9.3 大气压强 能力提高练习
一、单选题
1.关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气由于重力作用只向下产生大气压强
B.同一地点的位置和海拔高度不变,所以该处的大气压是不变的
C.在其它条件相同时,海拔高度越高,大气压的值越小
D.利用公式p=ρgh,测出地面大气密度和压强,就可以算出大气层的高度h
2.下列说法正确的是( )
A.托里拆利实验中玻璃管内的水银上方受到大气压强的作用
B.大气压强的方向是竖直向下的
C.大气压强随高度的增加而减小
D.马德堡半球实验测出了大气压强的值约为105帕
3.下列事例中没有利用大气压强的是( )
A.图甲中纸片不会掉落
B.图乙中的小朋友用吸管吸出橙汁
C.图丙是飞机获得升力的示意图
D.图丁是盆景的自动蓄水装置
4.如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
5.把装满水的量筒的口朝下浸没在水中,如图所示,抓住筒底向上提,在筒口离开水面之前,量筒露出水面部分( )
A.充满水 B.有水,但不满
C.没有水 D.无法判断
6.以下有关离心式水泵的扬程及工作原理的说法中,不正确的是
A.离心式水泵靠大气压提水,因此其扬程不可能高于10.4米
B.离心式水泵的实际扬程可以高达20米以上
C.离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米
D.离心式水泵的提水过程不仅仅靠大气压的作用
7.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
8.如图,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中此时大气压强等于760mm高水银柱产生的压强
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.高原地区水的沸点比平原地区水的沸点低
D.用吸管吸饮料,在海拔高的地区比海拔低的地区更容易把饮料吸入口中
9.如图所示,一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气,当外界大气压强为 1 标准大气压时,管内水银柱高度 L1 小于 76 厘米,此时弹簧秤示数为 F1.若在水 银槽中缓慢地倒入水银,使槽内水银面升高 2 厘米,则玻璃管内的水银柱高度 L2 和弹簧秤的示数 F2 应满足:
A.L2=L1,F2=F1 B.L2>L1,F2>F1
C.L2<L1,F2<F1 D.L2<L1,F2>F1
10.在泸州市第35届科技创新大赛上,某学生在现场展示了科创作品。他把橡胶管一端放入位置较低盛有冷水的烧杯中,另一端与塑料瓶盖相连并密封,在空塑料瓶中倒入少许热水摇晃后倒掉,然后迅速用瓶盖盖住瓶口并拧紧,发现烧杯中的水通过橡胶管慢慢流入位置较高的瓶内,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉,目的是让瓶内空气增加
B.用瓶盖盖住瓶口并拧紧,目的是让瓶内气压始终等于大气压
C.烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶,是利用了连通器原理
D.烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶,是因为瓶内气压小于大气压
11.下列有关大气压的叙述,错误的是( )
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
B.晴天、阴雨天等天气的变化也会影响大气压
C.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压也越大
D.水的沸点在标准大气压下是100℃
12.如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是( )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
13.研究气压对水沸点的影响实验(如图)。待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里的空气,发现烧瓶内的水又重新沸腾。 水能重新沸腾的原因分析正确的是( )
A.抽气后,水的温度上升 B.抽气后,瓶内气压降低,水的沸点降低
C.石棉网的余温加热烧瓶 D.抽气后,水的温度降低
二、填空题
14.如图甲、乙所示为青山区某学校兴趣活动小组自制的温度计和气压计,其中图 (选填“甲”或“乙”)是气压计;将此气压计从教学楼的底层移至楼顶,玻璃管中水柱的高度将 ;将丙图装置从教学楼的底层移至楼顶。玻璃管中水柱的高度将 (选填“升高”或“降低”)。
15.如图,利用托里拆利实验测得大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。如果测量时玻璃管上端留有空气,则测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。把玻璃管倾斜,管内外水银面高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若此时的大气压是 , ,g取10N/kg,则此时的大气压可支持 m高的水柱。
