第二章 1-3 节
一、单选题
1.科技小组的同学用 3D打印机制作了四种模型,分别固定在支架上,放置于电子秤上,如图所示,用吹风机相同档位正
对模型从右向左水平吹风,其中电子秤示数可能明显变大的是( )
A. B. C. D.
2.负压救护车是种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名。下列处于负压状态的是( )
A.充完气的汽车轮胎 B.漏气的气球
C.吸饮料之初的吸管、 D.太空中飞行的“神舟十一号”返回舱
3.如图所示,这些与压强知识相关的实验中分析正确的是( )
A.甲图实验,“纸片托水”实验中,杯中的水一定要装满
B.乙图实验,把乙图装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将下降
C.丙图实验,当向塑料管 B中用力吹气时,细管 A中液面将会下降
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
4.下列关于对流层描述正确的是( )
①对流层内随高度的增加气温升高 ②不同地表的对流层高度是一样的 ③对流层最显著的特点是空气有强烈的水平
运动 ④对流层集中了四分之三的大气质量和几乎全部的水汽 ⑤对流层的天气现象复杂多
A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤
5.下列关于四个现象的说法不正确的是( )
A.“拔罐”不仅能说明大气有压强,还能说明人体内部有压强
B.某同学进行马德堡半球实验时,选用不同直径的半球时,拉开半球所用的力不同
C.挤压玻璃瓶时液柱会上升,说明力能使物体发生形变
D.医生用注射器给病人注射抗生素是利用了大气压
7.为改善地铁地下车站的通风状况,小科设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨
盖的形状应设计成下列图中的( )
A. B. C. D.
8.如上右图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于( )
A.车项空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
1
9.关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小
B.如乙图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
D.如丁图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
10.科学是一门以实验为基础的学科,关于下列实验的说法正确的是( )
A.甲实验在同一深度改变橡皮膜的朝向,U形管两侧液面高度差变大
B.乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面高度低于 760mm
C.丙实验将简易气压计从山底带到山顶,玻璃管内液面会上升
D.丁实验为使烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,向外拉动活塞,可增大气压,降低沸点
12.下列小实验不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲:向弯折的扑克牌下方吹气,扑克牌没有被吹翻
B.图乙:向悬挂在木杆上的两气球中间吹气,两气球相互靠近
C.图丙:向瓶内吹气,横放在瓶口处的短铅笔从瓶口中跑出来
D.图丁:向乒乓球吹气,乒乓球会从球拍上滚下来
13.小科同学用软瓶和矿泉水瓶制作“浮沉子”。他先在软瓶内加入适量液体并密封,再放入矿泉水瓶中并使其漂浮,如图甲,
最后密封矿泉水瓶。当他用力挤压矿泉水瓶,软瓶稍有下沉但仍漂浮,如图乙。挤压过程中,下列软瓶相关量的变化图像中
表示正确的是( )
A. B. C. D.
14.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案。如图
所示,黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 ( )
1
A B C D
15.如图是医院为病人输液部分装置,图中 A为输液瓶,B为滴壶,C 为进气管,与大气相通,则在输液过程中,(瓶 A中
尚有液体),下列说法正确的( )
①瓶 A中液面下降,但 A中上方气体的压强不变;
②瓶 A中上方气体的压强随液面的下降而增大;
③在瓶中药液输完以前,滴壶 B中的气体压强保持不变
④滴壶 B中的气体压强随 A中液面的下降而减小。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
二、填空题
14.读气温的垂直分布图,完成下列问题:
(1)在①②③三层中,①为中间层;②为 层。
(2)③中气温随高度增加而降低,说明了__________(填字母)。
A.空气越稀薄,保温作用越差 B.该层顶部是臭氧层
C.地面是该层的主要直接热源 D.该层热量直接来自于太阳辐射
15.小明想利用装置模拟风的形成。他将大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口
部分,如图 3。在瓶身内部放入一支点燃的蜡烛,小瓶瓶口附近放一支点燃的线香。图中 C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,
其中正确的是 (选填“1”、“2”或“3”),并说明判断该方向的理由 。
18.如图 1是大气温度的垂直分布示意图,图 2是大气层的对流层空气对流运动示意图。
图 3
(1)大气层中约 90%的臭氧集中于图 1所示的 (选填字母“a”“b”“c”“d”)层,飞机也主要在这一层飞行。
(2)图 2中 A处空气流动的方向 (选填“向上”或“向下”)。
