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第3节大气压强(第2课时)
1.实验表明:一切液体的沸点都与气压有关。气压减小时沸点降低,气压增大时沸点升高。我们可用高压锅解决食物在高海拔地区不易煮熟的问题。
2.用虹吸管换掉鱼缸中的水、农业生产中将渠道中的水引入田中灌溉,都利用了虹吸现象。
3.实验表明:一定质量的气体,体积减小时,压强增大;体积增大时,压强减小。如抽水机、打气筒和静脉滴液等都是利用气体压强和体积的关系进行工作的。
4.正常情况下,人体内的压强与大气压相等。人在高山地区会发生高山反应,是因为高山地区空气稀薄,大气压低,使人的神经系统、呼吸系统和心血管系统出现许多障碍。
典例精析
例1、(2023 阿克苏地区三模)在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。若某地大气压为9×104Pa,该地的海拔约为( )21·世纪*教育网
A.1m B.10m C.100m D.1000m
变式1、大气压强值为1.0×105Pa,若一只手掌的面积为0.01m2,则手掌承受的大气压力是 N;越高处气压越 ,水的沸点越 。
例2、高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,其内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减少,现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。则:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多少克的限压阀?(g取10N/kg)
变式2、如图,高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔的横截面积为8毫米2,限压阀的质量为100克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105帕,问:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多大?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105帕,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能;应再配备一个质量为多大的限压阀?2·1·c·n·j·y
(3)在生活中,如果用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机等排气装置,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请简略的写出你的方案。21*cnjy*com
实战演练
1.近年来,大量人员涌向西藏,但并不是每个人都能去的,为了研究人们对高原生活的适应情况,科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们“慢慢地飞向西藏”,然后进行各项测试。这里“慢慢地飞向西藏”的实际内容是( )
A.将实验舱用飞机运往西藏
B.将实验舱升入高空
C.减小实验舱内的气压
D.增大实验舱内的气压
2.氢气球升到高空时就会破裂,其主要原因是( )
A.高空大气压强增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压强增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压强减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压强减小,气球体积减小,将气球压破
3.如图所示,小明同学从市场上买了一个气球,她发现气球表面有些脏,于是用浸透酒精的湿方巾擦拭扎紧了的气球,并把它放到电扇底下吹风,直至刚好被吹干。这一过程中气球的体积变化是( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.变大 B.变小
C.先变小后变大 D.不变
4.如图是小明为家里的盆景设计的一个自动供水装置,他用一个塑料瓶装满水后倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,这样盆景中的水位可以保持一定的高度,塑料瓶中的水不会立刻全部流掉的原因是( )
A.受浮力的作用 B.受外界大气压的作用
C.受盆景盘支持力的作用 D.瓶口太小,水不易流出
5.某同学自己设计了一个粗测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压p的公式是( )
A.p= B.p= C.p= D.p=πd2G
6.如图所示,在小瓶里装一些带颜色的水,再取一根两端开口的细管,使细管穿过橡皮塞插入水中,从细管上端吹入少量气体,就制成了一个简易的气压计。小明把气压计从山顶带到山脚,由于大气压强 (选填“变小”、“不变”或“变大”),细管内水柱会 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
7.如图甲所示,U形管内有一质量不变的液柱静止不动,左面开口连通大气,右端连抽气筒,抽气筒抽出管内少许空气后不再抽气,液柱静止如图乙所示。液柱上、下表面与空气接触面积都为2.0×10﹣5m2,在标准大气压下液柱下表面受到的大气压力为 N,管内液柱上方气压 大气压。图甲中管内气压p1 图乙中管内气压p2(后两空均填“大于”、“等于”或“小于”)。(标准大气压取105Pa)
