8.3 《大气压强与人类生活》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(沪粤版2024)
一、单选题
1.如图 7.49 所示, 两根较长的轻质薄壁试管的横截面积分别为 和 。大试管内盛有适量水银, 将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内, 小试管的底部恰好与大试管内的液面相平。此时, 水银对大试管底部的压力为 。现将小试管缓慢地坚直拉出, 在小试管离开大试管液面前一瞬间, 水银对大试管底部的压力为 , 若大气压强为 , 则 与 相比 ( )。
A.减小 B.增大 C.减小 D.增大
【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】据题可知,可作图:
,
当小试管底部恰好与大试管液面相平时,有小试管内水银产生的压强等于大气压,根据压强计算公式P=F/S,且小试管底部受到压力是由中i产生,即G2=p0S,同时大使馆水银对底部的压力等于气重力,所以N1-N2=G1-G2=p0S,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据大气压的动态变化判识选项
据题可知,小试管缓慢地竖直拉出时,小试管内增加的水银量体积和大试管内减少的水银体积相等;且小试管内上方是真空,所以小试管内水银产生的压强和大气压强相等,根据压强计算公式F=pS可知水银产生的压力和自身的重力相等。圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力,据此计算分析选项。
2.如图 7.47 所示, 甲、乙、丙三个相同的容器内盛有部分水并在坚直方向上依次放置。甲、丙两容器内的水通过细玻璃管相连; 另外一根两端开口的细玻璃管的下端穿过甲容器底部插入乙容器水内, 贴近甲容器水面有一个旋钮开关, 开关下方充满了水。乙、丙两容器内水面上方的气体通过细玻璃管相连, 甲容器上方与大气相通。如果打开旋钮开关, 待重新平衡后, 乙、丙两容器内的气体体积相比开始状态时 ( )。
A. 增大,
B. 减少,
C. 增大,
D. 减少,
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】根据乙、丙两容器气体相连所以有:p乙= p丙,且丙中气体的压强为:p丙=p水Δh1g+p0;
由于乙容器中的压强与丙容器中的压强相等,乙容器中的液面与细玻璃管顶端的液面高度差Δh2小于Δh1,所以当打开旋钮开关M时细玻璃管中液面会有所上升,因此乙容器中的液面有所下降,进而使得乙、丙两容器中的气体体积增大,压强减少;由于丙容器中的压强减少,于是甲容器中的液体补充进入丙容器,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的Δh1有所减少。当乙容器中的细玻璃管中的液体表面与乙容器中液面的高度差Δh2与甲容器中的液面与丙容器中液面差Δh1相同时停止移动;此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,所以乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,BC错误,但丙容器中由于液体的液面上升,故丙中气体的体积减少,但由于气体的总体积在增大,丙中的气体的体积在减少,D错误,所以乙容器中气体体积的增加量要大于丙容器中气体的减少量,所以ΔV乙>ΔV丙,A正确
综上选A
【分析】根据压强变化与体积变化的关系判识选项
压强的变化与气体变化成反比,乙、丙两容器气体相连所以有:p乙= p丙,且丙中气体的压强为:p丙=p水Δh1g+p0,乙容器中的液面有所下降,进而使得乙、丙两容器中的气体体积增大,压强减少,使得甲容器中的液体补充进入丙容器,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的Δh1减小,当乙容器中的细玻璃管中的液体表面与乙容器中液面的高度差Δh2与甲容器中的液面与丙容器中液面差Δh1相同时停止移动;此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,所以乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,丙容器液体体积增加,所以气体体积减少,据此判识选项。
3.如图 7.42 所示,一端开口、一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,不计玻璃管的重力和浮力,用坚直向上的力 提起玻璃管保持平衡, 此时管内外水银面高度差为 。如果将玻璃管向上提起一段距离, 待稳定后, 此时的 和 与刚才相比( )。
A. 增大, 增大 B. 增大, 不变
C. 不变, 增大 D. 不变, 不变
【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】假设上升过程中,液面不变化则空气体积增加,压强变小,所以液面会略微上升,h增加,BD错误
向上提升,向上的拉力和水银柱的重力平衡,所以F变大,A正确,C错误
综上选A
【分析】根据大气压判识选项
玻璃棺内水平高度主要受到内外大气压的影响,管内封闭气体压强发生变化,水银柱高度发生变化,向上提升的过程中,压强减小,液面上升,水银柱重力增加。
4.如图 7.41 所示, 该装置是某医院给病入输液的部分装置示意图, 乙瓶内液体不断通过 管输入病入体内, 刚开始输液时, 甲、乙两瓶内药液量相等,液面相平。过了一会儿, 观察两个输液瓶时会发现 (此时两个输液瓶内还有大量的溶液)( )。
A.甲瓶中的液面高 B.乙瓶中的液面高
C.甲、乙两瓶中的液面一样高 D.以上三种情况均有可能
