【同步解读】2.2大气压强 -2025-2026学年浙教版八年级下册科学(含解析)

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名称 【同步解读】2.2大气压强 -2025-2026学年浙教版八年级下册科学(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2026-03-26 00:00:00

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浙教版八下科学第二章 大气与气候变化
2.2大气压强
认识大气压强的存在:通过实验探究,了解大气对浸在其中的物体有压强,知道大气压强是由大气重力产生的,能用生活中的实例(如吸盘、吸管吸饮料、马德堡半球实验等)证明大气压强的存在。
掌握大气压强的测量:了解托里拆利实验的原理与方法,记住标准大气压的值(1.013×10 Pa),能说出大气压与高度的关系(海拔越高,气压越低),知道大气压还会随天气、温度等因素变化。
理解大气压的应用:了解大气压在生活、生产中的常见应用,如抽水机、吸尘器、高压锅的工作原理,理解高压锅为什么能更快煮熟食物。
培养探究能力:初步学会设计实验验证大气压的存在,能运用大气压知识解释生活中的现象(如输液瓶、真空包装等),激发科学探究兴趣。
知识点一 大气压的存在
1.核心概念:大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强,简称大气压。
2.证实实验:马德堡半球实验证实了大气压的存在,并且说明了大气压的数值很大。
3.产生原因:
(1)大气有重力——产生压强的根本原因。
(2)大气会流动——因此向各个方向都有压强。
4.生活实例与解释:
知识点二 大气压的大小
1.测量实验:托里拆利实验
(1)目的:精确测量大气压的值。
(2)步骤与原理:
①在一根玻璃管内灌满水银。
②将玻璃管倒立在水银槽中。
③管内水银面下降到约 760 毫米高度后停止,管顶形成真空。
④此时大气压强支持着管内 760 mm 高的水银柱,大气压强等于这段水银柱产生的压强。
(3)结论与计算:标准大气压 p0=1.01×105pa ,相当于 760 毫米汞柱(mmHg)。
2.测量工具:主要有空盒气压计和水银气压计。
3.大气压与高度的关系:
(1)规律:离地面越高,空气越稀薄,大气压也就越小。
(2)在海拔 3000 m 以内,大约每升高 10 m,大气压减小 100 Pa。
知识点三 大气压对天气的影响
1.大气压的特点:
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)一般来说,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴雨天高。
2. 高压区和低压区与天气的关系
高压区 低压区
定义 相同高度上气压较高的区域 相同高度上气压较低的区域
空气流动方向 从上往下 从下往上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低,空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气,空气干燥 多阴雨天气
知识点四 大气压对液体沸点的影响
1.探索实验:探究气压对液体沸点的影响
实验操作:①用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。烧瓶内的水不再沸腾。
②移开酒精灯,待水温稍降一些,再用注射器缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压降低烧瓶内的水又重新沸腾。
结论:液体的沸点与气压的大小有关,当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
2.应用:
(1)高原做饭:高原上大气压低,水的沸点较低,需使用压力锅。压力锅利用密封使锅内压强增大,从而提高水的沸点。
(2)提取抗生素:为了在不超过 80°C 下提取抗生素,可采用降低容器内气压的方法,使水的沸点低于80°C。
知识点五 大气压对人体的影响
1.一般影响:晴天气压高时心情舒畅,阴雨天气压低时感到疲倦烦躁。
2.高原反应:平原地区的人进入高原,因气压减小、缺氧,会产生头晕、头痛等反应,需时间适应。
3.人体内外压强平衡:通常人感觉不到大气压,是因为人体内外压强大致相等。
4.拔火罐法的原理:当体外局部的压强减到很小是,体内外的压强差会是该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血。
知识点六 生活用品与大气压
1.真空压缩袋:抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
2.吸尘器:电动机驱动叶轮旋转使内部气压降低,与外界形成负压差,从而吸入含灰尘的空气。
3.离心式水泵:
(1)启动前向泵壳内灌满水。
(2)叶轮高速旋转将水甩出,在转轴附近形成低压区。
(3)外界水在大气压作用下,通过进水管被压入泵壳,循环工作将水送到高处。
知识点七 流体压强与流速的关系
1.流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 越小 ;流速越小的位置,压强 越大 。
2.实验
(1)向两张纸条中间吹气:沿纸条中间吹气时,中间空气流速快,压强小;纸条两侧空气流速慢,压强大。两侧较大的压强将纸条向中间压拢。
(2)漏斗吹乒乓球:对着漏斗嘴向下吹气时,乒乓球上方空气流速快,压强小;下方空气流速慢,压强大。下方较大的压强将乒乓球 “托住”。
(3)水管水柱高度:水流经过管子时,B 处管子较细,水流速度大,压强小;A 处管子较粗,水流速度小,压强大。因此 A 处上方水柱受压强更大,高度更高。
3.应用
(1)火车站台上的安全线:列车通过时,靠近列车的空气流速大、压强小,外侧大气压强大,会将人推向列车。
(2)飞机的升力:机翼上表面空气流速大、压强小,下表面流速小、压强大,上下压强差产生向上的升力。
(3)两船平行行驶时碰撞:两船之间水流速大、压强小,外部水流速小、压强大,外部较大的压强将两船向内挤压。
题型一 大气压的存在