16.如图是颇具名气的云南建水紫砂陶茶壶,壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强 大气压强(选填“大于”“小于”或“等于”)。若茶壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为5cm2,壶对水平桌面的压强为 Pa。
17.如图所示,在装有适量水的盘子中央,固定一支点燃的蜡烛,然后将一个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,蜡烛火焰逐渐熄灭。在这一过程中,杯内水面将 (选填“上升”“下降”或“不变”),稳定后盘子底部A点水产生的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)盘子底部B点水产生的压强。
18.接种疫苗的注射器针尖做得很细是利用 的方法来增大压强。如图是护士给患者输液的装置,药水瓶盖上插着两根管,均插入药液中,一根给患者输液。另一根“闲置”,如图所示,在输液过程中,当瓶内气压减小时,在 的作用下使空气通过这根“闲置管”进入瓶内。
19.小明为了验证水的沸点和气压的关系,他设想了一个如图所示的实验:烧杯中装有适量的水,水中倒扣的小玻璃瓶内水面比瓶外水面低,则小玻璃瓶内水面的气压比瓶外气压 (选填“大”或“小”),若给烧杯加热,瓶外烧杯中的水沸腾时,小玻璃瓶内的水 (选填“会”或“不会”)沸腾,小玻璃瓶内气体的体积 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、作图题
20.一张薄纸片也能将开口向下的一杯水托起且滴水不漏,如图所示,请画出图中大气对纸片的压力的示意图。
21.小明同学在两个相同的容器中分别装初温相同的两杯水,用相同的热源对它们加热。甲杯中的水从开始加热至沸腾一段时间,温度随时间变化的图像如图所示。乙杯装水的质量大于甲杯,且增加了容器上方的气压(气压增加液体沸点会升高)。请画出乙杯中的水温度随时间变化的大致图像。
四、简答题
22.如图甲所示,将一个塑料吸盘压在平板玻璃上,挤出里面的空气,在吸盘下的挂钩上挂上重物,吸盘不会掉下来,请你解释原因。如果把这套装置移入玻璃钟罩内,用抽气机抽出里面的空气,如图乙所示,请你预测发生的现象。
五、实验题
23.如图,将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面高度差约750mm。
(1)实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是 支持这段水银柱不会落下,大气压的数值就等于水银柱所产生的压强,通过计算可知当地的大气压为 ;(ρ水银=13.6×103 kg/m3)
(2)实验中选用水银而不是水来做实验,这是利用水银的 较大的特性;在实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度将 ;
(3)如果将此装置拿到高山上,观察到的现象是水银柱的竖直高度将 。
24.某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为 ;
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因 ;
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
25.小明在探究大气压强的过程中进行了如图所示的一系列操作:
(1)如图甲所示,小明将一个杯子装满水,用薄塑料片紧贴杯口,倒扣以后塑料片未往下掉,这证明大气压强 (选填“存在”或“不存在”);
(2)为了测量大气压强的大小,小明将一面积2cm2的吸盘吸附在光滑表面上,吸盘一端系上细绳用测力计将其拉离附着面,如图乙所示,吸盘脱离瞬间测力计示数如图丙所示,此时F= N,据此估算出大气压强值约为 Pa;
(3)最后小明想利用托里拆利实验测出较为准确的大气压强数值,在如图丁所示长约为1米,一端封闭的玻璃管内灌满水银,堵住管口,然后倒插在水银槽中,松开管口,管内水银面下降到一定高度就不再下降。
①将玻璃管倾斜一点,管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差将 (选填“变大”“不变”或“变小”);
②若玻璃管内不慎混入空气,水银面的高度差将 (选填“变大”“不变”或“变小”);所测的大气压强会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
③若小明在玻璃管顶部敲了一个孔,你认为会出现的现象是管内液面 (选填“上升”“不变”或“下降”)。
六、计算题
26.如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴有一个“帽子”为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀跑出一部分,使锅内气体压强减少,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔的横截面积为10-5m2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体最大压强为1.8×105Pa。
(1)当高压锅内气体达到最大压强值时,锅内气体给限压阀一个向上的压力,计算该压力大小;
(2)计算限压阀的质量。
27.如图所示为某同学测量大气压强的实验装置,为了减小实验误差,该同学分两步实验进行:第一步,把注射器的活塞推到注射器筒的底端,然后缓慢向右匀速拉动针筒,此时弹簧测力计示数为2.1N;第二步,仍然把注射器的活塞推到注射器筒的底端,并用橡皮帽封住注射器的小孔,然后缓慢向右匀速拉动针筒,此时弹簧测力计的示数为9.1N。已知注射器活塞的面积为0.7cm2。试求:
(1)针筒与活塞之间的摩擦力f;
(2)空气对针筒的压力F;
(3)该同学测出的大气压强p。
28.学完大气压之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,如图甲所示。小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤:
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.小刚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,直至吸盘刚要离开玻璃板
D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的接触面积
E.根据,计算出大气压的大小P
你认为合理的实验步骤顺序应该是 (选填“①”或“②”);
①:DBACE ②:BDCAE
(2)排好序后进行实验弹簧测力计拉至最大读数,吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为计算,弹簧测力计量程至少要大于 N;
(3)因为没有多余的大量程弹簧测力计,小刚运用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量,保持轻杆水平,在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧秤读数是 N,可计算出大气压值为 ;
(4)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能是 。(答1条即可)
七、综合题
29.如图所示,疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用,小松查阅资料得知:(1)“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流;(2)为防止交叉感染,舱内每小时换气20次,通过排风净化装置将舱内气体无害化排出,增大排风装置排风量,能降低救护舱内气压。
①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压(选填“大于”“小于”或“等于”);
②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,请分析原因: ;
③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。
A.正在烧煮的高压锅 B.开始吸饮料时的吸管 C.充满气的轮胎
10
11
参考答案:
1.C
2.C
3.C
4.A
5.A
6.A
7.A
8.C
9.C
10.D
11.C
12.A
13.B
14. 乙 升高 降低
15. 740 小于 不变 10.064
16. 等于 104
17. 上升 小于
18. 减小受力面积 大气压
19. 大 不会 变大
20.
21.
22.【详解】首先用力将塑料吸盘压在平板玻璃上,将塑料吸盘中的空气排出,松手后,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在玻璃上,在吸盘下的挂钩上挂上重物,吸盘不会掉下来。把这套装置移入玻璃钟罩内,用抽气机抽出里面的空气,随着气体的减小,气体压强逐渐减小,在重力大于大气压力时,挂钩会掉下。
23. 大气压 9.996×104 密度 不变 变小
24. 把注射器内的空气排尽 活塞与针筒壁之间存在摩擦 11 9×104
25. 存在 15.4 不变 变小 偏小 下降
26.(1)1.8N;(2)0.08kg
【详解】解:(1)已知空心柱小孔的横截面积为10-5m2,高压锅工作时锅内气体最大压强为1.8×105Pa。由可得,该压力为
(2)此时限压阀对出气口的压强为
由可得,此时作用在出气口的压力为
此时限压阀的重力为
配制的限压阀的质量为
答:(1)该压力大小为1.8N;
(2)限压阀的质量为0.08kg。
27.(1)2.1N;(2)7N;(3)
【详解】解:(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,然后缓慢向右匀速拉动针筒,根据二力平衡条件,此时的摩擦力等于拉力,即摩擦力为
(2)用橡皮帽封住注射器的小孔,然后缓慢向右匀速拉动针筒,此时的拉力等于空气对针筒的压力与摩擦力之和,则空气对针筒的压力为
(3)大气压强为
答:(1)针筒与活塞之间的摩擦力为2.1N;
(2)空气对针筒的压力为7N;
(3)该同学测出的大气压强为。
28. ② 10 2.6 吸盘内的气体没有排干净
【详解】(1)[1]选②,因为缓慢拉动弹簧测力计,直至刚刚脱落时,此时弹簧测力计的示数才是大气压力。
(2)[2]此时的大气压力为
故弹簧测力计量程至少要大于。
(3)[3][4]如图所示,倒着读数,分度值为0.2N,故读数为2.6N,根据杠杆平衡,可以绳子的拉力为
故此时的大气压力为7.8N,则大气压强为
故大气压强为。
(4)[5] 他们发现实验结果明显比真实气压值小,因为吸盘内的空气不可能全部排干净。
29. 小于 负压救护车由低海拔地区开往高海拔地区时,车外气压随高海拔升高而降低,若车内气压保持不变,则车内外气压差会升高,而不能达到标准,而通过增大排风量,车内气压会降低,从而可维持救护舱内外的气压差值保持在标准范围 B
12
13