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八上第二章 期末备考
(复习范围:2.1-2.3)
考点一、大气层
考点精要:根据大气温度在垂直方向上的变化(以及密度、物质组成),把大气分为五层:对流层、平流层、中间层、暖层、外层。
对流层:①对流运动剧烈;②两极薄,赤道厚;③占地球大气质量的四分之三;④气温随高度的上升而降低。
平流层:①臭氧集中在此层;②气流平稳;以水平运动为主,适合飞机的空中飞行;③气温随高度的上升而升高。
中间层:①气温随高度的升高而迅速下降;②流星体大部分在这里燃尽。
暖层:①又称电离层,温度高,能反射电磁波信号;②气温随高度的升高而逐渐升高。
外层:卫星传送电视、电话信号。
典例1:(2023八上·义乌期末)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
【答案】(1)平流层 (2)C
【解析】③是对流层,②是平流层,③是中间层;
【解答】(1) 在①②③三层中,①为中间层;②为平流层;
(2)③中气温随高度增加而降低,说明了 C;
考点二、对流运动的规律
考点精要:在近地面,冷空气下降 ,热空气上升,从而形成了空气的对流。显著的对流运动和充足的水汽是形成对流层天气现象的重要原因。液体运动也遵循这个规律。
典例2:读图,完成下列问题。
(1)受对流运动的影响,热的地方的空气______(填“向上”或“向下”)垂直运动,冷的地方的空气______垂直运动。
(2)在图中用箭头标出各线段的气流运动方向。______
(3)若想较快地冷却一盒牛奶,应将冰块放在牛奶的______(填“上方”“下方”“左方”或“右方”)。
【答案】向上 向下 上方
【解析】(1)[1] [2]空气对流是由于空气受热不均,受热的空气膨胀上升,而受冷的空气下沉而形成的。受对流运动的影响,热的地方的空气向上垂直运动,冷的地方的空气向下垂直运动。
(2)[3]根据热的地方的空气向上垂直运动,冷的地方的空气向下垂直运动,用箭头标出如下
(3)[4]空气对流运动的规律是:热空气密度低,向上运动;而上方空气温度低(就是冷空气),密度高下沉,有利于形成对流。因此,对对流运动形成有利的气温垂直分布状态是:上面是冷空气,下面是热空气;由此可知,若想较快地冷却一盒牛奶,应将冰块放在牛奶的上方。
考点三、大气的温度
考点精要:气温即空气的温度。气温是构成天气的基本要素;气温总在不断变化着,在气象观测中,把温度计放在漆成白色的百叶箱里观察;原因:①百叶箱里气温比箱外低;②百叶箱内的温度波动小,所以更能反映真实的气温。
典例3:(2023八上·南浔期末)下列有关气温的叙述,错误的是( )
A.人体感到舒适的气温约为22℃
B.一天中最高气温通常出现在中午12时左右
C.气温在25℃以下,知了就停止鸣叫,说明动物的行为与气温有关
D.百叶箱内温度计读数与外界阳光直射下的温度计读数相比,平均值要小
【答案】B
【解析】A.人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的温度在23℃左右,故A正确;
B.一天中气温最高值出现在午后2时,即14时左右,故B错误;
C.夏天中午温度较高,知了叫的比较厉害,而温度降低到25℃以下时知了停止鸣叫,说明此时影响动物行为的主要环境因素是温度,C正确;
D.温度计放在百叶箱里,可以避免太阳晒,读数比较稳定,能比较真实地反映空气的温度,平均值也更小,故D正确。
【解答】①人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的温度在23℃左右;
②气温的日变化规律为:一天中气温最高值出现在14时左右,一天中气温最低值出现在日出前后;
③环境中影响生物生活的各种因素叫环境因素,分为非生物因素和生物因素。非生物因素包括光照、温度、水、空气、土壤等;
④百叶箱是一种安装温、湿度仪器用的防护设备,作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射,保护仪器免受强风、雨、雪等的影响,并使仪器感应部分有适当的通风,能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。
考点四、大气压强的存在
考点精要:大气压强的含义:大气向各个方向对处于其中的物体产生的压强就是大气压强(简称大气压)。大气压强产生的原因:①大气有重力——产生压强的根本原因。②大气会流动——因此,各个方向都有压强。马德堡半球实验:不仅证明了大气压的存在,而且还证明了大气压的数值很大。应用:用吸管喝饮料、自来水笔从墨水瓶中吸取墨水、塑料挂钩的吸盘紧贴在墙上等。
典例4:(2023八上·义乌期末)1654年,马德堡市长和他的助手做了著名的“马德堡半球实验”,证明了大气压的存在。
(1)实验中,他们把两个铜半球壳灌满水后合在一起,再把水全部抽出,周围的 把两个铜半球紧紧地压在一起。
(2)如图,某校同学用底面积为500cm2的平底压力锅代替铜半球模拟上述实验,在山底比在山顶拉开锅的最小拉力要 (假设山底与山顶气温相同)。
【答案】(1)大气压(2)大
【解析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)首先根据大气压强随高度的变化规律分析气压的变化,再根据F=pS分析铜半球受到大气压力的变化。
【解答】(1)实验中,他们把两个铜半球壳灌满水后合在一起,再把水全部抽出,周围的大气压把两个铜半球紧紧地压在一起。
(2)大气压强随高度的增大而减小,因此山底的气压大于山顶的气压。根据F=pS可知,相同的铜半球受到的大气压力会增大。根据二力平衡的知识可知,山底比在山顶拉开铜半球的最小拉力要大。
考点五、大气压强的大小和计算
考点精要:大气压随高度的增加而减小,即离地面越高的地方,大气压越小。在海平面附近,大气压的数值接近1.01×105帕,即760毫米汞柱,通常称为标准大气压。故有:1标准大气压=1.01×105帕=760毫米汞柱。大约相当于10N的力作用在1平方厘米的面积上产生的压强。大气压的计算公式:P=F/S
典例5:(2022·浙江台州·八年级期末)学习了大气压有关知识后,小明想测定本地的大气压值。