【例1】如图是教材中的“瓶中取袋”实验,其中“将塑料袋从瓶内拉出时,越拉越费力”,产生这种现象的原因是塑料袋与玻璃瓶之间的 (  )
A.气体越来越多 B.气体越来越少
C.气压越来越大 D.气压越来越小
【答案】D
【解析】【分析】根据题意可知,塑料袋紧贴瓶内壁一侧接近真空,所以在大气压的作用下,塑料袋拉出时费力,据此分析判断。
【解答】由题图可知,将塑料袋从瓶内拉出时,塑料袋与玻璃瓶间气体的多少基本不变,但气体的体积变大了,则气体压强变小,塑料袋内外压力差变大,所以会越拉越费力,故A、B、C不符合题意,D符合题意。
故选D。
【例2】下列现象不能证明大气压存在的是 (  )
A.瓶吞鸡蛋
B.拔火罐
C.用吸尘器吸灰尘
D.茶壶壶身与壶嘴处水面相平
【答案】D
【解析】【分析】大气对浸在其中的物体会产生压强,这就是大气压强,据此对各个选项涉及的原理分析判断即可。
【解答】 A.瓶内压强小,通过瓶外大气压将鸡蛋压入瓶内,证明了大气压的存在,故A不符合题意;
B.拔火罐也是将玻璃罩内加热后罩内气压变低,在外面大气压的作用下将身体的肉压入玻璃罩内,故B不符合题意;
C.吸尘器的原理类似我们用吸管吸饮料,鼓风机将吸尘器吸杆中的气体吸走,灰尘在大气压的作用下压入吸尘器,故C不符合题意;
D.茶壶是利用连通器原理工作的。当连通器内装入同种液体且液体不流动时,各部分液面总是保持相平,与大气压无关,不能证明大气压存在,故D符合题意。
故选D。
【例3】下列事例中不能证明大气压强存在的是(  )
A.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
B.用注射器吸取药液
C.水往低处流
D.吸盘式挂钩能紧贴在墙壁上
【答案】C
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理,然后与大气压强对照即可。
【解答】 A.用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用注射器吸药液时,注射器中的体积增大,使管内的气压减小,药液在大气压的作用下,上升到注射器中,故B不符合题意;
C.水往低处流,故该选项不符合题意;与重力有关,与大气压无关,故C符合题意;
D.吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,故D不符合题意。
故选C。
题型二 大气压的大小
【例1】同学们在进行估测大气压的实验时,首先读出注射器的最大刻度 V,用刻度尺量出全部刻度的长度L;然后按照如图所示的过程,慢慢地拉注射器(甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好使活塞相对于注射器筒滑动时,弹簧测力计的示数分别是F1和F2。则下列说法中正确的是(  )
A.大气对活塞的压力
B.若在乙图中,未排尽空气,会使得大气压强的测量值偏大
C.大气压强的测量值应为
D.若大气压强的测量值为 则与真实值相比偏小
【答案】C
【解析】【分析】AC.对注射器的活塞进行受力分析,根据平衡力的知识计算大气对活塞的压力,根据V=SL计算注射器活塞的横截面积,最后根据计算大气压强;
B.若在乙图中,未排尽空气,会使得测出的 F2 偏小,从而使测出的大气对活塞产生的压力偏小,结合公式分析判断;
D.将这个大气压强的测量值与C中的结果进行比较即可。
【解答】AC.注射器的最大刻度为 V,注射器全部刻度的长度为 L,则注射器活塞的横截面积为 图甲中弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁之间的摩擦力,图乙中弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁之间的摩擦力和大气对活塞的压力之和,所以大气对活塞产生的压力为 大气压强 故C 正确,A错误;
B.若在乙图中,未排尽空气,会使得测出的 F2 偏小,从而使测出的大气对活塞产生的压力偏小,横截面积测量准确,根据 可知,大气压强的测量值偏小,故B 错误;
D.若大气压强的测量值为 ,则与真实值相比偏大,故D错误。
故选C。
【例2】如图所示,把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上,玻璃管A 由支架固定,且跟水银槽B 的底部不接触。当大气压强是 时,电子秤的示数为Q,若外界大气压强下降,则电子秤的读数将(  )
A.等于Q B.大于Q C.小于Q D.无法确定
【答案】B
【解析】【分析】托盘电子秤读数等于水银槽及槽中的水银所受重力;大气压的变化时,会改变槽中的水银的多少,据此分析判断。
【解答】电子秤测量的是水银槽和槽中的水银(不包括液面以上的水银)的总质量,外界大气压强下降时,进入玻璃管中的水银减少,水银槽中的水银增多,即水银槽和槽中的水银(不包括液面以上的水银)的总质量增加,电子秤读数大于Q。
故选 B。
【例3】如图所示,一端封闭、长为l(约1米)、横截面积为S的轻质玻璃管,管壁厚度可忽略不计。将它注满水银后,倒立于足够深的水银槽中,现将玻璃管竖直向上缓慢匀速提起,设环境气压为一个标准大气压,下述不正确的是 (  )
A.当玻璃管浸没在水银槽中时,所需拉力大小 F=0
B.当玻璃管口与槽内水银面相平时,所需拉力大小F=ρ水银ISg
C.当玻璃管顶端露出槽内水银面后,顶端即充满水银
D.当玻璃管顶端到槽内水银面的高度大于76cm后,管内外水银面高度差保持不变
【答案】B
【解析】【分析】浮力的产生与受力分析:浮力是物体在液体中上下表面受到的压力差。当玻璃管浸没在水银中时,需分析其受力情况;托里拆利实验原理:一个标准大气压能支持约 76cm 高的水银柱,当玻璃管内水银柱高度受大气压限制时,管内外水银面高度差保持不变。
【解答】A、在忽略玻璃管本身重力时,水银柱的重力与所受浮力平衡,此时所需拉力为0;正确,但不符合题意;
B、在此情况下所需拉力应为F=ρ水银L'Sg,而L'的大小应为约760mm,而不是1m;错误,符合题意;
C、玻璃管顶端露出槽内水银面后,顶端不会出现真空,顶端即充满水银;正确,但不符合题意;
D、只要管内的空间大于76cm就会一直保持这个高度不变。正确,但不符合题意;
故答案为:B。
题型三 大气压对天气的影响
【例1】大气压的变化对人体会有一定的影响。以下人体的变化可能是由外界大气压变大引起的是 (  )