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】据题分析可知,液体从乙瓶流出,乙空气体积增加,压强减小,甲空气流入乙,使得乙瓶压强不变,进而液面保持不变,液液面下降,气压减小,大气压补充,所以甲液面下降,B 乙瓶中的液面高 正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据大气压的应用判识选项
据图可知,外界大气压可以进入甲,液体从乙瓶流出,乙空气体积增加压强减小,在大气压的作用下,甲中液体会不断补充进乙瓶,导致甲瓶液体变少,乙瓶体积保持不变
5.如图 7.40 所示, 在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱, 四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 打开, 释放掉少量水后立刻关闭阀门, 液面相对各自原来的位置上升或下降的长度 和 之间的大小关系为 ( )。
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】释放少量水立刻关闭阀门,空气柱长度增加,压强减小,所以C液面上升,B液面下降,A液面下降,分析可知,AB高度减小所以可知 ,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据液体和气体压强判识选项
释放少量水后,AB液面均会下降,所以空气柱所受压强变小,所以满足的关系使得压强减小,BC段压强减小,所以C液面上升,D液面下降,由于压强减小,所以满足的关系。
6.如图 7.37 所示, 玻璃瓶侧壁开有三个用木塞塞住的小孔, 一根两端开口的管子, 上端穿过软木塞与大气连通, 下端浸没在液体中, 管中的液面和 孔等高, 瓶内的液面比 孔的位置高。下列叙述中正确的是( )。
A.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
B.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
C.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
D.拔去 三孔中的任一木塞的瞬时, 水均会流出来
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、管中的液面比a孔低,p0+ρ水gh<p大,拔去a孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外,A错误
B、管中的液面和b孔等高,p0+ρ水gh=p大,拔去b孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外,B错误
C、管中的液面比c孔高,p0+ρ水gh<p大,拔去c孔木塞的瞬时,水会流出瓶外,C正确,D错误
综上选C
【分析】根据水压和大气压的关系判识选项
当水压大于大气压时,水会流出,反之则不会流出,根据题目可知abc三点处的气压为p0+ρ水gh,ab两点高于管内液面,所以可得出p0+ρ水gh≤p大,C点低于管内液面,所以可得出p0+ρ水gh>p大
7.某同学需要清理金鱼缸中沉在底部的污物, 其手中只有一根透明的塑料软管, 采用虹吸法来将鱼缸底部的污物排除。软管的一端插入鱼缸的底部,如图 7.36 所示, 该同学用嘴在软管的另一端吸气, 使管中液面到达某点时停止吸气, 管中就能自动排出鱼缸底部的污水,同时保证污水不能流进该同学的嘴中, 该点是 ( )。
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、A点是塑料软管的底部于同学嘴巴相连,若使管中液面到达 A点,污水能拍出,但污水流动速度大于人反应速度,所以污水流入嘴巴,A错误
B、若使管中液面到达B点,B点和鱼缸水压相等,在大气的作用下,使得污水排除,B正确
C、若使管中液面到达 C点,右侧管上端的水柱高度小于左侧所以气压会使水压入吸管内,C错误
D、若使管中液面到达 D点,D点左边的压强等于作用在液面上的大气压减去液体压强,而D点右边的压强等于大气压,所以右边大于左边,会回落。D错误。
综上选B
【分析】根据大气压和水柱的压强关系判识选项
以管内水柱为研究对象,当管内水到达B点以下时,嘴移动开,管内外气压相等,液体在重力作用下流出,在B点以上的C点时,右侧水柱高度低于左侧,大气压将水压入鱼缸,在D点时左边的压强等于作用在液面上的大气压减去液体压强,右侧压强等于大气压,所以水回到鱼缸内部。
二、多选题
8.(2024八下·清河期末)如图所示,小云用放在水平面上的甲、乙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.大气压变小时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压变大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.甲装置玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变大
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法;气压计和抽水机
【解析】【解答】A.大气压的值等于液柱产生的压强,大气压变小时,液面会下降,故A正确;
B.大气压变大时,瓶子气压几乎不变,水柱产生的压强变小,乙图玻璃管内的液面会下降,B错误;
C.托里拆利实验中, 管内外水银面高度差只与大气压有关,故C错误;