8.活塞式抽水机的工作原理如图所示,当活塞被从圆筒底部提起时,阀门A ,地下水在 的作用下推开阀门 ,进入圆筒中。
9.如图所示是某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,由于 的作用使其牢牢地吸附在竖直玻璃上。当它静止在竖直玻璃上时,所受的重力与 力是一对平衡力。擦窗机器人工作时对玻璃的压力为30N,内外气压差达到1000Pa,则擦窗机器人与玻璃的接触面积为 m2。
10.如图是紫砂陶茶壶。壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压强,有利于把水倒出来。若茶壶和水的总质量为0.6kg,壶底与桌面的接触面积为5cm2,壶对水平桌面的压强为 Pa。
11.拔火罐是中医常用的一种治疗手段。正常情况下,人体皮肤内外受到的压强是 的。拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压 (选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。人体血液因体内压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)罐内压强而聚集在皮肤处,可观察到皮肤上被拔的部位留下圆形的血印。21*cnjy*com
12.在篮球比赛前,小明给篮球充气时,发现充气越多感觉球越“硬”,又联想到充足气的轮胎在烈日下暴晒易爆胎。他认为这些现象与气体压强有关。气体压强的大小与哪些因素有关呢?和同学们讨论后,提出如下猜想:
猜想1:气压大小可能与气体的温度有关;猜想2:气压大小可能与气体的体积有关;猜想3:气压大小可能与气体的多少有关。
(1)同学们用汽车里的“胎压计”测量篮球充气时的气压,发现充气越多,示数越大。由此得出猜想3是 (选填“正确”或“错误”)。
(2)小明又用胎压计测量一个篮球的气压,示数如图所示,其值为 kPa。当将篮球放在烈日下暴晒一段时间后,再测球中气压,发现胎压计的示数变大,可以得出的结论是 。
(3)为了验证猜想2,他们进行如下探究:
如图乙所示,用注射器密封一段空气柱,保证其温度不变,利用注射器的刻度直接读出气体体积V,用弹簧测力计竖直向上拉注射器活塞来改变气体的体积,如果已知注射器活塞的横截面积为S,(不计活塞重及活塞与注射器壁之间的摩擦),当地大气压为标准大气压p0,当弹簧测力计的示数为F时,注射器内气体的压强计算表达式为p= 。
(4)通过实验,得到了注射器内气压与对应体积的实验数据,如下表:
p(×105Pa) 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.2
V(×10﹣5m3) 1.0 1.25 1.67 2.0 2.5 ▲
①请在图丙中,描点作出气压p与气体的体积V的关系图像。
②根据表格数据和图像,可以推算,当气压p=0.2×105Pa时,V= m3。
③为更直观反映气压p与体积V之间的关系,最好画出气压p与 的图像。
13.肺活量指一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积,单位是mL。如图所示是一种测定肺活量的实用方法。图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒(圆筒壁体积忽略不计),测量前排尽其中的空气(即测量前筒内充满水)。测量时,被测者吸足空气,再通过B尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管进入A内,使A浮起。已知圆筒质量为m,横截面积为S,筒底浮出水面的高度为h。大气压强为P0,水的密度为ρ水。求:(用已知物理量来表示)
(1)此时A中气体体积;
(2)筒内气体压强;
(3)如果质量50kg的初三年级学生用上述方法测量肺活量,测得h=18cm。已知A的质量为200g,横截面积为200cm2,通过计算说明他的肺活量体重指数等级(肺活量体重指数=肺活量mL/人体质量kg)。
肺活量体重指数等级 优秀 良好 合格
肺活量体重指数标准 76及以上 65~75 50~64
14.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)21世纪教育网版权所有
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
(1)根据表格中数据总结水的沸点与大气压的关系是 ;
(2)海拔高度为3000米处,大气压最接近 (填字母);
A.60千帕 B.70千帕 C.80千帕 D.90千帕
(3)小明发现将密封包装的小面包从上海带到拉萨(如图所示),包装袋鼓了起来,这是因为 。21cnjy.com
15.创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,水和玻璃杯总质量为0.28kg,A点和B点距离水上表面的距离均为h=3cm。小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸”到水;移开手后,能轻松“吸”到水。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)小科能轻松“吸”到水是利用了 ;
(2)A点水的压强为多少?A点水的压强 B点水的压强(选填“大于”“等于”或“小于”);2-1-c-n-j-y
(3)该玻璃杯放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4cm2,此时装水的玻璃杯对桌面的压强为多少?【版权所有:21教育】