A.从衢州地区到青藏高原后,人会头痛、耳鸣
B.在晴朗的天气,人的心情通常会变得比较舒畅
C.中医拔罐治疗时,人体相应部位皮肤出现充血变红
D.乘飞机起飞升入高空时,耳朵会有堵塞或刺痛感
【答案】B
【解析】【分析】海拔高度越高,气压越低。
【解答】A.气压随高度的增加而减小,青藏高原海拔高、空气稀薄,所以气压小,易造成体内缺氧,能量供应不足,人可能会出现头痛、耳鸣等高原反应,A不符合题意;
B.晴天气压高,人的心情通常会变得比较舒畅,B符合题意;
C.拔火罐是一种充血疗法,利用加热的方法排出罐内空气,在大气压的作用下使罐紧吸在治疗部位,造成充血现象,从而产生治疗作用,这是由于罐内气压变小引起的,C不符合题意;
D.飞机升到高空时,外界气压变小,此时乘客容易感到耳朵疼,D不符合题意;
故答案为:B。
【例2】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】【分析】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。
故答案为:C
【例3】诸暨市气象台某日发布天气预报:“明天晴,东南风3~4级,阵风5~6级,最高气温最低气温空气相对湿度61%。”对于这则天气预报,下列说法错误的是(  )
A.最高和最低气温可用百叶箱内的温度计测得
B.“东南风3~4级”可用风向标和风速仪来测得
C.“明天晴”说明“明天云量少”,受低气压控制
D.相对湿度越大,成云降水的可能性就越大
【答案】C
【解析】【分析】天气预报是气象工作者通过对天气资料的分析,发布的将要出现的天气状况,主要包括气温( 最高和最低)、阴天、降水的可能性、降水的强度、风力的大小、空气的能见度等等。我们只有认识各种天气符号,才能看懂天气预才能为我们的生活和生产服务。
【解答】天气预报中,温度是由温度计测量的,故A正确,不符合题意。
天气预报中,风速由风向标和风速仪测得,故B正确,不符合题意。
低气压控制下,天气多阴雨天气,高气压控制时多晴朗干燥天气,故C错误,符合题意。
相对湿度越大,空气中的水汽越多,成云降水的可能性就大,故D正确,不符合题意。
故答案为:C。
题型四 大气压对液体沸点的影响
【例1】如图所示,取一个连接注射器的吸滤瓶,在吸滤瓶内装入少量的水,并滴入几滴液体,盖上活塞。为使活塞更容易被弹出,关于所选液体的沸点及对活塞的操作,正确的是( )
A.沸点低,快速下压 B.沸点高,快速下压
C.沸点低,缓慢下压 D.沸点高,缓慢下压
【答案】A
【解析】【分析】下压速度太慢,过程中散失的热量较多,液体温度变化量小;液体沸点低,温度不易达到沸点,可能不会沸腾。
【解答】快速下压,机械能转化为气体的内能,气体内能增大,温度升高,若瓶内物体沸点较低,则温度更低达到液体的沸点,液体沸腾后装置内压强增大,气体对瓶塞做功,将内能转化为机械能,塞子飞出。
故答案为:A。
【例2】如图所示,1个标准大气压的环境下,用酒精灯对装有水的烧杯加热,水中倒扣着一玻璃瓶(图中省略用来固定的装置),瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到100℃时(  )
A.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水一定会沸腾
B.烧杯中的水一定会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中和瓶内的水一定不会沸腾
D.烧杯中和瓶内的水一定会沸腾
【答案】B
【解析】【分析】根据水的沸点与压强有关,且沸腾时需要继续吸热,但温度不变进行分析。
【解答】烧杯的内水温度达到100摄氏度且能继续吸热,所以水会沸腾,瓶内液面低于烧杯中液体的液面,说明瓶内气体的压强大于标准大气压,水的沸点随压强的增大而升高,可知瓶内水的沸点将高于100摄氏度。水在沸腾时温度不变,可知瓶内的水的温度达不到沸点,所以不会沸腾。
故答案为:B。
【例3】如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】水沸腾必须同时满足两个条件:一是温度达到沸点,二是继续吸热;
沸点随气压升高而增大,有温度差才能热传递。
【解答】A.上面都是开口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故A不符合题意;
B.上面都是封口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故B不符合题意;
C.烧杯开口,试管封口,则小试管沸点高,小试管中水不能沸腾,故C不符合题意;
D.烧杯封闭,试管开口,则小试管沸点低,小试管中水能沸腾,故D符合题意;
故选D。
题型五 大气压对人体的影响
【例1】下列四个有关气压的现象,分析正确的是(  )
A.图甲, “拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,导气管利用管口流速大压强小的原理将住户下水道的浊气排出
【答案】D
【解析】【分析】A.拔火罐说明大气压的存在;
B.注射时通过手的推力产生较大的压强;
C.马德堡半球实验,选用不同直径的半球时,根据F=pS,拉开半球所用的力不同;
D.流体的压强与流速的关系是:流体的流速越大,其压强越小;流体的流速越小,其压强越大。
【解答】A.“拔罐”时内部压强减小吸附在皮肤表面,皮肤向上凸起,能说明大气有压强,人体内部有压强,故A错误;
B.医生用注射器给病人注射抗生素利用了注射时通过手的推力产生较大的压强,故B错误;
C.进行马德堡半球实验,选用不同直径的半球时,根据F=pS可知:所用的力不同,故C错误;
D.空气是流体,据流体的压强与流速的关系可知,导气管上端的空气流速大,其压强小,导气管下方的空气流速小,即压强大,即利用上述原理将污气压出导气管;且能看出,在有风的天气里,导气管排气的效果会更好,故D正确。
故答案为:D。
题型六 生活用品与大气压
【例1】利用大气压的例子在我们的生活中随处可见,下列实例中不是利用大气压作用的是(  )
A.人的正常呼吸活动
B.人利用吸管喝饮料
C.利用打气筒给自行车打气
D.护士打针时,利用注射器吸取药液
【答案】C