D.虽能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,不能准确测出大气压的值,故D错误。
故选A。
【分析】(1)甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,用甲装置根据p=ρgh可更能准确地测量出大气压的值;
(2)大气压变大时,容器内气体压强不变,内外气压差变小。
9.(2024八下·瑞金期末)只利用图中各组给定的器材做实验,能完成其实验目的的是( )
A.探究压力作用效果与受力面积的关系
B.研究液体压强与受力面积的关系
C.证明大气压的存在
D.准确测出大气压的数值
【答案】A,C,D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;探究液体压强的特点实验;大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.用一个长方体金属块和海绵,金属块对海绵的压力一定,通过金属块的不同放置方式来改变受力面积,探究压力作用效果与受力面积的关系,故A符合题意;
B.图中有一杯水和一个压强计,只能探究液体的压强与深度的关系,不能探究液体压强与受力面积的关系,故B不符合题意;
C.图中有两个吸盘,排净吸盘内的空气,用很大的力才能将其拉开,证明了大气压的存在,故C符合题意;
D.图中为托里拆利实验装置图,托里拆利实验准确地测量出大气压的值,故D符合题意。
故选ACD。
【分析】压力一定,改变受力面积,可以探究压力的作用效果和受力面积的关系;液体压强与液体密度、液体的深度有关;利用吸盘,可以探究大气压的存在;托里拆利实验测量了大气压的数值。
10.(2024八下·临淄期末)护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,如图所示。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度(,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.没有“闲置”管也不影响正常输液
B.输液过程中,瓶内气压减小到一定程度时,空气通过“闲置”管进入瓶内
C.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流出的
D.手上针管处受到药液的压强不低于1.3×104Pa
【答案】B,C,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】ABC.药液流出后,瓶内空气减少,瓶内气压减小,空气随“闲置”管进入瓶内,瓶内气压增大,将液体压出,故A错误,BC正确。
D.根据液体压强公式可得手上针管处受到药液的压强
故D正确。
故选:BCD。
【分析】根据大气压的作用分析“闲置”管的作用,以及药液流出的原理;利用p=ρgh求得针管处受到的液体压强。
11.(2021八下·大连期中)如图所示是一个伽利略气体温度计模型,由长管的球形瓶倒插在装有红色液体的容器中,当外界温度降低时,不考虑外界大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.管中液面将上升
B.容器底上表面A点受到的压强变小
C.球形瓶内气体的压强变大
D.球形瓶中气体压强的变化量大于容器中液体对容器底压强的变化量
【答案】A,B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】A.当外界温度降低时,长管的球形瓶内气体受冷收缩,瓶内气压变小,小于外界大气压,大气压将水压入球形瓶内,故管中液面将上升,A符合题意;
B.大气压将水压入球形瓶内,水面降低,根据
可知,故容器底上表面A点受到的压强变小,B符合题意;
C.球形瓶内气体的压强变小,C不符合题意;
D.变温前,大气压等于
变温后,大气压不变,故水柱静止后,可以列等式
则
水柱中增加水的体积与水槽中水的体积相同,故水柱上升的高度大于水槽下降的高度,故
故球形瓶中气体压强的变化量大于容器中液体对容器底压强的变化量,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】此温度计不是根据液体的热胀冷缩原理制成的,它是靠气体作为膨胀物质,液体的受热膨胀忽略不计;根据公式p=ρgh判断A点受到大压强变化;温度降低时,瓶内气体收缩,压强减小。
因为管较细,容器中减少的水的体积,都到细管中,根据容器中液面和管中液面高度的变化,判断压强的变化量。
三、实验填空题
12.(2024八下·惠山期末)如图,小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压的值。
(1)利用刻度尺测量出 的长度L为8cm,即可算出活塞的横截面积;
(2)活塞推至注射器的底端,用橡皮帽封住小孔,水平向右缓慢拉动注射器筒,活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数F=2.4N,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示数为F',则大气压值p'= (用V、L、F、F'表示)。
【答案】注射器刻度部分;;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)据求横截面积,需测量有刻度部分的长度L;
(2)压力与拉力是一对平衡力,大小相等,活塞横截面积
大气压值;
(3)活塞受到向右的拉力和向左的压力及摩擦力的作用,三个力是平衡力,则有F=f+F压
活塞刚要到筒内部时,则有F'+f=F压,解得,大气压强对活塞的压力
大气压值。
【分析】(1)需要测量注射器有刻度部分的长度L;
(2)根据压强公式计算压强大小;