(1)小明利用图甲所示的注射器(最大刻度为30毫升)和一些必要器材,按乙图所示方案进行实验,发现当注射器活塞刚开始滑动时弹簧测力计的示数为33牛,根据实验数据可计算当地的大气压为________帕;
(2)小明同学再按照图丙所示的实验方案测定水的沸点时,发现水沸腾时温度计的示数如图所示,可知当地的大气压为___________帕;
(3)小明对比两种方案测得的大气压值,发现(1)中所测数据跟实际相比偏差较大,可能的原因是___________。
【答案】1.1×105 1.01×105 见解析
【解析】(1)[1]注射器活塞的横截面积
大气压强的数值为
(2)[2]根据丙图可知,此时水的沸点为100℃,那么当地的大气压强为1.01×105Pa。
(3)[3]小明对比两种方案测得的大气压值,发现(1)中所测数据跟实际相比偏差较大,可能是活塞与筒壁间存在较大的摩擦。
考点六、大气压对人体的影响
考点精要:大气压对人体的影响:高原反应;拔火罐原理;飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压;宇航员在太空行走时必须穿上加压的航天服。人的情绪心情受气压影响:晴朗天气感到心情舒畅,阴雨天气感到疲倦和心情烦躁。人体对气压的变化有一个逐步适应的过程。人体内也有压强。当人体内外的压强失去平衡后,会对人体产生不良的影响。
典例6:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
【答案】C
【解析】阴天地区的大气膨胀比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使空气的密度减小,同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小。因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。
【解答】阴雨天气的大气压低,影响到氧气溶解到血液中的量,气压越低,溶解量越低,因此人会产生疲倦、心绪不宁等反应,C符合题意。
考点七、液体沸点与大气压强的关系
考点精要:液体的沸点与气压的大小有关。当气压增大时,液体的沸点增大;当气压减小时,液体的沸点减小。
典例7:小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。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并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)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(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明: ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作 。
【答案】(1)大于
(2)液体的沸点随着气压的增大而减小
(3)向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100摄氏度
【解析】(1)液体沸点随上方气压的增大而升高,将水的沸点与100℃进行比较即可。
(2)水再次沸腾,说明水达到沸点,注意分析向外抽拉活塞时烧瓶内气压的变化即可;
(3)想办法增大烧瓶内气压即可。
【解答】(1)根据表格可知,水的温度保持102℃不变,即水的沸点为102℃>100℃,因此当时烧瓶内气压大于1个标准大气压。
(2)向外拉注射器活塞,烧瓶内气压减小,水重新沸腾,说明水的沸点降低,那么得到:液体的沸点随着气压的增大而减小。
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明的操作如下:向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100℃。
考点八、流速与压强的关系
考点精要:流速与压强的关系:气体(液体)的压强会随流速的增大而减小。具体事例:①当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,为什么?原因:火车附近的空气流速大,压强小,离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强,会被大气压推向铁轨处,非常危险。②两船平行行驶时,要保持一定的距离。③把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗使劲向下吹气,乒乓球不会掉下来。④飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
典例8:(2023八上·海曙期末)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积气泡体积Va Vb(选填“大于“”等于“”小于“)
【答案】小于
【解析】根据流体压强和流速的关系,结合二力平衡的知识分析解答。
【解答】根据图片可知,a处粗管的水流速度小于b处的水流速度,则a处的水的压强大于b处水的压强。当气泡的体积不变时,气球内气体压强和外面水的压强相等,因此气泡在a点的气压大于在b点的气压,那么气泡在a点的体积小于b点的体积。
1.(2021·浙江台州·八年级期中)下列关于气温变化的叙述,说法正确的是( )
A.一天中最高气温出现在正午12点
B.一天中最低气温出现在日出前后
C.最高气温出现在太阳辐射能量最强的时候
D.气温即大气温度,气温测量不需要在百叶箱里进行
【答案】B
【解析】A.一天中气温最高值出现在14时左右,一天中气温最低值出现在日出前后,故A错误。
B.一天中最低气温出现在日出前后,故B正确。
C. 一天中太阳辐射最强是在正午12点,一天中气温最高值出现在14时左右,故C错误。
D.气温观测时,通常把温度计放在一只漆成白色的百叶箱里,故D错误。
2.(2023八上·温州期末)小明利用对流管研究水的对流现象。用酒精灯加热对流管右下端,看到水的流动方向为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对流运动中,暖空气上升,冷空气下沉;
【解答】 用酒精灯加热对流管右下端, 右下端的热水上升,呈现逆时针方向流动.