(3)图 2中甲乙两地,气压较高的是 (选填“甲”或“乙”)地;甲地多 (选填“晴朗”或“阴雨”)天气。
19.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在 A处沿水平方向快速吹气时,会发现 B、C管中的液体高度上升,
设 B管内水柱产生的压强为 p 水,C管内酒精产生的压强为 p 酒精,则 p 水 p 酒精(选填“>““=“或”<“),B、C管中的液体
上升的原因是 A处空气流速加快,气压 (选填”增大”或”减小”)。
2
三、实验探究题
20.学习了大气压后,小明想估测一下大气压的值。他准备了如下器材:不同规格的针筒、两个弹簧测力计(量程为 10N)、
刻度尺、一个铁丝做成的 T型钩、细线、橡皮帽等。小明在实验中选了图乙中 B规格的针筒,发现弹簧测力计的量程太小
了。于是设计了图甲实验装置,顺利完成了测量任务。具体步骤如下:
①先读出针筒的容量为 10mL,用刻度尺量出其全部刻度长度为 5厘米。
②把针筒活塞推至简底端,排尽筒内的空气。然后,用橡皮帽封住针筒的小孔。
③慢慢地拉针筒,刚好拉动活塞时,两个测力计示数均为 9.8N。
请根据他们实验方案回答以下问题:
(1)若不考虑其他因素的影响,则本次测量大气压值 p= 帕。
(2)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,示数如图丙所示,对比两次实验结果,
小明认为出现此现象的原因可能是______。
A.弹簧测力计的自重对实验有影响
B.注射器中有空气未排尽
C.活塞与注射器简壁间有摩擦
D.注射器漏气
(3)另一个同学只用一个弹簧测力计也完成了实验,他们选择的针筒是图乙中的 (填”A”或”C”)。
(4)小明还发现:如果在针简内吸入一定质量的空气,然后用椽皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力。
由此小明想:封闭气体的体积大小是否会影响气体压强大小呢?小明取一个 30mL的针筒,在针筒内壁抹润滑油,使内壁和
活塞之间的摩擦力减小到可忽略不计。接着他将针筒吸入一定质量的空气并连接到胎压计上,通过推拉活塞,测得数据记录
如表:
V(mL) 6 8 10 12 16
p(kPa) 160 120 96 80 60
①根据表中的数据可得:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越 (选填“大”或”小”)。
②当小明不推拉活塞,即注射器内气压和外界气压都为 100kPa时,注射器内的空气体积为 mL。
21.某校拓展研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
步骤二:如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端 与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,
当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为 F;
步骤三:读出注射器针筒上有刻度部分的容积 V;
步骤四:用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度 L。
根据以上实验步骤,研究小组同学发现测量结果误差比较大,综合分析后,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。
回答下列问题:
(1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射
器内空气排尽。他们的方法是 ;
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (填“偏大”“偏小”或“不变”) ;
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是
3
他们对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示:
①按改进方法将注射器内空气排尽,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 G1;
③然后 ▲ ,当活塞向右匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为 G2;
④测得活塞面积为 S;
⑤计算大气压值 p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整: ;
(4)利用方案二,本次测量的大气压值 p= (用方案二步骤中的字母表示)
22.在自主学习探究过程中,小开利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,
实验装置如图甲,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为 18cm2;
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力 0.5N;
③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气;
④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为 180N;
⑤记录整理数据;
⑥算出大气压的值,分析实验结论。
(1)以上叙述的实验步骤中,多余的是 (填序号);
(2)根据小开的实验数据,计算得到的大气压的值等于 Pa。
(3)小常用图乙的方法进行实验,计算得到结果与其他同学相比偏小,请说明可能的原因 。
23.科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,学习科学要善于观察、善于发现。