(3)由题意知,考虑活塞与筒壁之间的摩擦时,外界大气对活塞的压力为,根据压强公式求得压强p'的表达式。
13.(2024八下·惠州期中)物理兴趣小组的同学开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下,请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)为减小实验误差,物理兴趣小组应选择图 (选填“甲”或“乙”)进行实验;
(2)A.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;
B.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;
C.读出注射器针筒的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上 (选填“整个针筒”或“有刻度部分”)的长度L;
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是可以减小 力,二是提高活塞的气密性。测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(4)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】甲;有刻度部分;摩擦;活塞;偏小
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】测量山顶的大气压时,(1)分析图甲、乙,注射器有重力,竖直进行实验,弹簧测力计的示数大于对活塞的拉力,应选择图甲进行实验,可减小实验误差;
(2)实验过程中,D.注射器的体积等于活塞的横截面积与注射器的有效长度之积。注射器的有效长度应从有刻度的位置测算,应用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
(3)减小活塞和筒间的摩擦力,对测量的影响更小。测量前,活塞上涂抹润滑油,一可减小摩擦力,二提高活塞的气密性。测量中,测量出匀速拉动活塞时的拉力大小,则研究的是大气对活塞的压力。
(4)实验时,注射器针头处空气无法排尽,则针筒内有气体,会产一定的压强,会导致测量出的压强值偏小。
【分析】(1)测量大气压时,需要测量气体对活塞的压力,需要减小器材自身重力对实验的影响;
(2)利用注射器测量大气压,需要测量注射器上有刻度部分的长度,并结合体积,计算面积;
(3)活塞上加润滑油,可以减小摩擦力对测量拉力的影响,而且气密性更好;
(4)由于注射器内空气没有排净,内部有气压,测量的大气压比实际小。
四、解答与计算题
14.(2021八下·湘东期中)高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6mm2.。求:
(1)锅内气体的压强增大多少,最大气压可达多少?
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
【答案】(1)解:锅内压强增加了p0===7.2×104Pa
锅内最大压强为p=p气+ p0=1×105Pa+7.2×104Pa=1.72×105Pa
答:锅内压强增加了7.2×104Pa,锅内气体的压强最大可达1.72×105Pa。
(2)解:水的沸点增高Δt=×1℃=20℃
所以,锅内温度最高可达t=100℃+20℃=120℃
答:锅内的最高温度可达120℃。
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)根据限压阀质量求出其重力,此时重力即为压力,利用限压阀出气口横截面积求出此时压强即锅内气体增大的压强,再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强。
(2)根据锅内压强增加量,再根据每增加3.6×103Pa水的沸点就相应的增加1℃求出水的沸点增加量,进而得出锅内的最高温度。
15.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 8.3 空气的“力量” 同步练习 )同学们利用直径20cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开需要多大力?实际用力大小与计算结果是否相同?请说出你的理由。
【答案】①压力锅的横截面积可以看成圆面,半径r= = ═10cm=0.1m,大气压的作用面积:S=πr2=3.14×(0.1m)2=3.14×10﹣2m2,大气压约为1.0×105Pa,根据p= 得大气对锅盖的压力为:F压=p0S锅=1.0×105Pa×3.14×10﹣2m2=3.14×103N。当拉力稍大于压力时,压力锅(盖)被拉开。所以F拉=F压=3.14×103N;②压力锅内无法抽成真空,故所用拉力要小一些。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】结合题意,首先求得 大气压的作用面积 ,再利用 p= 得大气对锅盖的压力 .
16.(2018八下·崇仁月考)龙卷风发生时,许多房屋被摧毁,屋外的气压急剧降到0.9×105Pa,当时门窗紧闭,可以近似地认为室内的气压是标准大气压,取作1×105Pa,若室内屋顶的面积为100m2.
(1)屋内外的大气压强差是多少?
(2)若室内屋顶的面积为100m2,求屋内外的大气压力差是多少?
【答案】(1)解:△p=1×105Pa 0.9×105Pa=10000Pa
(2)解:屋内外的大气压力差△F=△pS=10000Pa×100m2=106N
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)根据△p=p内-p外计算压强差.
(2)根据公式F=pS可求压力差.