【解析】【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】A.人体吸气和呼气的完成是由于呼吸运动造成了肺内气压和外界大气压之间存在压力差:当肺内气压高于外界大气压时,肺内气体排出;当肺内气压低于外界大气压时,外界气体进入肺;
B.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,汽水被压进吸管里;
C.用气筒给自行车内胎打气,气体在气筒活塞的作用下被压入自行车车胎内部,与大气压无关;
D.吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内。
故正确答案为:C
【例2】某兴趣小组想用玻璃瓶、中空直玻璃管、软木塞来制作受水型水钟,横截面积一定的受水容器上刻有均匀的刻度,与时间线性对应,下列做法能成功的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】根据水能否继续下滴的原因进行分析解答。【解答】A.图中只有一支管,当瓶内水和气体气压之和等于外部大气压时,水不能继续下滴,故A不符合题意;
BC.两图中两支管各有一支瓶内较长,当较长一支上端露出水面时,瓶内气体与外部气体直接相连,在液体压强作用下,水会从另一支管流出,但随着深度的减小,水流的速度会减小,水流量会减小,不能与受水量内刻度成线性对应,故BC不符合题意;
D.图中两支管瓶内高度相同,且均在水面以下,右边一支瓶外长度更长,右边管内液柱较长,液体压强大,水会从右边管流出,瓶内水和气体气压之和会减小,当小于外部大气压时,外部大气压会将空气从左边管中压入,随着瓶内气压及液体压强之和减小而不断补充,直到与外部气压相同,则两支管瓶内上端的压强始终等于外部气压,即压强不变,水流速度不变,水流量不变,能与受水量内刻度成线性对应,故D符合题意。
故答案为:D。
【例3】下列现象中不是利用大气压工作的是(  )
A. 真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.吸尘器清除尘垢
D.吸盘式挂钩悬挂物体
【答案】B
【解析】【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】A、真空压缩袋的工作原理是把棉被衣物内部的空气抽走从而使体积得到缩小,利用大气压把本来膨胀的棉被等物品压扁,隔离外界空气,故A不合题意;
B、用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,水的沸点升高的原理,并不是利用大气压来工作,故B符合题意;
C、吸尘器工作时,高速旋转的叶轮把空气排出风机,同时使外部空气和灰尘不断地补充进风机,吸尘器就能“吸尘”了,其原理利用了流体流速大的地方压强小,即是利用大气压来工作的,故C不符合题意;
D、把吸盘紧压在光滑的瓷砖上,把吸盘内的空气排出,外界大气压大于内部大气压,故吸盘在外界大气压的作用下被紧压在了瓷砖上,故D不符合题意。
故答案为:B。
题型七 流体压强与流速的关系
【例1】下列情景中有一个情景与其他三个的原理有所不同,这个情景是(  )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被吸向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会“吸”在瓷砖上
【答案】D
【解析】【分析】(1)流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。A、B、C 三个情景都利用了这一原理,当空气流速加快时,对应位置的压强减小,在压强差的作用下产生了相应的现象。
(2)大气压强的应用:吸盘 “吸” 在瓷砖上的原理是,将吸盘内的空气挤出后,吸盘内部气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘被紧紧压在瓷砖表面,这与流体压强和流速的关系原理不同。
【解答】刮大风时,屋顶上方空气流速大、压强小,屋内空气流速小、压强大,于是产生向上的压强差,从而产生向上的压力差,所以会有房屋顶部被大风掀起的情况;打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗外的空气流速大、压强小,窗内的空气流速小、压强大,于是产生向外的压强差,从而产生向外的压力差,因此窗帘会飘出窗外;当列车经过时,列车附近空气流速大、压强小,而远离列车的地方空气流速小、压强大,产生的压力差容易将候车的乘客推向列车,所以等候列车的乘客应站在安全线以外,否则容易被吸向列车;将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会“吸”在瓷砖上,这是大气压强的作用,与其他三个选项原理不同。
故答案为:D。
【例2】乒乓球前进过程中旋转方向不同会使球沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(在图中球沿逆时针方向旋转)、下旋球(在图中球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种 (  )
A.上旋球、下旋球、不转球 B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球 D.下旋球、不转球、上旋球
【答案】C
【解析】【分析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:对于下旋球,乒乓球向右运动,同时乒乓球顺时针旋转,带动其周围空气顺时针转动,导致乒乓球上方的空气流速小于乒乓球下方的空气流速,乒乓球上方的压强大于乒乓球下方的压强,乒乓球受到向下的压力差,故上升的高度比不旋转的乒乓球低;上旋球则相反。综上分析可知,1是上旋球,2 是不转球,3是下旋球故选ABD错误,C正确;
故答案为:C。
【例3】在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
【答案】B
【解析】【分析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:当用小吸管向乒乓球斜上方吹气时,乒乓球右上方气体流速大,压强小,乒乓球会受到向右上方的压力差,所以乒乓球会向右上方运动,则乒乓球最后会运动到右侧的碗中,故ACD错误,B正确。
故答案为:B.