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第3节大气压强(第2课时)
1.实验表明:一切液体的沸点都与气压有关。气压减小时沸点降低,气压增大时沸点升高。我们可用高压锅解决食物在高海拔地区不易煮熟的问题。
2.用虹吸管换掉鱼缸中的水、农业生产中将渠道中的水引入田中灌溉,都利用了虹吸现象。
3.实验表明:一定质量的气体,体积减小时,压强增大;体积增大时,压强减小。如抽水机、打气筒和静脉滴液等都是利用气体压强和体积的关系进行工作的。
4.正常情况下,人体内的压强与大气压相等。人在高山地区会发生高山反应,是因为高山地区空气稀薄,大气压低,使人的神经系统、呼吸系统和心血管系统出现许多障碍。
典例精析
例1、(2023 阿克苏地区三模)在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。若某地大气压为9×104Pa,该地的海拔约为( )21·世纪*教育网
A.1m B.10m C.100m D.1000m
【答案】D
【解答】解:标准气压约为1×105Pa,减小的大气压为:1×105Pa﹣9×104Pa=104Pa;每升高10m,大气压减小约100Pa,故减小的高度为:10×=1000m。
故选:D。
变式1、大气压强值为1.0×105Pa,若一只手掌的面积为0.01m2,则手掌承受的大气压力是 N;越高处气压越 ,水的沸点越 。
【解答】解:由p=,可得手掌承受的大气压力为F=pS=1.0×105Pa×0.01m2=1000N;
大压强随高度的增加而减小,因此越高处气压越低,水的沸点随气压的减小而降低。
故答案为:1000;低;低;
例2、高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,其内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减少,现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。则:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多少克的限压阀?(g取10N/kg)
【答案】(1)锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa;
(2)不能,应该再配一个质量为80g的限压阀。
【解答】解:(1)限压阀的重量为:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
高压锅内气体能达到的最大压强为:p=p0+=1.0×105Pa+=2×105Pa;
(2)p限=p最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根据p=可得限压阀受到的压力为:F限=p限S=0.8×105Pa×10×10﹣6m2=0.8N,
G=F限=0.8N,
限压阀的质量为:m===0.08kg=80g。
答:(1)锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa;
(2)不能,应该再配一个质量为80g的限压阀。
变式2、如图,高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔的横截面积为8毫米2,限压阀的质量为100克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105帕,问:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多大?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105帕,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能;应再配备一个质量为多大的限压阀?2·1·c·n·j·y
(3)在生活中,如果用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机等排气装置,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请简略的写出你的方案。21*cnjy*com
【答案】(1)锅内气体能达到的最大压强是2.25×105Pa;
(2)不能用;应该再配一个质量为64g的限压阀;
(3)在高压锅里放少量的水,加热至水沸腾,赶走里面的空气,然后盖严锅盖,让其冷却。
【解答】解:(1)限压阀的质量m=100g=0.1kg,
限压阀的重力为:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
空心柱小孔的横截面积S=8mm2=8×10﹣6m2,
则高压锅内气体能达到的最大压强为:p内=p0+=1.0×105Pa+=2.25×105Pa;
(2)由题知,为了保证安全,锅内气体的最大压强为1.8×105Pa,小于2.25×105Pa,所以原来的限压阀不能使用;21教育名师原创作品
要使此高压锅能继续安全使用,则限压阀产生的最大压强:p限=p内最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根据p=可得限压阀产生的最大压力:F限=p限S=0.8×105Pa×8×10﹣6m2=0.64N,
此时限压阀的重力:G′=F限=0.64N,