1 / 18.3 《大气压强与人类生活》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(沪粤版2024)
一、单选题
1.如图 7.49 所示, 两根较长的轻质薄壁试管的横截面积分别为 和 。大试管内盛有适量水银, 将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内, 小试管的底部恰好与大试管内的液面相平。此时, 水银对大试管底部的压力为 。现将小试管缓慢地坚直拉出, 在小试管离开大试管液面前一瞬间, 水银对大试管底部的压力为 , 若大气压强为 , 则 与 相比 ( )。
A.减小 B.增大 C.减小 D.增大
2.如图 7.47 所示, 甲、乙、丙三个相同的容器内盛有部分水并在坚直方向上依次放置。甲、丙两容器内的水通过细玻璃管相连; 另外一根两端开口的细玻璃管的下端穿过甲容器底部插入乙容器水内, 贴近甲容器水面有一个旋钮开关, 开关下方充满了水。乙、丙两容器内水面上方的气体通过细玻璃管相连, 甲容器上方与大气相通。如果打开旋钮开关, 待重新平衡后, 乙、丙两容器内的气体体积相比开始状态时 ( )。
A. 增大,
B. 减少,
C. 增大,
D. 减少,
3.如图 7.42 所示,一端开口、一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中,不计玻璃管的重力和浮力,用坚直向上的力 提起玻璃管保持平衡, 此时管内外水银面高度差为 。如果将玻璃管向上提起一段距离, 待稳定后, 此时的 和 与刚才相比( )。
A. 增大, 增大 B. 增大, 不变
C. 不变, 增大 D. 不变, 不变
4.如图 7.41 所示, 该装置是某医院给病入输液的部分装置示意图, 乙瓶内液体不断通过 管输入病入体内, 刚开始输液时, 甲、乙两瓶内药液量相等,液面相平。过了一会儿, 观察两个输液瓶时会发现 (此时两个输液瓶内还有大量的溶液)( )。
A.甲瓶中的液面高 B.乙瓶中的液面高
C.甲、乙两瓶中的液面一样高 D.以上三种情况均有可能
5.如图 7.40 所示, 在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱, 四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 打开, 释放掉少量水后立刻关闭阀门, 液面相对各自原来的位置上升或下降的长度 和 之间的大小关系为 ( )。
A. B.
C. D.
6.如图 7.37 所示, 玻璃瓶侧壁开有三个用木塞塞住的小孔, 一根两端开口的管子, 上端穿过软木塞与大气连通, 下端浸没在液体中, 管中的液面和 孔等高, 瓶内的液面比 孔的位置高。下列叙述中正确的是( )。
A.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
B.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
C.只有拔去 孔木塞的瞬时, 水才会流出瓶外
D.拔去 三孔中的任一木塞的瞬时, 水均会流出来
7.某同学需要清理金鱼缸中沉在底部的污物, 其手中只有一根透明的塑料软管, 采用虹吸法来将鱼缸底部的污物排除。软管的一端插入鱼缸的底部,如图 7.36 所示, 该同学用嘴在软管的另一端吸气, 使管中液面到达某点时停止吸气, 管中就能自动排出鱼缸底部的污水,同时保证污水不能流进该同学的嘴中, 该点是 ( )。
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
二、多选题
8.(2024八下·清河期末)如图所示,小云用放在水平面上的甲、乙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.大气压变小时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压变大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.甲装置玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变大
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
9.(2024八下·瑞金期末)只利用图中各组给定的器材做实验,能完成其实验目的的是( )
A.探究压力作用效果与受力面积的关系
B.研究液体压强与受力面积的关系
C.证明大气压的存在
D.准确测出大气压的数值
10.(2024八下·临淄期末)护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,如图所示。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度(,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.没有“闲置”管也不影响正常输液
B.输液过程中,瓶内气压减小到一定程度时,空气通过“闲置”管进入瓶内
C.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流出的
D.手上针管处受到药液的压强不低于1.3×104Pa
11.(2021八下·大连期中)如图所示是一个伽利略气体温度计模型,由长管的球形瓶倒插在装有红色液体的容器中,当外界温度降低时,不考虑外界大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.管中液面将上升
B.容器底上表面A点受到的压强变小
C.球形瓶内气体的压强变大
D.球形瓶中气体压强的变化量大于容器中液体对容器底压强的变化量
三、实验填空题
12.(2024八下·惠山期末)如图,小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压的值。
(1)利用刻度尺测量出 的长度L为8cm,即可算出活塞的横截面积;
(2)活塞推至注射器的底端,用橡皮帽封住小孔,水平向右缓慢拉动注射器筒,活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数F=2.4N,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示数为F',则大气压值p'= (用V、L、F、F'表示)。
13.(2024八下·惠州期中)物理兴趣小组的同学开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下,请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)为减小实验误差,物理兴趣小组应选择图 (选填“甲”或“乙”)进行实验;
(2)A.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;
B.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;
C.读出注射器针筒的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上 (选填“整个针筒”或“有刻度部分”)的长度L;
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是可以减小 力,二是提高活塞的气密性。测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(4)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、解答与计算题
14.(2021八下·湘东期中)高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6mm2.。求:
(1)锅内气体的压强增大多少,最大气压可达多少?