3.(2022八上·临海期末)如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
【答案】A
【解析】流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。
【解答】天窗前闭后开,在车顶形成一个凸面,加大了车顶空气的流速,使天窗开口处的气压小于车内的气压,则在压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”,从而保持车内空气清新,故BCD错误,A正确。
4.(2021八上·余杭月考)如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是B口吹入A口吹出 B.风总是A口吹入B口吹出
C.风总是AB口同时吹入 D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
【答案】A
【解析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】根据图片可知,B口为平面,A口为曲面,那么空气从A口上方的流速大于B口上方的流速,那么A口上方的气体压强小于B口,因此空气从压强大的B口流向压强小的A口,故A正确,而B、C、D错误。
5.(2023八上·台州期末)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下降
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,瓶内气压大于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】C
【解析】根据大气压强随高度的变规律,结合p内=p大气+p水柱分析判断即可。
【解答】根据图片可知,当玻璃管中的液柱静止时,瓶内气体压强等于外面大气压强和水柱压强之和,即p内=p大气+p水柱,则瓶内气压大于大气压强,故B错误,C正确;
当登山时,大气压强随高度的增大而减小,根据p内=p大气+p水柱可知,此时水柱压强增大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,此时水柱高度升高,故A错误;
根据V=Sh可知,玻璃管越细,则水柱高度的变化越大,那么气压计的测量越精确,故D错误。
6.(2022·浙江台州·八年级期末)老师在课堂上演示了如图所示的实验: 点燃一段线香, 横插在橡皮 泥上, 把一个大号烧杯倒扣在桌面上, 线香置于中间, 可观察到线香 的烟先___________,然后向四周扩散, 最后下沉。该实验可以模拟大气中 某一层内空气的___________运动。
【答案】上升 对流
【解析】[1][2]点燃一段线香, 横插在橡皮泥上, 把一个大号烧杯倒扣在桌面上, 线香置于中间,线香燃烧使烧杯内下层空气受热上升,并使杯内空气产生对流运动,向四周扩散, 最后下沉,以模拟大气中某一层内空气的对流运动。
7.(2022八上·舟山月考)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。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 。
【答案】1;空气从小瓶流往大瓶,即线香烟雾的飘动方向为1
【解析】风是从高压区吹向低压区的。暖空气上升,冷空气下沉,形成对流运动;
【解答】 风是从高压区吹向低压区的。蜡烛的温度高,空气上升,下方形成低压区,小瓶处温度低,气压高,所以线香的烟从小瓶流入大瓶。其中正确的是 1; 理由为空气从小瓶流往大瓶,即线香烟雾的飘动方向为1 ;
8.(2022·浙江舟山·八年级期末)如图甲所示,玻璃管中液面与瓶中液面等高(玻璃瓶密封良好),当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是:直玻璃管内的液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)瓶中液面高度;图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管口处压强比B管口处___________ (选填“大”或“小”),A管中液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)B管中液面高度。
【答案】低于 大 低于
【解析】[1]广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当向外拉注射器活塞时,瓶内空气的体积增大,广口瓶内的气压就减小,由于瓶内的气压小于瓶外的大气压,在瓶外气压的作用下就把玻璃管中的液体压进瓶内,导致玻璃管内的液面降低;
[2][3]图乙中A上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,风经过A管上方的流动速度小于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升,故A管中液面低于B管中液面。
9.(2022·浙江金华·八年级期末)如图为奥地利跳伞牛人佛利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区进行高空极限跳伞的情形,他从3.65万米高度做自由落体,创造了三项世界纪录。请回答:
(1)鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和______________;
(2)距地面3.65万米高的平流层接近真空。如果宇航服或头盔在平流层破裂,会使人的血液沸腾而危及生命。产生该现象的原理相当于图______________(选填“甲”或“乙”)操作改变的气压对沸点的影响。
【答案】对流层 乙
【解析】(1)[1]大气垂直方向上分为对流层、平流层、中间层、暖层和外层,鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和对流层。
(2)[2]当外界气压降低,人体内部气压也下降,从而导致血液的沸点降低,所以血液会沸腾。图甲中用活塞向圆底烧瓶中打气,所以烧瓶内气压大于外界大气压,同理可知,乙烧瓶气压小于外界大气压。所以产生该现象的原理相当于图乙所示。
10.下表是2020年12月17-19日台州的气象要素,请根据表中信息回答问题:
12月17日 12月18日 12月19日
天空状况 阴有小到中雨 阴有小雨 阴有小雨
气温 11℃-15℃ 8℃-12℃ 6℃-9℃
风向风力 西北风3级 偏北风3级 偏北风3级
(1)表中所描述的是_______(填“天气”或“气候”)现象。
(2)台州这几天在_______气压控制下。