【生活发现】①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
【建立假设】假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的 有关;
【设计方案】为了验证假设一,小金设计了如下实验:
步骤一:取一个充气的气球,扎紧口子,放在 20℃的水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小。
步骤二:将气球放入 40℃是水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小;
步骤三:将气球放入 60℃是水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小;
小金通过实验现象得出结论。
小明认为小金的实验存在一个很大的缺陷: 。
小明提出新的实验方案:
步骤一:取一根长度约为 1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)
下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置,如图所示;
步骤二:将空气柱浸入 40℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到 为
止;
步骤三:将空气柱浸入 60℃的水中,重复实验。
小明实验中是通过比较 来比较玻璃管内气体的压强大小。
24. 380年前,意大利物理学家托里拆利通过玻璃管证明了真空的存在以及水银高度和大气压的关系,但水银有毒。在老
师建议下,科学小组设计了如图甲所示方案,并使用镓基合金(一种金属材料)代替水银来探究大气压与液体压强的关系,
请回答下列问题:
4
(1)小组同学采用镓基合金来代替水银进行该实验,可以推测镓基合金应具备哪些优点。
(至少写出两条)
(2)在一个标准大气压下实验时,小组成员查询了两种物质的密度如下表所示:
水银密度 镓基合金密度
13.59×103kg/m3 6.5×103kg/m3
讨论比较后提出需要对玻璃管的长度进行调整,应选择长度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)760毫米。
(3)如果使用该装置进行实验,可能出现的情况是( )
A.将玻璃管稍微倾斜一点,液柱的长度不变
B.将玻璃管换成更粗的玻璃管,液柱的高度降低
C.若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度降低
(4)小组同学在原装置基础上,如果把这套装置移入如图乙所示的装置中(足够大的玻璃钟罩内),用抽气机逐渐抽出
里面的空气,将会看到的现象和原因是 。
25.用 DIS研究”一定质量的气体,在温度不变时,气体的压强与体积关系”的实验装置如图 1所示。实验中气体的质量保持
不变,气体的体积值可从注射器的刻度直接读出;气体的压强是由图中压强传感器等计算机辅助系统得到。兴趣小组的同学
按实验要求组装好实验装置,然后缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积 20.0mL减为 12.0mL。实验共测出五组数据,
每次体积值和对应体积的压强值记录在如下表格中:
V/mL p/×105Pa pV/×105Pa·ml
1 20.0 1.001 20.020
2 180.0 1.113 20.034
3 16.0 1.251 20..016
4 14.0 1.429 20.006
5 12.0 1.668 20.016
(1)完成本实验的基本要求是______。
A.在等温条件下操作 B.封闭气体的容器密封良好
C.必须测出所封闭气体的温度和质量
(2)分析表中数据,可以得出结论: 。
(3)实验反思:考虑到注射器与压强传感器连接部位存在少量气体无法读数,使测得的体积略偏小。为使实验数据更准
确,排出这部分气体的操作方法是 。
(4)小组同学还想研究”一定质量的气体,在体积不变时,其压强与温度的关系”,改进方案为:通过水浴加热方式使密
闭气体温度升高,用压强传感器和温度传感器测量压强和温度。下列四个装置中最合理的是 。
四、解答题
27.如图所示,“喷水娃娃”是一种陶瓷制成的玩具,其内部中空,外部只有一个小孔,它的使用方法是:
⑴先对这种陶瓷娃娃浇一会儿热水;
⑵立即把整个娃娃浸泡在冷水中一段时间;
⑶取出娃娃,再对娃娃持续浇热水,娃娃就“喷水”了,但喷水距离逐渐变小,直至停止。
结合上述信息并运用所学知识,对“喷水娃娃”喷水的现象作出解释。
5
28.如图为压力锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当压力锅内气体的压强超过
安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证压力锅安全使用。某压力锅排气孔横截面横截
面积为 10 mm2,限压阀的质量为 100 g,标准大气压取 1. 0×105Pa。
(1)人们初次到达高原地区会感觉呼吸困难,据图分析,人呼吸困难的原因: 。
.
(2)该压力锅在海拔达 4000 m的地方烧水,该地的气压为 60 kPa,当水烧开时水的温度大约是多少摄氏度?
(3)若想在海拔 4000m高的地方将水烧开至 120℃,请问应更换多少质量的限压阀?
(4)如图 3是同学们用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说
出你的办法。
6第二章1-3节
一、单选题
1.科技小组的同学用3D打印机制作了四种模型,分别固定在支架上,放置于电子秤上,如图所示,用吹风机相同档位正对模型从右向左水平吹风,其中电子秤示数可能明显变大的是( )
A.B.C. D.