一、选择题
1.在医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是 (  )
A.靠自身重力流入采血管 B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管 D.在血压的作用下被压入采血管
【答案】D
【解析】【分析】所谓真空采血管,即采血管内气压很小,接近0,结合血压的知识分析解答。
【解答】真空采血管在组装后应保持一定的负压,即管内气体的压强应低于大气压,针头插入被检查者的静脉,在血压的作用下,血液流入真空采血管。
故选D。
2.如图是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中错误的是 (  )
A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的竖直高度差不变化
B.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会变短
D.自制气压计管内液柱高度降低,说明瓶外大气压减小了
【答案】D
【解析】【分析】A.根据托里拆利实验可知,玻璃管粗细、是否倾斜、是否弯曲以及水银槽内水银的多少不会影响大气压的测量值;
B.玻璃管内水柱高度高于瓶内的水面,根据p内=p大气+p液柱分析;
C.海拔越高,大气压越小,结合p内=p大气+p液柱分析;
D.外界气压增大,自制气压计的玻璃管内水柱高度降低。
【解答】A.在使用水银气压计时,如果玻璃管稍倾斜,会使水银柱的长度增加,但高度不变,故A正确不符合题意;
B.由图可知,自制气压计瓶内气压等于瓶外大气压加上管内液柱产生的压强,故B正确不符合题意;
C.大气压随高度的增加而减小,把水银气压计从1 楼拿到10楼,由于外界大气压变小,所以玻璃管内水银柱会变短,故C正确不符合题意;
D.瓶外大气压增大时,自制气压计管内液柱的高度会降低,故D错误符合题意。
故选D。
3.生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其他三项不同的是 (  )
A.胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B.正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C.地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
【答案】D
【解析】【分析】(1)大气压强与海拔高度的关系:海拔越高,大气压强越小。当物体内部气压大于外部气压时,就会膨胀。A、B、C 三项中,物体 “胀” 起来的原理都是:在高海拔地区,外界大气压降低,物体内部气压相对较高,从而使物体膨胀。
(2)发酵原理(化学变化):制作馒头的白面在发酵过程中,酵母菌分解面粉中的糖类,产生二氧化碳气体,使面团膨胀。这是一个发生了化学变化的过程,与前三项的物理原理不同。
【解答】因高度升高大气压变小,胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来;因高度升高大气压变小,正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来;因高度升高大气压变小,地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来;制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来,是因为发酵的过程中产生了二氧化碳使面团疏松多孔。
故答案为:D。
4.如图所示的实验中吸盘都保持静止,所挂钩码的总重力均是吸盘所能提起的最大物重。对此,下列说法中正确的是 (  )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的总重力
B.乙图中大气对下面吸盘的压力大于钩码的总重力
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D
【解析】【分析】(1)根据进行分析判断,要想测出大气压,则需要知道压力和接触面积的大小;
(2)根据甲、乙两种情况下物体都处于平衡状态进行受力分析,再根据二力平衡条件判断力的大小,二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,四个条件必须同时满足;据此答题。
【解答】A、甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和墙对吸盘的支持力,二力也是一对平衡力;因此大气对吸盘的压力大小与钩码的总重力大小没有关系,故A 错误;
B、乙图中下面的吸盘受到大气对其向上的压力和钩码对其向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,大小相等,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的总重力,故B 错误;
C、由A 选项的分析可知,利用甲图的实验不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值,故C 错误;
D、由B选项的分析可知,利用乙图的实验能求出大气对吸盘的压力,再测出吸盘的受力面积,根据压强公式可以粗测大气压的值,故D正确。
故答案为: D。
5.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
【答案】B
【解析】【分析】大气压的利用可以通过沸点的变化,温度的变化,气压差值的变化等进行利用。
【解答】A.真空压缩袋收纳衣物的工作原理是把袋内空气抽走,使内部气压减小,在大气压的作用下将衣物压扁,故A 不符合题意;
B.液体沸点随气压的增大而升高,用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,液体的沸点升高的原理,并不是利用大气压来工作的,故B 符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃时,先将吸盘内的空气排出,使吸盘内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘就会紧紧吸住玻璃,从而可以搬运玻璃,这利用了大气压,故C 不符合题意;
D.把吸盘式挂钩吸盘内的空气排出,外界大气压大于吸盘内部气压,吸盘在大气压的作用下被压紧,故D 不符合题意;
故答案为:B。
6.用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
【答案】D
【解析】【分析】根据沸腾的条件及大气压与沸点的关系进行解答
【解答】沸腾的条件有两个:一是达到沸点,二是继续吸热,从本题来看,火已经熄灭,意味着粥不能再继续吸热了,应该会停止沸腾,但事实是打开锅盖却发现粥仍在沸腾,则其原因一定是由于浇了冷水使锅内气压下降,粥的沸点也下降,所以重新沸腾。高压锅锅内气压大,沸点也高,用高压锅煮粥,粥的温度会在100℃以上,当给锅加热时,粥会沸腾,当停止加热时,粥会停止沸腾,但当给它立即用冷水冷却时,锅内的气压会立即减小,粥的沸点也会随之减小,由于粥的温度在停火一瞬间仍然是高于100℃,所以粥重新沸腾。