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
15.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 8.3 空气的“力量” 同步练习 )同学们利用直径20cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开需要多大力?实际用力大小与计算结果是否相同?请说出你的理由。
16.(2018八下·崇仁月考)龙卷风发生时,许多房屋被摧毁,屋外的气压急剧降到0.9×105Pa,当时门窗紧闭,可以近似地认为室内的气压是标准大气压,取作1×105Pa,若室内屋顶的面积为100m2.
(1)屋内外的大气压强差是多少?
(2)若室内屋顶的面积为100m2,求屋内外的大气压力差是多少?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】据题可知,可作图:
,
当小试管底部恰好与大试管液面相平时,有小试管内水银产生的压强等于大气压,根据压强计算公式P=F/S,且小试管底部受到压力是由中i产生,即G2=p0S,同时大使馆水银对底部的压力等于气重力,所以N1-N2=G1-G2=p0S,A正确,BCD错误
综上选A
【分析】根据大气压的动态变化判识选项
据题可知,小试管缓慢地竖直拉出时,小试管内增加的水银量体积和大试管内减少的水银体积相等;且小试管内上方是真空,所以小试管内水银产生的压强和大气压强相等,根据压强计算公式F=pS可知水银产生的压力和自身的重力相等。圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力,据此计算分析选项。
2.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】根据乙、丙两容器气体相连所以有:p乙= p丙,且丙中气体的压强为:p丙=p水Δh1g+p0;
由于乙容器中的压强与丙容器中的压强相等,乙容器中的液面与细玻璃管顶端的液面高度差Δh2小于Δh1,所以当打开旋钮开关M时细玻璃管中液面会有所上升,因此乙容器中的液面有所下降,进而使得乙、丙两容器中的气体体积增大,压强减少;由于丙容器中的压强减少,于是甲容器中的液体补充进入丙容器,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的Δh1有所减少。当乙容器中的细玻璃管中的液体表面与乙容器中液面的高度差Δh2与甲容器中的液面与丙容器中液面差Δh1相同时停止移动;此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,所以乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,BC错误,但丙容器中由于液体的液面上升,故丙中气体的体积减少,但由于气体的总体积在增大,丙中的气体的体积在减少,D错误,所以乙容器中气体体积的增加量要大于丙容器中气体的减少量,所以ΔV乙>ΔV丙,A正确
综上选A
【分析】根据压强变化与体积变化的关系判识选项
压强的变化与气体变化成反比,乙、丙两容器气体相连所以有:p乙= p丙,且丙中气体的压强为:p丙=p水Δh1g+p0,乙容器中的液面有所下降,进而使得乙、丙两容器中的气体体积增大,压强减少,使得甲容器中的液体补充进入丙容器,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的Δh1减小,当乙容器中的细玻璃管中的液体表面与乙容器中液面的高度差Δh2与甲容器中的液面与丙容器中液面差Δh1相同时停止移动;此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,所以乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,丙容器液体体积增加,所以气体体积减少,据此判识选项。
3.【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】假设上升过程中,液面不变化则空气体积增加,压强变小,所以液面会略微上升,h增加,BD错误
向上提升,向上的拉力和水银柱的重力平衡,所以F变大,A正确,C错误
综上选A
【分析】根据大气压判识选项
玻璃棺内水平高度主要受到内外大气压的影响,管内封闭气体压强发生变化,水银柱高度发生变化,向上提升的过程中,压强减小,液面上升,水银柱重力增加。
4.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】据题分析可知,液体从乙瓶流出,乙空气体积增加,压强减小,甲空气流入乙,使得乙瓶压强不变,进而液面保持不变,液液面下降,气压减小,大气压补充,所以甲液面下降,B 乙瓶中的液面高 正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据大气压的应用判识选项
据图可知,外界大气压可以进入甲,液体从乙瓶流出,乙空气体积增加压强减小,在大气压的作用下,甲中液体会不断补充进乙瓶,导致甲瓶液体变少,乙瓶体积保持不变