2.负压救护车是种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名。下列处于负压状态的是( )
A.充完气的汽车轮胎 B.漏气的气球
C.吸饮料之初的吸管、 D.太空中飞行的“神舟十一号”返回舱
3.如图所示,这些与压强知识相关的实验中分析正确的是( )
A.甲图实验,“纸片托水”实验中,杯中的水一定要装满
B.乙图实验,把乙图装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将下降
C.丙图实验,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
4.下列关于对流层描述正确的是( )
①对流层内随高度的增加气温升高 ②不同地表的对流层高度是一样的 ③对流层最显著的特点是空气有强烈的水平运动 ④对流层集中了四分之三的大气质量和几乎全部的水汽 ⑤对流层的天气现象复杂多
A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤
5.下列关于四个现象的说法不正确的是( )
A.“拔罐”不仅能说明大气有压强,还能说明人体内部有压强
B.某同学进行马德堡半球实验时,选用不同直径的半球时,拉开半球所用的力不同
C.挤压玻璃瓶时液柱会上升,说明力能使物体发生形变
D.医生用注射器给病人注射抗生素是利用了大气压
7.为改善地铁地下车站的通风状况,小科设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的( )
A.B.C. D.
8.如上右图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于( )
A.车项空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
9.关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小
B.如乙图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
D.如丁图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
10.科学是一门以实验为基础的学科,关于下列实验的说法正确的是( )
A.甲实验在同一深度改变橡皮膜的朝向,U形管两侧液面高度差变大
B.乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面高度低于 760mm
C.丙实验将简易气压计从山底带到山顶,玻璃管内液面会上升
D.丁实验为使烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,向外拉动活塞,可增大气压,降低沸点
12.下列小实验不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲:向弯折的扑克牌下方吹气,扑克牌没有被吹翻
B.图乙:向悬挂在木杆上的两气球中间吹气,两气球相互靠近
C.图丙:向瓶内吹气,横放在瓶口处的短铅笔从瓶口中跑出来
D.图丁:向乒乓球吹气,乒乓球会从球拍上滚下来
13.小科同学用软瓶和矿泉水瓶制作“浮沉子”。他先在软瓶内加入适量液体并密封,再放入矿泉水瓶中并使其漂浮,如图甲,最后密封矿泉水瓶。当他用力挤压矿泉水瓶,软瓶稍有下沉但仍漂浮,如图乙。挤压过程中,下列软瓶相关量的变化图像中表示正确的是( )
A.B.C. D.
14.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 ( )
A B C D
15.如图是医院为病人输液部分装置,图中A为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通,则在输液过程中,(瓶A中尚有液体),下列说法正确的( )
①瓶A中液面下降,但A中上方气体的压强不变;
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大;
③在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
二、填空题
14.读气温的垂直分布图,完成下列问题:
(1)在①②③三层中,①为中间层;②为 层。
(2)③中气温随高度增加而降低,说明了__________(填字母)。
A.空气越稀薄,保温作用越差 B.该层顶部是臭氧层
C.地面是该层的主要直接热源 D.该层热量直接来自于太阳辐射
15.小明想利用装置模拟风的形成。他将大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分,如图3。在瓶身内部放入一支点燃的蜡烛,小瓶瓶口附近放一支点燃的线香。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是 (选填“1”、“2”或“3”),并说明判断该方向的理由 。
18.如图1是大气温度的垂直分布示意图,图2是大气层的对流层空气对流运动示意图。
(1)大气层中约90%的臭氧集中于图1所示的 (选填字母“a”“b”“c”“d”)层,飞机也主要在这一层飞行。
(2)图2中A处空气流动的方向 (选填“向上”或“向下”)。
(3)图2中甲乙两地,气压较高的是 (选填“甲”或“乙”)地;甲地多 (选填“晴朗”或“阴雨”)天气。
19.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精产生的压强为p酒精,则p水 p酒精(选填“>““=“或”<“),B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,气压 (选填”增大”或”减小”)。
三、实验探究题
20.学习了大气压后,小明想估测一下大气压的值。他准备了如下器材:不同规格的针筒、两个弹簧测力计(量程为10N)、刻度尺、一个铁丝做成的T型钩、细线、橡皮帽等。小明在实验中选了图乙中B规格的针筒,发现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲实验装置,顺利完成了测量任务。具体步骤如下:
①先读出针筒的容量为10mL,用刻度尺量出其全部刻度长度为5厘米。
②把针筒活塞推至简底端,排尽筒内的空气。然后,用橡皮帽封住针筒的小孔。