故正确答案为:D
7.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,在另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且成雾状,这是因为吹气时(  )
A.a管上端附近气体的压强变大 B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
【答案】B
【解析】【分析】根据流体流速越大,压强越小进行分析。
【解答】吹气时,a上方的空气流速加快,压强减小,小于烧杯内液面上方的大气压,在该大气压的作用下,烧杯内的水被向上压,从而从a管喷出。
故答案为:A。
8.央视“大风车”栏目常介绍科普知识,其中介绍了“天气预报瓶”的创意新品(如图所示),a为玻璃管,与大气相通,b为密闭的玻璃球,a与b下部连通,内装有红墨水。小科仿制了一个,发现比较灵验,当a管液面明显上升时,往往为阴雨天气。下列说法不正确的是(  )
A.a管液面上升时,显示大气压增大
B.a管和b管液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报
D.b球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
【答案】A
【解析】【分析】根据装置的结构和特点,结合大气压的大小受天气的变化影响的关系来判断,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低。
【解答】 A.A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小,故A错误符合题意;
B.A管和B球液面相平时,两平面受到气体的压强相等,说明瓶内气压等于外界大气压,故B正确不合题意;
C.天气不同,气压不同,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低,A管液面会明显上升。因此“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报,故C正确不合题意;
D.B球容积较大,红墨水越多,空气体积越小,由热胀冷缩引起的气体体积变化不明显,故可减小瓶内温度变化造成的干扰,故D正确不合题意。
故选A。
9.登上数千米高山的登山运动员,观察所带的温度计和气压计,从山下到山顶气压和温度的变化正确的是(  )
A.气压上升,气温上升 B.气压下降,气温上升
C.气压上升,气温下降 D.气压下降,气温下降
【答案】D
【解析】【分析】根据大气压强和气温随高度的变化规律分析判断。
【解答】从山下到山顶的过程中,高度不断增大,则大气压强不断下降,温度不断下降,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
10.如图,小金一只手握住透明塑料管,用吹风机在管口上方吹风,发现管底的乒乓球沿着塑料管飞出,产生这一现象的原因是(  )
A.上管口空气流速小,其压强大于下管口的压强
B.下管口空气流速小,其压强小于上管口的压强
C.上管口空气流速大,其压强小于下管口的压强
D.下管口空气流速大,其压强大于上管口的压强
【答案】C
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析解答:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】用吹风机在管口上方吹风时,上管口空气流速增大,导致其压强小于下管口的压强,管底的乒乓球沿着塑料管飞出。
故答案为:C。
11.如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是 (  )
A.覆杯实验
B.马德堡半球实验
C.磁铁“吸”起铁钉
D.纸张中间吹气,纸张靠拢
【答案】C
【解析】【分析】分析各个图片中描述的实验过程,确定其中包含的物理原理即可。
【解答】 A.覆杯实验时,下方的纸片不下落,是因为大气对纸片产生向上的压强,故A不合题意;
B.马德堡半球实验中,两个铜半球很难被拉开,因为大气对铜半球产生气压,故B不合题意;
C.磁铁“吸”起铁钉,是因为磁体的吸引力,与大气压强无关,故C符合题意;
D.纸张中间吹气,纸张靠拢,说明中间空气流速大而气压小,故D不合题意。
故选C。
12.下列四个有关气压的现象,分析正确的是(  )
A.图甲,“拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,导气管利用管口流速大压强小的原理将住户下水道的浊气排出
【答案】D
【解析】【分析】(1)拔火罐说明大气压的存在;
(2)注射时通过手的推力产生较大的压强;
(3)马德堡半球实验,选用不同直径的半球时,根据F=pS,拉开半球所用的力不同;
(4)流体的压强与流速的关系是:流体的流速越大,其压强越小;流体的流速越小,其压强越大。
【解答】A、罐子会吸附在皮肤上,是因为罐内气压小于外界的大气压,不能说明人体内部有压强,故A错误。
B、医生用注射器给病人注射药物,是利用了手对活塞的压强,故B错误;
C、进行马德堡半球实验时,选用不同的直径的半球时,拉开半球所用的力不同,因为F=pS,压强一定时,受力面积不同,大气压对半球的压力不同,拉开半球所用的力也就不同,故C错误;
D、空气是流体,据流体的压强与流速的关系可知,导气管上端的空气流速大,其压强小,导气管下方的空气流速小,即压强大,即利用上述原理将污气压出导气管,故D正确。
故答案为:D。
13.小科利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是(  )
A.覆杯实验中水不流出
B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片
D.将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【解析】【分析】对各个选项中的图片进行分析,推测其中包含的物理原理即可。
【解答】 A.纸片能托住水不流出,是因为大气压给纸片一个向上的作用力,因此该实验能证明大气压的存在,故A符合题意;
B.水从侧孔喷出,水的深度越深,水喷得越远,说明同种液体内部压强随着液体深度的增加而增大,与大气压无关,故B不合题意;
C.用手弹开纸片,钢球掉入瓶中,钢球没有随纸片一起运动,说明钢球具有惯性,同时钢球掉入瓶中,是因为钢球受到重力作用,与大气压无关,故C不合题意;
D.将瓶按入水中感到费力,是因为瓶子排开水的体积增大,受到的浮力增大,瓶子给手向上的作用力增大,与大气压无关,故D不合题意。
故选A。
14.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是(  )
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
【答案】C