(3)表中12月17日的最高气温15℃是用百叶箱里的___________温度计测得的。
【答案】天气 低 最高
【解析】(1)表中所描述的是天气现象,具有多变性,包括气温、阴晴、风力的大小等。
(2)台州这几天在低气压控制下,以阴雨为特征。
(3)最高气温15℃是用百叶箱里的最高温度计测得。
11.(2022·浙江杭州·八年级期末)某晴朗的冬日,飞往北京的航班从杭州萧山机场起飞。请根据所学知识,回答问题:
(1)当日杭州可能受图中的______(填 “高气压”或“低气压”)天气系统控制。
(2)飞机在高空飞行时遇到了厚重的积雨云,此时飞机位于大气中的______层, 该层气温随高度升高而______。
(3)根据空气的对流运动规律,当日机场内空调出风口应______(填“朝上”或“朝下”),才利于发挥空调的最佳效果。
【答案】高气压 对流 降低 朝下
【解析】(1)高气压:由于大气压随高度的减小而增大,所以高处空气下降时,它所受到的压强增大,它的体积减小,温度升高,空气中的凝结物就蒸发消散。所以,高气压中心地区不利于云雨的形成,常常是晴天。低气压:由于某地区的气压低,周围地区的空气就在水平方向上向该地区流入,使该地区的空气上升,上升的空气因所受的压强减小而膨胀,温度降低,空气中的水汽凝结,所以,低气压中心地区常常是阴雨天。
(2)积雨云常产生雷暴、阵雨(雪),或有雨(雪)旛下垂。有时产生飑或降冰雹。
(3)冬天空调吹出的暖风,温度较高,密度较小,会向上运动;热空气密度较小,向上运动,冷热空气上下交流,导致室内温度升高。
【解答】(1)由题意可知,当日是晴朗天气,而晴朗天气是高气压天气系统控制,因此当日杭州可能受图中的高气压天气系统控制。
(2)飞机在高空飞行时,遇到了厚重的积雨云,积雨云通常会产生阵雨等天气,而对流层包含了各种天气现象,比如下雨、下雪等,因此此时飞机处于大气中的对流层,对流层有逆温现象,即该层气温随高度升高而降低。
(3)由题意可知,当日是晴朗的冬日,冬天使用空调时,空调中吹出的是暖风,温度高,密度小,使叶片朝下,将热空气吹到低处会上升,更利于室内空气的循环,升温效果更好,因此根据空气的对流运动规律,当日机场内空调出风口应朝下,才利于发挥空调的最佳效果。
12.小科利用带拉环的吸盘、平面镜、水、刻度尺等器材测量大气压大小,步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为2cm2;
②将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上;
③用弹簧秤拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为19N;
④记录整理数据;
⑤算出大气压强,分析实验结论。
实验装置如图所示。请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是_________;
(2)根据小科的实验数据,计算得到大气压强等于_________帕;
(3)小科测得大气压强比实际大气压强偏低,可能的原因是①_________;②_________。
【答案】防止漏气或排尽空气 9.5×104 漏气或未排尽空气 受吸盘重力或弹簧秤自重影响
【解析】(1)[1]将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气,防止漏气。
(2)[2]大气压强
(3)①[3]当吸盘漏气或未排尽空气,拉力F的值会减小,所以所测大气压值会偏小。
②[4]由于受吸盘重力或弹簧秤自重影响,拉力F的值会减小,所以所测大气压值会偏小。
13.(2023八上·台州期末)小台同学利用注射器、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)如图所示,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 时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)计算得到大气压强的数值为 Pa
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小台同学采用了如右图所示装置,将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,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为 (用题中字母表示)。
【答案】(1)排尽注射器内的空气, 防止空气进入针筒
(2)刚被拉动时
(3)1.09×105
(4)(G1+G2)/2S
【解析】根据二力平衡原理,弹簧测力计的拉力刚好等于大气压的压力;大气压强的计算公式P=F/S ;F指大气压,S指受力面积,国际单位是平方米;
【解答】(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:排尽注射器内的空气, 防止空气进入针筒;
(2)根据二力平衡原理,弹簧测力计的拉力刚好等于大气压的压力,所以如图所示,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,当注射器中的活塞活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)S=V/L=4.5mL/6cm=0.75cm2=0.75×10-4m2;P=F/S = 8.2N/0.75×10-4m2= 1.09×105 Pa ;
(4) 当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,表达式为:G1=f+F压; 当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2, 表达式为:G2+f=F压;解得F压=(G1+G2)/2;所以大气压的表达式为 (G1+G2)/2S ;
14.(2023九下·金华月考)在学习了《大气压强》后,科学兴趣小组用2.5mL的注射器、量程为0~10牛的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。实验设计运用的原理是二力平衡和p=F/S;实验装置如图所示。
(1)实验操作步骤如下:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图所示连接好器材,缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数;
步骤三:……;
步骤四:重复进行了3次实验。根据p=F/S,
计算出大气压强值。
请将上述实验步骤三补充完整 ;