则此时限压阀的质量:m′===0.064kg=64g,即应该配一个质量为64g的限压阀。
(3)将高压锅里的空气尽量排除的方法:在高压锅里放少量的水,加热至水沸腾,赶走里面的空气,然后盖严锅盖,让其冷却。
答:(1)锅内气体能达到的最大压强是2.25×105Pa;
(2)不能用;应该配一个质量为64g的限压阀;
(3)在高压锅里放少量的水,加热至水沸腾,产生的水蒸气赶走里面的空气,然后盖严锅盖,让其冷却。
实战演练
1.近年来,大量人员涌向西藏,但并不是每个人都能去的,为了研究人们对高原生活的适应情况,科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们“慢慢地飞向西藏”,然后进行各项测试。这里“慢慢地飞向西藏”的实际内容是( )
A.将实验舱用飞机运往西藏
B.将实验舱升入高空
C.减小实验舱内的气压
D.增大实验舱内的气压
【答案】C
【解答】解:科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们“慢慢地飞向西藏”,由于西藏的海拔较高,气压较小,所以其实际内容是减小实验舱内的气压,来模拟西藏的气压,故C正确。21教育网
故选:C。
2.氢气球升到高空时就会破裂,其主要原因是( )
A.高空大气压强增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压强增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压强减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压强减小,气球体积减小,将气球压破
【答案】C
【解答】解:
氢气球之所以会上升是因为氢气的密度比空气要低,而到了高空,空气更为稀薄,气球内部的压强大于外部的压强,使得内外的压力差更大,气球体积增大,将气球胀破。
故选:C。
3.如图所示,小明同学从市场上买了一个气球,她发现气球表面有些脏,于是用浸透酒精的湿方巾擦拭扎紧了的气球,并把它放到电扇底下吹风,直至刚好被吹干。这一过程中气球的体积变化是( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.变大 B.变小
C.先变小后变大 D.不变
【答案】B
【解答】解:用浸透酒精的湿方巾擦拭扎紧了的气球,气球上有酒精,并把它放到电扇底下吹风,酒精由液态变成气态,是汽化现象,汽化吸收热量,气球内的气体温度降低,体积变小。
故选:B。
4.如图是小明为家里的盆景设计的一个自动供水装置,他用一个塑料瓶装满水后倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,这样盆景中的水位可以保持一定的高度,塑料瓶中的水不会立刻全部流掉的原因是( )
A.受浮力的作用 B.受外界大气压的作用
C.受盆景盘支持力的作用 D.瓶口太小,水不易流出
【答案】B
【解答】解:一个标准大气压可以支持约10.13m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,故B正确。
故选:B。
5.某同学自己设计了一个粗测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压p的公式是( )
A.p= B.p= C.p= D.p=πd2G
【答案】C
【解答】解:皮碗的表面积S=πr2=π,
根据题意可知,最多能挂的物重G等于对皮碗的拉力,
而大气对皮碗的压力与物体对皮碗的拉力是一对平衡力,则F=G,
所以,大气压:p====。
故选:C。
6.如图所示,在小瓶里装一些带颜色的水,再取一根两端开口的细管,使细管穿过橡皮塞插入水中,从细管上端吹入少量气体,就制成了一个简易的气压计。小明把气压计从山顶带到山脚,由于大气压强 (选填“变小”、“不变”或“变大”),细管内水柱会 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】变大;下降。
【解答】解:把气压计从山顶带到山脚,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的减小而增加,此时在瓶外气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃瓶,因此管内水柱的高度会增下降。
故答案为:变大;下降。
7.如图甲所示,U形管内有一质量不变的液柱静止不动,左面开口连通大气,右端连抽气筒,抽气筒抽出管内少许空气后不再抽气,液柱静止如图乙所示。液柱上、下表面与空气接触面积都为2.0×10﹣5m2,在标准大气压下液柱下表面受到的大气压力为 N,管内液柱上方气压 大气压。图甲中管内气压p1 图乙中管内气压p2(后两空均填“大于”、“等于”或“小于”)。(标准大气压取105Pa)
【答案】(1)2;(2)小于;(3)等于。
【解答】解:(1)液柱下表面受到的大气压力为:F=pS=105Pa×2.0×10﹣5m2=2N;
(2)图乙中的液柱在竖直方向受到三个力的作用:自身重力、上方大气压力、下方大气压力,因为液柱静止不动,所以G+F2=F1,其受力示意图如图:
;
由F=pS可得p上S+G=p下S,则p下>p上,下方与空气接通,下方大气压强即大气压强,所以管内液柱上方气压小于大气压;
(3)图甲和图乙液柱的受力情况不变,所以图甲中管内气压p1等于图乙中管内气压p2。
故答案为:(1)2;(2)小于;(3)等于。
8.活塞式抽水机的工作原理如图所示,当活塞被从圆筒底部提起时,阀门A ,地下水在 的作用下推开阀门 ,进入圆筒中。
【答案】关闭;大气压;B