③慢慢地拉针筒,刚好拉动活塞时,两个测力计示数均为9.8N。
请根据他们实验方案回答以下问题:
(1)若不考虑其他因素的影响,则本次测量大气压值p= 帕。
(2)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,示数如图丙所示,对比两次实验结果,小明认为出现此现象的原因可能是______。
A.弹簧测力计的自重对实验有影响
B.注射器中有空气未排尽
C.活塞与注射器简壁间有摩擦
D.注射器漏气
(3)另一个同学只用一个弹簧测力计也完成了实验,他们选择的针筒是图乙中的 (填”A”或”C”)。
(4)小明还发现:如果在针简内吸入一定质量的空气,然后用椽皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力。由此小明想:封闭气体的体积大小是否会影响气体压强大小呢?小明取一个30mL的针筒,在针筒内壁抹润滑油,使内壁和活塞之间的摩擦力减小到可忽略不计。接着他将针筒吸入一定质量的空气并连接到胎压计上,通过推拉活塞,测得数据记录如表:
V(mL) 6 8 10 12 16
p(kPa) 160 120 96 80 60
①根据表中的数据可得:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越 (选填“大”或”小”)。
②当小明不推拉活塞,即注射器内气压和外界气压都为100kPa时,注射器内的空气体积为 mL。
21.某校拓展研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
步骤二:如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端
与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
步骤三:读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
步骤四:用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
根据以上实验步骤,研究小组同学发现测量结果误差比较大,综合分析后,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。
回答下列问题:
(1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射器内空气排尽。他们的方法是 ;
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (填“偏大”“偏小”或“不变”) ;
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是他们对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示:
①按改进方法将注射器内空气排尽,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G1;
③然后 ▲ ,当活塞向右匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为G2;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整: ;
(4)利用方案二,本次测量的大气压值p= (用方案二步骤中的字母表示)
22.在自主学习探究过程中,小开利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为18cm2;
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;
③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气;
④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为180N;
⑤记录整理数据;
⑥算出大气压的值,分析实验结论。
(1)以上叙述的实验步骤中,多余的是 (填序号);
(2)根据小开的实验数据,计算得到的大气压的值等于 Pa。
(3)小常用图乙的方法进行实验,计算得到结果与其他同学相比偏小,请说明可能的原因 。
23.科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,学习科学要善于观察、善于发现。
【生活发现】①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
【建立假设】假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的 有关;
【设计方案】为了验证假设一,小金设计了如下实验:
步骤一:取一个充气的气球,扎紧口子,放在20℃的水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小。
步骤二:将气球放入40℃是水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小;
步骤三:将气球放入60℃是水面上,待气球体积不再变化记录气球的大小;
小金通过实验现象得出结论。
小明认为小金的实验存在一个很大的缺陷: 。
小明提出新的实验方案:
步骤一:取一根长度约为1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)
下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置,如图所示;
步骤二:将空气柱浸入40℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到 为止;
步骤三:将空气柱浸入60℃的水中,重复实验。
小明实验中是通过比较 来比较玻璃管内气体的压强大小。
24. 380年前,意大利物理学家托里拆利通过玻璃管证明了真空的存在以及水银高度和大气压的关系,但水银有毒。在老师建议下,科学小组设计了如图甲所示方案,并使用镓基合金(一种金属材料)代替水银来探究大气压与液体压强的关系,请回答下列问题:
(1)小组同学采用镓基合金来代替水银进行该实验,可以推测镓基合金应具备哪些优点。
(至少写出两条)
(2)在一个标准大气压下实验时,小组成员查询了两种物质的密度如下表所示:
水银密度 镓基合金密度
13.59×103kg/m3 6.5×103kg/m3
讨论比较后提出需要对玻璃管的长度进行调整,应选择长度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)760毫米。
(3)如果使用该装置进行实验,可能出现的情况是( )
A.将玻璃管稍微倾斜一点,液柱的长度不变
B.将玻璃管换成更粗的玻璃管,液柱的高度降低
C.若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度降低
(4)小组同学在原装置基础上,如果把这套装置移入如图乙所示的装置中(足够大的玻璃钟罩内),用抽气机逐渐抽出里面的空气,将会看到的现象和原因是 。
25.用DIS研究”一定质量的气体,在温度不变时,气体的压强与体积关系”的实验装置如图1所示。实验中气体的质量保持不变,气体的体积值可从注射器的刻度直接读出;气体的压强是由图中压强传感器等计算机辅助系统得到。兴趣小组的同学按实验要求组装好实验装置,然后缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积20.0mL减为12.0mL。实验共测出五组数据,每次体积值和对应体积的压强值记录在如下表格中:
V/mL p/×105Pa pV/×105Pa·ml
1 20.0 1.001 20.020
2 180.0 1.113 20.034
3 16.0 1.251 20..016
4 14.0 1.429 20.006
5 12.0 1.668 20.016
(1)完成本实验的基本要求是______。
A.在等温条件下操作 B.封闭气体的容器密封良好
C.必须测出所封闭气体的温度和质量
(2)分析表中数据,可以得出结论: 。
(3)实验反思:考虑到注射器与压强传感器连接部位存在少量气体无法读数,使测得的体积略偏小。为使实验数据更准确,排出这部分气体的操作方法是 。
(4)小组同学还想研究”一定质量的气体,在体积不变时,其压强与温度的关系”,改进方案为:通过水浴加热方式使密闭气体温度升高,用压强传感器和温度传感器测量压强和温度。下列四个装置中最合理的是 。
四、解答题
27.如图所示,“喷水娃娃”是一种陶瓷制成的玩具,其内部中空,外部只有一个小孔,它的使用方法是:
⑴先对这种陶瓷娃娃浇一会儿热水;
⑵立即把整个娃娃浸泡在冷水中一段时间;
⑶取出娃娃,再对娃娃持续浇热水,娃娃就“喷水”了,但喷水距离逐渐变小,直至停止。
结合上述信息并运用所学知识,对“喷水娃娃”喷水的现象作出解释。
28.如图为压力锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当压力锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证压力锅安全使用。某压力锅排气孔横截面横截面积为10 mm2,限压阀的质量为100 g,标准大气压取1. 0×105 Pa。
(1)人们初次到达高原地区会感觉呼吸困难,据图分析,人呼吸困难的原因: 。
.
(2)该压力锅在海拔达4000 m的地方烧水,该地的气压为60 kPa,当水烧开时水的温度大约是多少摄氏度?
(3)若想在海拔4000m高的地方将水烧开至120℃,请问应更换多少质量的限压阀?
(4)如图3是同学们用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说出你的办法。答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】A
9.【答案】A
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】D
13.【答案】D
14.【答案】(1)平流层
(2)C
15.【答案】1;空气从小瓶流往大瓶,即线香烟雾的飘动方向为1
16.【答案】大气压;输液瓶放低些(或手抬高些)
17.【答案】小于
18.【答案】(1)b
(2)向上
(3)甲;晴朗
19.【答案】=;减小
20.【答案】(1)9.8×104
(2)B;D
(3)A
(4)大;9.6
21.【答案】(1)将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器针筒的底端
(2)偏大
(3)从烧杯中向外缓慢抽水
(4)
22.【答案】(1)②
(2)1×105
(3)未算入吸盘自重(或空气未排净,合理即可)
23.【答案】体积;没有控制气球的体积相同;水银柱下表面到标记处;水银柱的长度
24.【答案】(1)常温下为液体(或者熔点低);无毒
(2)大于
(3)C
(4)管内液柱下降,容器中空气抽出,气压减小,能托起水银高度降低
25.【答案】(1)A;B
(2)一定质量的气体,在温度不变时,气体的压强与体积成反比
(3)用注射器抽取一定量的水,针尖朝上,再将活塞推到底部
(4)D
26.【答案】(1)甲中A装置将下沉;原因是:液面上方的压强增大时液体内部的压强也将增大,气球体积变小,浮力变小下沉。
(2)乙中弹簧秤示数将变小;原因:空气体积变小,密度变大,浮力变大
27.【答案】答:第一次浇水,其内部空气由于温度升高受热膨胀,内部气体压强增大,大于外界大气压,部分气体被压出直至与外界大气压相同;冷水浸泡,其内部气体由于温度降低受冷收缩而压强减小,小于外界大气压,水被压进娃娃体内;从冷水取出后内部压强恢复至与外界大气压相同;第二次浇热水,其内部气体温度升高,受热膨胀,压强增大,大于外界大气压,压迫着体内的水向外喷出;随着娃娃内部体积变大,内部气体的压强逐渐减小直到内外气压平衡,停止“喷水”
28.【答案】(1)气压低,缺氧
(2)G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
p= = =1×105pa
p总= p+p大气压=1×105pa+6×104pa=1.6×105pa
由图可知,当气压为1.6×105pa时,水的沸点为117℃
(3)由图可知T=120℃时,p总=1.9×105pa
p= p总-p大气压=1.9×105pa-6×104pa=1.3×105pa
G’=pS=1.3×105pa× =1.3N
m= = =0.13kg
所以,应该更换130g的限压阀
(4)在高压锅中放一些水,盖上锅盖,加热至沸腾,让水蒸气将空气赶出高压锅,此时将限压阀罩上,然后向高压锅上泼冷水,使锅中的水蒸气遇冷液化,锅中就几乎没有空气了