射药液 D. 墨水被吸进钢笔橡胶管
11、【答案】C
【解析】A、用力吸气，吸管内的气压小于外界大气压，牛奶在外界大气压的作用下，被压入口腔内。故A利用了大气压 B、一压吸盘，排出了吸盘内的空气，当吸盘要恢复原状时，内部气压小于外界大气压，外界大气压将吸盘紧紧地压在墙面上。故B利用了大气压。C、医生给注射器内吸药液时用到了大气压，但现在是向病人体内注射药液。利用的是人的推力。与大气压无关。 D、用力一按橡皮囊，排出了里面的空气，当其恢复原状时，橡皮囊内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，墨水被压入钢笔内。也用到了大气压。故选：C。
12、活塞式抽水机的工作原理如图所示,提起活塞时,阀门　　　　(选填“A”或“B”)关闭,管外的水在　　　　的作用下进入圆筒。
12、【答案】A　大气压
【解析】当提起活塞时,阀门A关闭，阀门B打开，管外的水在大气压的作用下水进入AB之间。
13、如图甲所示,高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。如图乙所示,某高压锅锅体的内底面积为S=500 cm2,侧壁竖直,出气孔横截面积为S0=7 mm2,限压阀质量为m=98 g,限压阀顶部面积为S1=20 mm2(假设锅外大气压强为p0=1.0×105 Pa,g取10 N/kg)。
(1)液体沸点与气压的关系:液体沸点随气压的增大而　　　　(选填“升高”或“降低”)。
(2)使用高压锅时锅内气体的最大压强为多少
(3)为保证使用安全,不可随意增加限压阀的质量,如果限压阀的质量增加14 g,会导致锅内气体压强增加多少帕才会把限压阀顶起排气 请计算此时锅体与锅盖咬合处,锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
13、【答案】 (1)升高 (2) 2.4×105 Pa (3) 1000 N
【解析】(1) 液体沸点与气压的关系:液体沸点随气压的增大而升高；
(2)已知锅外大气压强为p0,出气孔横截面积为S0,限压阀质量为m,
则限压阀重力为G=mg,
当限压阀刚要被顶起时,受力平衡,则
F内=p0S0+G,
故锅内气体最大压强:
p内==p0+=1.0×105 Pa+=2.4×105 Pa。
(3)由F=pS可知,压力的变化量就等于压强的变化量与受力面积的乘积,
锅内气体压强的变化量:
Δp====2×104 Pa,
故锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的作用力的增大量:
ΔF=ΔpS=2×104 Pa×500×10-4 m2=1000 N。
14、如图所示，在长约1m、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）为了测得大气压的值，应测量玻璃管_______。
（2）最早用这一实验测量大气压强的科学家是托里拆利，他测得的大气压强值是________mmHg。
（3）如果把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽中时，管中的水柱________（填“会”或“不会”）下降。
14、【答案】（1）内外水银面高度差 （2）760 （3）不会
【解析】（1）为了测得大气压的值，这时必须测量管内外水银面高度差。（2）最早用这一实验测量大气压强的科学家是托里拆利，他测得的大气压强值是760 mmHg。（3）一个标准大气压约为760毫米水银柱产生的压强，由P=水银gh水银=水gh水，可知，如果水银气压计中的水银用水代替，那么水柱的高度约为10m，所以把水银换成水将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，管中的水柱不会下降。