【解答】解:提起活塞时,阀门A受到上面水的压力而关闭,在大气压的作用下,地下的水推开阀门B进入圆筒;活塞下压时,活塞中的水把阀门B压下关闭,同时水推开阀门A进到活塞上面;再提起活塞时,重复前面过程,同时活塞上面的水随活塞的上移从出水管流出。
故答案是:关闭;大气压;B。
9.如图所示是某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,由于 的作用使其牢牢地吸附在竖直玻璃上。当它静止在竖直玻璃上时,所受的重力与 力是一对平衡力。擦窗机器人工作时对玻璃的压力为30N,内外气压差达到1000Pa,则擦窗机器人与玻璃的接触面积为 m2。
【答案】大气压;摩擦;0.03
【解答】解:(1)擦窗机器人底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,利用了大气压强使其牢牢地吸附在竖直玻璃上。擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力;
(2)根据p=得擦窗机器人与玻璃的接触面积:S===0.03m2。
故答案为:大气压;摩擦;0.03。
10.如图是紫砂陶茶壶。壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压强,有利于把水倒出来。若茶壶和水的总质量为0.6kg,壶底与桌面的接触面积为5cm2,壶对水平桌面的压强为 Pa。
【答案】等于;1.2×104。
【解答】解:壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,使得水面上方的压强等于大气压强,在大气压的作用下水可以更容易的倒出。www-2-1-cnjy-com
茶壶对水平桌面的压力大小等于茶壶和水总重,即茶壶对水平桌面的压力:F=G=0.6kg×10N/kg=6N;
茶壶对桌面的压强为:p===1.2×104Pa。
故答案为:等于;1.2×104。
11.拔火罐是中医常用的一种治疗手段。正常情况下,人体皮肤内外受到的压强是 的。拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压 (选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。人体血液因体内压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)罐内压强而聚集在皮肤处,可观察到皮肤上被拔的部位留下圆形的血印。21*cnjy*com
【答案】相等;小于;大于。
【解答】解:正常情况下,人体皮肤内外受到的压强是相等的。拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。人体血液因体内压强大于罐内压强而聚集在皮肤处,可观察到皮肤上被拔的部位留下圆形的血印。
故答案为:相等;小于;大于。
12.在篮球比赛前,小明给篮球充气时,发现充气越多感觉球越“硬”,又联想到充足气的轮胎在烈日下暴晒易爆胎。他认为这些现象与气体压强有关。气体压强的大小与哪些因素有关呢?和同学们讨论后,提出如下猜想:
猜想1:气压大小可能与气体的温度有关;猜想2:气压大小可能与气体的体积有关;猜想3:气压大小可能与气体的多少有关。
(1)同学们用汽车里的“胎压计”测量篮球充气时的气压,发现充气越多,示数越大。由此得出猜想3是 (选填“正确”或“错误”)。
(2)小明又用胎压计测量一个篮球的气压,示数如图所示,其值为 kPa。当将篮球放在烈日下暴晒一段时间后,再测球中气压,发现胎压计的示数变大,可以得出的结论是 。
(3)为了验证猜想2,他们进行如下探究:
如图乙所示,用注射器密封一段空气柱,保证其温度不变,利用注射器的刻度直接读出气体体积V,用弹簧测力计竖直向上拉注射器活塞来改变气体的体积,如果已知注射器活塞的横截面积为S,(不计活塞重及活塞与注射器壁之间的摩擦),当地大气压为标准大气压p0,当弹簧测力计的示数为F时,注射器内气体的压强计算表达式为p= 。
(4)通过实验,得到了注射器内气压与对应体积的实验数据,如下表:
p(×105Pa) 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.2
V(×10﹣5m3) 1.0 1.25 1.67 2.0 2.5 ▲
①请在图丙中,描点作出气压p与气体的体积V的关系图像。
②根据表格数据和图像,可以推算,当气压p=0.2×105Pa时,V= m3。
③为更直观反映气压p与体积V之间的关系,最好画出气压p与 的图像。
【答案】(1)正确;(2)124;在体积和质量一定时,气体的压强随温度的升高而增大;(3)p0﹣;(4)①见上图;②5×10﹣5;③。【来源:21cnj*y.co*m】
【解答】解:(1)篮球充气时的气压,发现充气越多,示数越大.说明气压大小与气体的多少有关,故猜想3正确;
(2)由图知胎压计的量程为20﹣180kPa,分度值为4kPa,示数为124kPa;
当将篮球放在阳光下暴晒一段时间后,篮球内气体的压强增大,胎压计的示数变大,说明在体积和质量一定时,气体的压强随温度的升高而增大;
(3)当弹簧秤的示数为F时,注射器活塞受大气压力、拉力和里面气体压力的作用,受力平衡;
则F0=F+F气,
由p=可得p0s=F+pS,
所以p=p0﹣;
(4)①根据表格数据描点画图象,如下图:
②由表中的数据可知:实验次数1:Vp=1×10﹣5m3×1×105Pa=1m3Pa;
实验次数2:Vp=0.8×10﹣5m3×1.25×105Pa=1m3Pa;
实验次数4:Vp=0.5×10﹣5m3×2×105Pa=1m3Pa;