5.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】释放少量水立刻关闭阀门,空气柱长度增加,压强减小,所以C液面上升,B液面下降,A液面下降,分析可知,AB高度减小所以可知 ,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据液体和气体压强判识选项
释放少量水后,AB液面均会下降,所以空气柱所受压强变小,所以满足的关系使得压强减小,BC段压强减小,所以C液面上升,D液面下降,由于压强减小,所以满足的关系。
6.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、管中的液面比a孔低,p0+ρ水gh<p大,拔去a孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外,A错误
B、管中的液面和b孔等高,p0+ρ水gh=p大,拔去b孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外,B错误
C、管中的液面比c孔高,p0+ρ水gh<p大,拔去c孔木塞的瞬时,水会流出瓶外,C正确,D错误
综上选C
【分析】根据水压和大气压的关系判识选项
当水压大于大气压时,水会流出,反之则不会流出,根据题目可知abc三点处的气压为p0+ρ水gh,ab两点高于管内液面,所以可得出p0+ρ水gh≤p大,C点低于管内液面,所以可得出p0+ρ水gh>p大
7.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、A点是塑料软管的底部于同学嘴巴相连,若使管中液面到达 A点,污水能拍出,但污水流动速度大于人反应速度,所以污水流入嘴巴,A错误
B、若使管中液面到达B点,B点和鱼缸水压相等,在大气的作用下,使得污水排除,B正确
C、若使管中液面到达 C点,右侧管上端的水柱高度小于左侧所以气压会使水压入吸管内,C错误
D、若使管中液面到达 D点,D点左边的压强等于作用在液面上的大气压减去液体压强,而D点右边的压强等于大气压,所以右边大于左边,会回落。D错误。
综上选B
【分析】根据大气压和水柱的压强关系判识选项
以管内水柱为研究对象,当管内水到达B点以下时,嘴移动开,管内外气压相等,液体在重力作用下流出,在B点以上的C点时,右侧水柱高度低于左侧,大气压将水压入鱼缸,在D点时左边的压强等于作用在液面上的大气压减去液体压强,右侧压强等于大气压,所以水回到鱼缸内部。
8.【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法;气压计和抽水机
【解析】【解答】A.大气压的值等于液柱产生的压强,大气压变小时,液面会下降,故A正确;
B.大气压变大时,瓶子气压几乎不变,水柱产生的压强变小,乙图玻璃管内的液面会下降,B错误;
C.托里拆利实验中, 管内外水银面高度差只与大气压有关,故C错误;
D.虽能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,不能准确测出大气压的值,故D错误。
故选A。
【分析】(1)甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,用甲装置根据p=ρgh可更能准确地测量出大气压的值;
(2)大气压变大时,容器内气体压强不变,内外气压差变小。
9.【答案】A,C,D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;探究液体压强的特点实验;大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.用一个长方体金属块和海绵,金属块对海绵的压力一定,通过金属块的不同放置方式来改变受力面积,探究压力作用效果与受力面积的关系,故A符合题意;
B.图中有一杯水和一个压强计,只能探究液体的压强与深度的关系,不能探究液体压强与受力面积的关系,故B不符合题意;
C.图中有两个吸盘,排净吸盘内的空气,用很大的力才能将其拉开,证明了大气压的存在,故C符合题意;
D.图中为托里拆利实验装置图,托里拆利实验准确地测量出大气压的值,故D符合题意。
故选ACD。
【分析】压力一定,改变受力面积,可以探究压力的作用效果和受力面积的关系;液体压强与液体密度、液体的深度有关;利用吸盘,可以探究大气压的存在;托里拆利实验测量了大气压的数值。
10.【答案】B,C,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】ABC.药液流出后,瓶内空气减少,瓶内气压减小,空气随“闲置”管进入瓶内,瓶内气压增大,将液体压出,故A错误,BC正确。
D.根据液体压强公式可得手上针管处受到药液的压强
故D正确。
故选:BCD。
【分析】根据大气压的作用分析“闲置”管的作用,以及药液流出的原理;利用p=ρgh求得针管处受到的液体压强。