(2)小组同学对实验测量值会偏大或偏小进行了反思改进。小金同学分析注射器筒底空气未排尽、活塞与注射器筒壁的摩擦力等可能是造成实验测量误差的因素,于是对实验进行了如下改进:
①小金找来润滑油涂在活塞与针筒壁上,其目的是减小摩擦及 。取下橡皮帽,缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,读得测力计的示数为0.3牛;
②将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再 (填“水平方向”或“竖直向上”)推动活塞至注射器筒的底端,这样便于排尽注射器内的空气;
③然后用橡皮帽封住注射器的小孔;继续上述的实验步骤二,读得测力计的示数为7.1牛,算出活塞的横截面积为0.625厘米2。根据改进后测得数据,请你重新计算大气压的值为 帕。
【答案】(1)用刻度尺测量注射器所有刻度的长度
(2)保持装置气密性;竖直向上;1.09×105帕
【解析】(1)步骤二测量大气作用在活塞上的压力,步骤三应该测量活塞的横截面积。根据可知,活塞的横截面积等于注射器的容积与有刻度部分长度的比值。
(2)①润滑油可以封堵在活塞和针筒之间,保持针筒的气密性;
②当注射器的针头向上时,最后活塞上面会残留不同水,从而防止外界的空气进入针筒,影响最终的测量结果;
③根据公式计算。
【解答】(1)步骤三的内容为:用刻度尺测量注射器所有刻度的长度。
(2)① 小金找来润滑油涂在活塞与针筒壁上,其目的是减小摩擦及保持装置的气密性;
②先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,这样便于排尽注射器内的空气;
③在步骤①中,取下橡皮帽,缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,读得测力计的示数为0.3牛,则说明活塞受到的摩擦力为0.3N;
在步骤③中,大气作用在活塞上的压力:F=7.1N-0.3N=6.8N;
大气压强的数值为:。
15.(2023八上·杭州期末)如图所示高压锅的示意图,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,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气压减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔横截面积为12亳米2,限压阀的质量为96克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa.
P/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
(1)在高原上气压低于标准大气压,水会在未达到100℃时开始沸腾。若上述高压锅的锅盖面积约为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.4个当时大气压时,锅内气体对锅盖的压力为 N。
(2)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是______(选填字母)。
A.适当减小锅的容积 B.适当增大排气孔的直径
C.适当增加限压阀的质量 D.适当加大火力蒸煮
(3)通过计算并对照表格说明,利用这种高压锅烧水时,锅内最高温度大约是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)6300
(2)C
(3)解:P阀= =8×104Pa
P内=P0+P阀=1.0×105Pa+8×104Pa=1.8×105Pa查表的
此时水的沸点为117℃,即锅内最高温度大约是117℃。
【解析】高压锅的原理:水的沸点受气压影响,气压越大,水的沸点越高;
高压锅内的气压P内等于大气压强p0加上限压阀的压强p阀,即P内=P0+P阀
【解答】(1)已知锅内的气压P=1.4×105Pa,锅盖的面积S= 450cm2=0.045m2
根据, 锅内气体对锅盖的压力F=PS=1.4×105Pa×0.045m2=6300N
(2)A. 提高锅内蒸煮时的温度,即提高水的沸点,需要提高水的沸点,需要增大锅内的气压,根据P内=P0+P阀,锅内的气压大小与大气压和限压阀的压强有关,因此减小锅的容积无法改变锅内的压强,A错误
B. 根据P阀=,增大排气孔的直径,相当于增大了受力面积S,会导致P阀减小,锅内的气压会减小,蒸煮时的温度减小,B错误
C. 根据P阀=,增大限压阀的质量,可以增大限压阀的压强,锅内的气压增大,可以提高锅内蒸煮时的温度,C正确
D. 适当加大火力蒸煮无法增大锅内的气压,无法提高锅内蒸煮时的温度,D错误,故选C
(3)已知限压阀的质量m=96g=0.096Kg,气孔的横截面积S=12mm2=1.2×10-5m2
根据P阀=,可以算出限压阀的压强P阀
再根据P内=P0+P阀即可算出锅内气压,通过查表可以看出对应的水的沸点
16.某科学兴趣小组的同学针对普通高压锅不能调节温度的缺点,对普通高压锅进行了技术改造,其结构如图所示。
(1)工作原理:调节螺丝可以上下旋转,当往下旋转时,弹簧对限压阀的压力变大,导致高压锅内气压变大,锅内水的沸点___________。
(2)已知调节螺丝每向下旋转1毫米,弹簧对限压阀的压力就增大0.1牛,外界大气压强为1.0×105帕,限压阀质量为50克,排气孔面积为8×10-6米2,且测得水的沸点与气压的关系如下表所示。若调节螺丝向下旋转3毫米,仅这一操作,最终能使高压锅内增大多少帕的气压?( )且此时锅内的最高温度能达到多少摄氏度? (g取10N/㎏)( )
锅内气压P/(×105帕) 1.1 1.2 1.4 1.7 2.0 2.3 2.7 3.1 3.6
锅内水的沸点/℃ 100 105 110 115 120 125 130 135 140
【答案】升高(或“增大”、“提高”等) 2.0×105Pa 120℃
【解析】(1)[1]沸点随气压的升高而升高,所以弹簧对限压阀的压力变大,导致高压锅内气压变大,锅内水的沸点升高(或“增大”、“提高”等)
(2)[2][3]因为调节螺丝每向下旋转1毫米,弹簧对限压阀的压力增大0.1牛,所以调节螺丝向下旋转3毫米,弹簧对限压阀的压力增大0.3N。
高压锅内增大的气压
限压阀的重力G阀=m阀g=0.05kg×10N/kg=0.5N
限压阀产生的压强
锅内的压强p内=p外+p增+p阀=1.0×105Pa+0.375×105Pa+0.625×105Pa=2.0×105Pa
由表可知,高压锅内的气压为2.0×105Pa时,锅内最高温度能达到120℃。
17.(2022·浙江湖州·八年级期末)工程师设计了一款新型家用电梯,该长圆筒形电梯,靠气压驱动电梯升降。上楼时,抽气泵启动,抽走上部空气;下楼时,顶部充气,使电梯往下降。底部区始终与外界连通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力不计,电梯室上下表面积均为0.9m2。