实验次数5:Vp=0.4×10﹣5m3×2.5×105Pa=1m3Pa;
由此可知:气体体积和气体压强的乘积为定值,pV=1m3Pa,即在温度不变的情况下气体压强与气体体积成反比,即p=m3Pa;【出处:21教育名师】
所以当气压p=0.2×105Pa时,V=5×10﹣5m3;
③为更直观反映气压p与体积V之间的关系,最好画出气压p与的图像。
故答案为:(1)正确;(2)124;在体积和质量一定时,气体的压强随温度的升高而增大;(3)p0﹣;(4)①见上图;②5×10﹣5;③。
13.肺活量指一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积,单位是mL。如图所示是一种测定肺活量的实用方法。图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒(圆筒壁体积忽略不计),测量前排尽其中的空气(即测量前筒内充满水)。测量时,被测者吸足空气,再通过B尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管进入A内,使A浮起。已知圆筒质量为m,横截面积为S,筒底浮出水面的高度为h。大气压强为P0,水的密度为ρ水。求:(用已知物理量来表示)
(1)此时A中气体体积;
(2)筒内气体压强;
(3)如果质量50kg的初三年级学生用上述方法测量肺活量,测得h=18cm。已知A的质量为200g,横截面积为200cm2,通过计算说明他的肺活量体重指数等级(肺活量体重指数=肺活量mL/人体质量kg)。
肺活量体重指数等级 优秀 良好 合格
肺活量体重指数标准 76及以上 65~75 50~64
【答案】(1)此时A中气体体积为+Sh;
(2)筒内气体压强为P0+;
(3)他的肺活量体重指数等级为76mL/kg。
【解答】解:(1)因为圆筒漂浮在水面上,所以有F浮=G=mg,
根据阿基米德原理F浮=G排=ρgV排,
即:ρ水gV排=mg,
所以V排=,
此时A中气体的体积:
V=V排+Sh=+Sh;
(2)由图可知:筒外水面比筒内水面高出高度为h==;
筒内气体压强为:
P=P0+ρ水gh=P0+ρ水g=P0+;
(3)他的肺活量为:
V=V排+Sh=+Sh=+200cm2×18cm=3800cm3=3800mLl,
所以肺活量体重指数===76mL/kg。
答:(1)此时A中气体体积为+Sh;
(2)筒内气体压强为P0+;
(3)他的肺活量体重指数等级为76mL/kg。
14.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)21世纪教育网版权所有
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
(1)根据表格中数据总结水的沸点与大气压的关系是 ;
(2)海拔高度为3000米处,大气压最接近 (填字母);
A.60千帕 B.70千帕 C.80千帕 D.90千帕
(3)小明发现将密封包装的小面包从上海带到拉萨(如图所示),包装袋鼓了起来,这是因为 。21cnjy.com
【答案】(1)大气压越低水的沸点越小,大气压越高水的沸点越大;(2)B;(3)包装袋中封闭有气体,从上海带到拉萨,环境中的大气压降低,内外压强差变大。
【解答】解:(1)根据表格中数据,水的沸点与大气压的关系是:大气压越低水的沸点越小,大气压越高水的沸点越大。21·cn·jy·com
(2)由表中数据可知,随海拔高度增大,大气压减小,海拔高度为3658.0时大气压为65.23千帕,海拔高度为1517.2时大气压为84.31千帕,故海拔高度为3000米处,大气压最接近70千帕,故选B。www.21-cn-jy.com
(3)小明发现将密封包装的小面包从上海带到拉萨(如图所示),包装袋鼓了起来,这是因为包装袋中封闭有气体,从上海带到拉萨,环境中的大气压降低,内外压强差变大。
故答案为:(1)大气压越低水的沸点越小,大气压越高水的沸点越大;(2)B;(3)包装袋中封闭有气体,从上海带到拉萨,环境中的大气压降低,内外压强差变大。
15.创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,水和玻璃杯总质量为0.28kg,A点和B点距离水上表面的距离均为h=3cm。小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸”到水;移开手后,能轻松“吸”到水。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)小科能轻松“吸”到水是利用了 ;
(2)A点水的压强为多少?A点水的压强 B点水的压强(选填“大于”“等于”或“小于”);2-1-c-n-j-y
(3)该玻璃杯放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4cm2,此时装水的玻璃杯对桌面的压强为多少?【版权所有:21教育】
【答案】(1)大气压;(2)等于;(3)杯子对桌面的压强为7000Pa。
【解答】解:(1)用吸管从瓶子里吸水时,先把吸管内的部分空气吸走,管内的气压小于外界大气压,水在大气压的作用下被压入吸管,上升到嘴里;
(2)由图可知,A点的深度等于B点的深度,所以根据p=ρ液gh可知,A点压强等于B点压强;
(3)玻璃杯对桌面的压力与玻璃杯的重力大小相等,即F=G=mg=0.28kg×10N/kg=2.8N
玻璃杯对桌面的压强 。
故答案为:(1)大气压;(2)等于;(3)杯子对桌面的压强为7000Pa。
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