【解析】【分析】不管瓶口向哪个方向,鹌鹑蛋都会向瓶底运动,说明各个方向都存在大气压,但不能说明各个方向的大气压大小相等。【解答】先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动,根据操作和实验现象可知鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压,鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶内,而且大气向各个方向都有压强,但是不能得出大气向各个方向压强都相等,故C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
15.下列与压强知识相关的实验中,分析正确的是(  )
A.图甲:用喝水杯做“纸片托水”实验,可以测出大气压的值
B.图乙:为自制气压计,玻璃管内水柱升高说明外界大气压强增大
C.图丙:实验,向外拉活塞,试管内气压减小,原来停止沸腾的水一定会再次沸腾
D.图丁:圆形水管左粗右细,水管中的气泡随水流水平向右快速运动过程中体积会变大
【答案】D
【解析】【分析】流体流速越大,压强越小,水经过不同粗细的管道时,因在相同时间内经过的水量相同,可知管越小,流速越大,压强越小,气泡越大。【解答】A、喝水杯做“纸片托水”实验,只能证明大气压的存在,不能测出大气压的值,故A错误;
B、瓶内气体压强等于外界大气压与水柱的压强之和,外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压,会向外压水柱,所以水柱将会升高,故B错误;
C、气压减小,水的沸点降低,向外拉活塞,试管内气压减小,如果沸点没有降低到试管内水的温度,试管内停止沸腾的水不会再次沸腾,故C错误;
D、由于圆形水管左粗右细,当水向右流动过程中,水经过细管时,流速大,压强小,所以气泡在细管处体积变大,故D正确。
故答案为:D。
16.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】凸起部分流速流速大,压强小,上下两侧压强不相等,存在压强差。【解答】A、 如图物体上表面平直,下表面向下弯曲,相同时间内,空气经过下方的路程比上方路程长,下方空气流速快、压强小,即p1> p2,故A符合题意;
B、 如图物体上下表面凸起程度相同,相同时间内,空气经过两面的路程相同,空气流速相同,压强相同,即p1= p2,故B不符合题意;
C、 对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大、压强变小,小于纸外侧的大气压,但外侧压强相同,即p1= p2,故C不符合题意;
D、 如图用漏斗从乒乓球上方吹气,乒乓球上方气流速度大于下方的气流速度,则上方压强小于下方压强,即p1< p2,故D不符合题意。
故答案为:A。
17.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的两点,当阀门关闭时,它们的压强分别是 Pa、Pb。打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水流向右运动,在经过a点和 b 点时的体积分别为 Va、Vb。则(  )
A. B.
C.Pa> Pb Va> Vb D.
【答案】A
【解析】【分析】液体压强,h指的是物体距水面的距离。
【解答】由可知,深度相同的ab两点受到的液体压强相同。流体流速大、压强小,b点水管较窄,水的流速快,气泡受到的压强小,所以体积更大。
故答案为:A。
18.下列现象中不是利用大气压工作的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【分析】真空压缩袋以及吸尘器内部压强小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,衣物被压实、灰尘被压进吸尘器内。
【解答】高压锅煮饭利用的是水的沸点随压强的变化而变化,压强大,水的沸点高,食物更易煮熟,没有利用大气压。
故答案为:B。
19.由于流体的粘滞性,使得流体中运动的物体要受到流体阻力。一个密度为、半径为R的小球在密度为 、粘滞系数为'的液体中(足够深)由静止自由下落时的v-t图像如图所示,球体的体积公式 在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力 则速度 Vr的数学表达式为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】对小球进行受力分析,它在流体中下落受到重力、浮力和阻力的作用。由图形分析可知,当小球速度达到vr时便匀速下落,处于平衡状态,G=F浮+f.将数据代入公式化简即可。
【解答】小球在流体中下落时受重力、浮力和阻力的作用。
小球受到的重力:,
小球所受浮力:,
小球所受流体阻力:f=4πgηRv,
由图象可知,当小球速度达到vr时便匀速下落,处于平衡状态,此时小球所受合力为零,则G=F浮+f。
即:,
化简可得:。
故答案为:A。
20.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
【答案】C
【解析】【分析】根据图片,结合描述的过程,对有关大气压强的现象分析判断即可。
【解答】根据图片可知,瓶内气体的温度降低气压减小,在外界大气压强的作用下,鸡蛋被压入瓶内,故A、D正确不合题意;
无论瓶口朝向哪个方向,鹌鹑蛋都能进入瓶内,说明大气向各个方向都有压强,故B正确不合题意;
根据题目的现象无法判断大气压强是否相等,故C错误符合题意。
故选C。
21.2023年5月28日, 中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是 (  )
A.对着漏斗嘴向下吹气
B.用吸管吸牛奶,
牛奶盒发生形变
C.加热空气后,热气球不断上升
D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
【解析】【分析】 流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;分析各选项应用的物理理论,作出判断。
【解答】 飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;
A.当沿漏斗管口用力吹气时,乒乓球上面的空气流速加快,压强变小,而球下方的压强仍是大气压,大于球上方的压强,故乒乓球不会掉下去,故A符合题意;
B.吸牛奶的过程中不仅吸了牛奶同时吸出了空气,故牛奶盒外部的空气对牛奶盒有一个向里的力,使牛奶盒变形,证明大气压的存在,故B不合题意;
C.热气球升空利用的是空气浮力和物体的浮沉条件,故C不合题意;
D.纸片托水的“覆杯实验”,纸片托水正是因为大气压托起了纸片,能证明大气压的存在,故D不合题意。
故选A。
二、填空题
22.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(A处到B、C管的距离相等),设 B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精柱产生的压强为p酒,则p水   (填“>”“=”或“<”)p酒;B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,   。
【答案】=;压强减小
【解析】【分析】由图知,管内气体压强加上液体产生的压强和大气压相等,据此可知两边液体柱产生的压强关系;流体在压强越大的地方压强越小,在压强越小的地方压强越大。