(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部区的气压________(填写“大于”、“小于”或“等于”)底部区的气压。
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速上升时能装载的物体的最大质量是多少________?
【答案】小于 350kg
【解析】(1)[1]电梯匀速上升时,根据电梯受力平衡可知,电梯受到竖直向下的重力、竖直向上的大气压力的差,所以顶部区的压力小于底部区的压力,根据,受力面积相同,所以顶部区的气压小于底部区的气压。
(2)[2]向上压力差为F2=(p0﹣p2)S=(1×105Pa-9.5×104Pa)×0.9m2=4500N
总质量为=450kg
最大载物质量m2=m总﹣m0=450kg﹣100kg=350kg
18.(2023·宁波模拟)在《大气压强》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去,水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧,把大注射器接在一段橡皮管上,橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
【答案】水重新沸腾。要点:向外拉活塞,瓶内的气体体积变大,气压变小;水的沸点随气压的减小而降低,水温达到了水的沸点;水从烧瓶吸热,水重新沸腾。
【解析】液体的沸点与气压有关,气压越小,沸点越低。沸点越低,水越容易沸腾。
【解答】向外拉注射器的活塞。一部分空气被抽到了注射器内,瓶内气体体积变大,气体压强减小,沸点降低。 水温达到了水的沸点; 所以水重新沸腾起来了。这也就说明了水的沸点随气压降低而降低。
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
典例分析
精选精练
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八上第二章 期末备考
(复习范围:2.1-2.3)
考点一、大气层
考点精要:根据大气温度在垂直方向上的变化(以及密度、物质组成),把大气分为五层:对流层、平流层、中间层、暖层、外层。
对流层:①对流运动剧烈;②两极薄,赤道厚;③占地球大气质量的四分之三;④气温随高度的上升而降低。
平流层:①臭氧集中在此层;②气流平稳;以水平运动为主,适合飞机的空中飞行;③气温随高度的上升而升高。
中间层:①气温随高度的升高而迅速下降;②流星体大部分在这里燃尽。
暖层:①又称电离层,温度高,能反射电磁波信号;②气温随高度的升高而逐渐升高。
外层:卫星传送电视、电话信号。
典例1:(2023八上·义乌期末)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
考点二、对流运动的规律
考点精要:在近地面,冷空气下降 ,热空气上升,从而形成了空气的对流。显著的对流运动和充足的水汽是形成对流层天气现象的重要原因。液体运动也遵循这个规律。
典例2:读图,完成下列问题。
(1)受对流运动的影响,热的地方的空气______(填“向上”或“向下”)垂直运动,冷的地方的空气______垂直运动。
(2)在图中用箭头标出各线段的气流运动方向。______
(3)若想较快地冷却一盒牛奶,应将冰块放在牛奶的______(填“上方”“下方”“左方”或“右方”)。
考点三、大气的温度
考点精要:气温即空气的温度。气温是构成天气的基本要素;气温总在不断变化着,在气象观测中,把温度计放在漆成白色的百叶箱里观察;原因:①百叶箱里气温比箱外低;②百叶箱内的温度波动小,所以更能反映真实的气温。
典例3:(2023八上·南浔期末)下列有关气温的叙述,错误的是( )
A.人体感到舒适的气温约为22℃
B.一天中最高气温通常出现在中午12时左右
C.气温在25℃以下,知了就停止鸣叫,说明动物的行为与气温有关
D.百叶箱内温度计读数与外界阳光直射下的温度计读数相比,平均值要小
考点四、大气压强的存在
考点精要:大气压强的含义:大气向各个方向对处于其中的物体产生的压强就是大气压强(简称大气压)。大气压强产生的原因:①大气有重力——产生压强的根本原因。②大气会流动——因此,各个方向都有压强。马德堡半球实验:不仅证明了大气压的存在,而且还证明了大气压的数值很大。应用:用吸管喝饮料、自来水笔从墨水瓶中吸取墨水、塑料挂钩的吸盘紧贴在墙上等。
典例4:(2023八上·义乌期末)1654年,马德堡市长和他的助手做了著名的“马德堡半球实验”,证明了大气压的存在。
(1)实验中,他们把两个铜半球壳灌满水后合在一起,再把水全部抽出,周围的 把两个铜半球紧紧地压在一起。
(2)如图,某校同学用底面积为500cm2的平底压力锅代替铜半球模拟上述实验,在山底比在山顶拉开锅的最小拉力要 (假设山底与山顶气温相同)。
考点五、大气压强的大小和计算
考点精要:大气压随高度的增加而减小,即离地面越高的地方,大气压越小。在海平面附近,大气压的数值接近1.01×105帕,即760毫米汞柱,通常称为标准大气压。故有:1标准大气压=1.01×105帕=760毫米汞柱。大约相当于10N的力作用在1平方厘米的面积上产生的压强。大气压的计算公式:P=F/S
典例5:(2022·浙江台州·八年级期末)学习了大气压有关知识后,小明想测定本地的大气压值。
(1)小明利用图甲所示的注射器(最大刻度为30毫升)和一些必要器材,按乙图所示方案进行实验,发现当注射器活塞刚开始滑动时弹簧测力计的示数为33牛,根据实验数据可计算当地的大气压为________帕;
(2)小明同学再按照图丙所示的实验方案测定水的沸点时,发现水沸腾时温度计的示数如图所示,可知当地的大气压为___________帕;
(3)小明对比两种方案测得的大气压值,发现(1)中所测数据跟实际相比偏差较大,可能的原因是___________。
考点六、大气压对人体的影响
考点精要:大气压对人体的影响:高原反应;拔火罐原理;飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压;宇航员在太空行走时必须穿上加压的航天服。人的情绪心情受气压影响:晴朗天气感到心情舒畅,阴雨天气感到疲倦和心情烦躁。人体对气压的变化有一个逐步适应的过程。人体内也有压强。当人体内外的压强失去平衡后,会对人体产生不良的影响。
典例6:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
考点七、液体沸点与大气压强的关系