11.【答案】A,B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】A.当外界温度降低时,长管的球形瓶内气体受冷收缩,瓶内气压变小,小于外界大气压,大气压将水压入球形瓶内,故管中液面将上升,A符合题意;
B.大气压将水压入球形瓶内,水面降低,根据
可知,故容器底上表面A点受到的压强变小,B符合题意;
C.球形瓶内气体的压强变小,C不符合题意;
D.变温前,大气压等于
变温后,大气压不变,故水柱静止后,可以列等式
则
水柱中增加水的体积与水槽中水的体积相同,故水柱上升的高度大于水槽下降的高度,故
故球形瓶中气体压强的变化量大于容器中液体对容器底压强的变化量,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】此温度计不是根据液体的热胀冷缩原理制成的,它是靠气体作为膨胀物质,液体的受热膨胀忽略不计;根据公式p=ρgh判断A点受到大压强变化;温度降低时,瓶内气体收缩,压强减小。
因为管较细,容器中减少的水的体积,都到细管中,根据容器中液面和管中液面高度的变化,判断压强的变化量。
12.【答案】注射器刻度部分;;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)据求横截面积,需测量有刻度部分的长度L;
(2)压力与拉力是一对平衡力,大小相等,活塞横截面积
大气压值;
(3)活塞受到向右的拉力和向左的压力及摩擦力的作用,三个力是平衡力,则有F=f+F压
活塞刚要到筒内部时,则有F'+f=F压,解得,大气压强对活塞的压力
大气压值。
【分析】(1)需要测量注射器有刻度部分的长度L;
(2)根据压强公式计算压强大小;
(3)由题意知,考虑活塞与筒壁之间的摩擦时,外界大气对活塞的压力为,根据压强公式求得压强p'的表达式。
13.【答案】甲;有刻度部分;摩擦;活塞;偏小
【知识点】重力及其大小的计算;大气压强的测量方法
【解析】【解答】测量山顶的大气压时,(1)分析图甲、乙,注射器有重力,竖直进行实验,弹簧测力计的示数大于对活塞的拉力,应选择图甲进行实验,可减小实验误差;
(2)实验过程中,D.注射器的体积等于活塞的横截面积与注射器的有效长度之积。注射器的有效长度应从有刻度的位置测算,应用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
(3)减小活塞和筒间的摩擦力,对测量的影响更小。测量前,活塞上涂抹润滑油,一可减小摩擦力,二提高活塞的气密性。测量中,测量出匀速拉动活塞时的拉力大小,则研究的是大气对活塞的压力。
(4)实验时,注射器针头处空气无法排尽,则针筒内有气体,会产一定的压强,会导致测量出的压强值偏小。
【分析】(1)测量大气压时,需要测量气体对活塞的压力,需要减小器材自身重力对实验的影响;
(2)利用注射器测量大气压,需要测量注射器上有刻度部分的长度,并结合体积,计算面积;
(3)活塞上加润滑油,可以减小摩擦力对测量拉力的影响,而且气密性更好;
(4)由于注射器内空气没有排净,内部有气压,测量的大气压比实际小。
14.【答案】(1)解:锅内压强增加了p0===7.2×104Pa
锅内最大压强为p=p气+ p0=1×105Pa+7.2×104Pa=1.72×105Pa
答:锅内压强增加了7.2×104Pa,锅内气体的压强最大可达1.72×105Pa。
(2)解:水的沸点增高Δt=×1℃=20℃
所以,锅内温度最高可达t=100℃+20℃=120℃
答:锅内的最高温度可达120℃。
【知识点】压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)根据限压阀质量求出其重力,此时重力即为压力,利用限压阀出气口横截面积求出此时压强即锅内气体增大的压强,再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强。
(2)根据锅内压强增加量,再根据每增加3.6×103Pa水的沸点就相应的增加1℃求出水的沸点增加量,进而得出锅内的最高温度。
15.【答案】①压力锅的横截面积可以看成圆面,半径r= = ═10cm=0.1m,大气压的作用面积:S=πr2=3.14×(0.1m)2=3.14×10﹣2m2,大气压约为1.0×105Pa,根据p= 得大气对锅盖的压力为:F压=p0S锅=1.0×105Pa×3.14×10﹣2m2=3.14×103N。当拉力稍大于压力时,压力锅(盖)被拉开。所以F拉=F压=3.14×103N;②压力锅内无法抽成真空,故所用拉力要小一些。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】结合题意,首先求得 大气压的作用面积 ,再利用 p= 得大气对锅盖的压力 .
16.【答案】(1)解:△p=1×105Pa 0.9×105Pa=10000Pa
(2)解:屋内外的大气压力差△F=△pS=10000Pa×100m2=106N
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)根据△p=p内-p外计算压强差.
(2)根据公式F=pS可求压力差.
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