考点精要:液体的沸点与气压的大小有关。当气压增大时,液体的沸点增大;当气压减小时,液体的沸点减小。
典例7:小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。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并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)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(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明: ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作 。
考点八、流速与压强的关系
考点精要:流速与压强的关系:气体(液体)的压强会随流速的增大而减小。具体事例:①当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,为什么?原因:火车附近的空气流速大,压强小,离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强,会被大气压推向铁轨处,非常危险。②两船平行行驶时,要保持一定的距离。③把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗使劲向下吹气,乒乓球不会掉下来。④飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
典例8:(2023八上·海曙期末)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积气泡体积Va Vb(选填“大于“”等于“”小于“)
1.(2021·浙江台州·八年级期中)下列关于气温变化的叙述,说法正确的是( )
A.一天中最高气温出现在正午12点
B.一天中最低气温出现在日出前后
C.最高气温出现在太阳辐射能量最强的时候
D.气温即大气温度,气温测量不需要在百叶箱里进行
2.(2023八上·温州期末)小明利用对流管研究水的对流现象。用酒精灯加热对流管右下端,看到水的流动方向为( )
A. B. C. D.
3.(2022八上·临海期末)如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
4.(2021八上·余杭月考)如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是B口吹入A口吹出 B.风总是A口吹入B口吹出
C.风总是AB口同时吹入 D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
5.(2023八上·台州期末)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下降
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,瓶内气压大于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
6.(2022·浙江台州·八年级期末)老师在课堂上演示了如图所示的实验: 点燃一段线香, 横插在橡皮 泥上, 把一个大号烧杯倒扣在桌面上, 线香置于中间, 可观察到线香 的烟先___________,然后向四周扩散, 最后下沉。该实验可以模拟大气中 某一层内空气的___________运动。
7.(2022八上·舟山月考)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。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 。
8.(2022·浙江舟山·八年级期末)如图甲所示,玻璃管中液面与瓶中液面等高(玻璃瓶密封良好),当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是:直玻璃管内的液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)瓶中液面高度;图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管口处压强比B管口处___________ (选填“大”或“小”),A管中液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)B管中液面高度。
9.(2022·浙江金华·八年级期末)如图为奥地利跳伞牛人佛利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区进行高空极限跳伞的情形,他从3.65万米高度做自由落体,创造了三项世界纪录。请回答:
(1)鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和______________;
(2)距地面3.65万米高的平流层接近真空。如果宇航服或头盔在平流层破裂,会使人的血液沸腾而危及生命。产生该现象的原理相当于图______________(选填“甲”或“乙”)操作改变的气压对沸点的影响。
10.下表是2020年12月17-19日台州的气象要素,请根据表中信息回答问题:
12月17日 12月18日 12月19日
天空状况 阴有小到中雨 阴有小雨 阴有小雨
气温 11℃-15℃ 8℃-12℃ 6℃-9℃
风向风力 西北风3级 偏北风3级 偏北风3级
(1)表中所描述的是_______(填“天气”或“气候”)现象。
(2)台州这几天在_______气压控制下。
(3)表中12月17日的最高气温15℃是用百叶箱里的___________温度计测得的。
11.(2022·浙江杭州·八年级期末)某晴朗的冬日,飞往北京的航班从杭州萧山机场起飞。请根据所学知识,回答问题:
(1)当日杭州可能受图中的______(填 “高气压”或“低气压”)天气系统控制。
(2)飞机在高空飞行时遇到了厚重的积雨云,此时飞机位于大气中的______层, 该层气温随高度升高而______。
(3)根据空气的对流运动规律,当日机场内空调出风口应______(填“朝上”或“朝下”),才利于发挥空调的最佳效果。
12.小科利用带拉环的吸盘、平面镜、水、刻度尺等器材测量大气压大小,步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为2cm2;
②将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上;
③用弹簧秤拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为19N;
④记录整理数据;
⑤算出大气压强,分析实验结论。
实验装置如图所示。请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是_________;
(2)根据小科的实验数据,计算得到大气压强等于_________帕;
(3)小科测得大气压强比实际大气压强偏低,可能的原因是①_________;②_________。
13.(2023八上·台州期末)小台同学利用注射器、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)如图所示,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 时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)计算得到大气压强的数值为 Pa
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小台同学采用了如右图所示装置,将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,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为 (用题中字母表示)。
14.(2023九下·金华月考)在学习了《大气压强》后,科学兴趣小组用2.5mL的注射器、量程为0~10牛的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。实验设计运用的原理是二力平衡和p=F/S;实验装置如图所示。
(1)实验操作步骤如下:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图所示连接好器材,缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数;
步骤三:……;
步骤四:重复进行了3次实验。根据p=F/S,
计算出大气压强值。
请将上述实验步骤三补充完整 ;
(2)小组同学对实验测量值会偏大或偏小进行了反思改进。小金同学分析注射器筒底空气未排尽、活塞与注射器筒壁的摩擦力等可能是造成实验测量误差的因素,于是对实验进行了如下改进:
①小金找来润滑油涂在活塞与针筒壁上,其目的是减小摩擦及 。取下橡皮帽,缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,读得测力计的示数为0.3牛;
②将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再 (填“水平方向”或“竖直向上”)推动活塞至注射器筒的底端,这样便于排尽注射器内的空气;
③然后用橡皮帽封住注射器的小孔;继续上述的实验步骤二,读得测力计的示数为7.1牛,算出活塞的横截面积为0.625厘米2。根据改进后测得数据,请你重新计算大气压的值为 帕。
15.(2023八上·杭州期末)如图所示高压锅的示意图,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,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气压减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔横截面积为12亳米2,限压阀的质量为96克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa.
P/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
(1)在高原上气压低于标准大气压,水会在未达到100℃时开始沸腾。若上述高压锅的锅盖面积约为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.4个当时大气压时,锅内气体对锅盖的压力为 N。
(2)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是______(选填字母)。
A.适当减小锅的容积 B.适当增大排气孔的直径
C.适当增加限压阀的质量 D.适当加大火力蒸煮
(3)通过计算并对照表格说明,利用这种高压锅烧水时,锅内最高温度大约是多少?(写出计算过程)
16.某科学兴趣小组的同学针对普通高压锅不能调节温度的缺点,对普通高压锅进行了技术改造,其结构如图所示。
(1)工作原理:调节螺丝可以上下旋转,当往下旋转时,弹簧对限压阀的压力变大,导致高压锅内气压变大,锅内水的沸点___________。
(2)已知调节螺丝每向下旋转1毫米,弹簧对限压阀的压力就增大0.1牛,外界大气压强为1.0×105帕,限压阀质量为50克,排气孔面积为8×10-6米2,且测得水的沸点与气压的关系如下表所示。若调节螺丝向下旋转3毫米,仅这一操作,最终能使高压锅内增大多少帕的气压?( )且此时锅内的最高温度能达到多少摄氏度? (g取10N/㎏)( )
锅内气压P/(×105帕) 1.1 1.2 1.4 1.7 2.0 2.3 2.7 3.1 3.6
锅内水的沸点/℃ 100 105 110 115 120 125 130 135 140
17.(2022·浙江湖州·八年级期末)工程师设计了一款新型家用电梯,该长圆筒形电梯,靠气压驱动电梯升降。上楼时,抽气泵启动,抽走上部空气;下楼时,顶部充气,使电梯往下降。底部区始终与外界连通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力不计,电梯室上下表面积均为0.9m2。
(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部区的气压________(填写“大于”、“小于”或“等于”)底部区的气压。
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速上升时能装载的物体的最大质量是多少________?
18.(2023·宁波模拟)在《大气压强》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去,水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧,把大注射器接在一段橡皮管上,橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
典例分析
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