【解答】设B 管内水柱产生的压强为 p水,C 管内酒精柱产生的压强为P酒,B、C管内液面上方气体压强为 p,液面上方气体压强加上液体产生的压强等于外界大气压,则大气压
所以p水=P酒。
当在A 处沿水平方向快速吹气时,A处空气流速加快、压强减小,B、C管内液面上方气体压强减小,则两管内液体会在外界大气压的作用下上升。
23.下图为甲、乙两地大气运动示意图,则甲地为   (填“高”或“低”)气压,乙地多   (填“晴朗”或“阴雨”)天气。
【答案】高;阴雨
【解析】【分析】(1)气压与气流运动的关系:在近地面,气流的垂直运动与气压高低直接相关。气流下沉时,空气分子在近地面聚集,导致气压升高,形成高气压;气流上升时,近地面空气分子减少,导致气压降低,形成低气压。
(2)天气与气流运动的关系:气流上升时,空气在上升过程中冷却,水汽容易凝结,从而形成阴雨天气;气流下沉时,空气温度升高,水汽不易凝结,多为晴朗天气。
【解答】由图可知,甲地盛行下沉气流,故甲地的温度较低,近地面气压较高,乙地盛行上升,故乙地气温较高,近地面气压较低。甲要因素有充足处于高气压控制区,天气晴朗,乙处于低气压控制区,多阴雨天气。
24.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小,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10cm2;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水润湿后,压在平面镜上,排进吸盘内空气;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95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合所学知识进行分析。
(1)上述实验步骤中,多余的一步是   (填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是   。
(3)若乙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器。该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10mL,则该地的大气压为   。
【答案】(1)②
(2)排尽吸盘内空气,防止漏气
(3)1×105Pa
【解析】【分析】 (1)根据实验的目的和分析解答;
(2)为了使测得的结果准确,要采取必要的措施防止吸盘漏气;
(3)根据测力计示数和摩擦力求出大气压力,已知该注射器刻度部分的长度,根据V=Sh算出活塞的横截面积,根据公式求出大气压积。
【解答】 (1)根据压强公式可知,测量大气压强的大小,需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积,没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力,因此步骤②是多余的;
(2)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;
(3)当活塞开始滑动时,大气产生的压力为:F=14N-4N=10N;
注射器刻度部分的长度为:L=10cm,注射器容积为:V=10mL=10cm3,
则注射器的横截面积为:;
大气产生的压强为:。
25.小张为了研究“吸管中的饮料是被吸上来的还是被压上来的”,设计了如图所示的实验。当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压   (填“大于”“小于”或“等于”)吸管内的气压,观察到的现象是吸管中的水位   (填“下降”或“上升”)。此实验中并没有“吸”这一条件,饮料在吸管中上升的原因是注射器往瓶内“压”。他仔细分析后发现,要使吸管中的液体上升,瓶内的气压必须   (填“大于”“小于”或“等于”)吸管内的气压。
【答案】大于;上升;大于
【解析】【分析】根据有关大气压强的知识分析解答即可。
【解答】根据题意可知, 广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当用力推注射器活塞时,注射器与瓶内空气的体积减小,广口瓶内的气压就增大,由于瓶内的气压大于瓶外的大气压,在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中,导致玻璃管内的液体上升。所以我们吸饮料时,吸出管中的气体,使里面气压减小,外界大气压将饮料压入嘴里。
26.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,受到的水的压强分别是、,当阀门关闭时,   ,打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水向右快速运动,则气泡经过a点时的体积   b点时的体积(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于;小于
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh比较a、b两点受到的水的压强大小。
(2)流体在流速大的地方、压强小,在流速小的地方、压强大,据此分析比较气泡经过a、b两点时的体积大小。
【解答】(1)a、b两点到液面的距离相等,根据p=ρgh可知,a、b两点受到水的压强相等,即pa=pb。
(2)由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,a点的流速小,压强大,b点的流速大,压强小,所以气泡经过b点时的体积大于a点时体积。
故答案为:等于;小于。
27.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,受到的水的压强分别是、,当阀门关闭时,   ,打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水向右快速运动,则气泡经过a点时的体积   b点时的体积(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于;小于
【解析】【分析】比较液体压强大小用p=ρgh,液体密度越大,深度越深,压强越大。
流体流速大,压强小,狭窄的位置流速快,压强小,气泡因受到的压强小,体积大。【解答】因为a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,所以到自由液面深度一样,根据p=ρgh,两处压强一样。
由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,b点的流速大,压强小,故气泡体积大,所以气泡经过a点时的体积小于b点时体积。
28.小文找来三支蜡烛,如图所示,将中间的蜡烛点燃,用一根吸管对着B、C蜡烛火焰的中间水平吹气,则将会被点燃的蜡烛是   (选填“A”或“C”)。小华用一个机翼模型也可探究此类问题,他把机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,用电风扇对着机翼模型吹风时,B弹簧测力计示数   。
【答案】C;变大
【解析】【分析】 在流体中,流速越大的地方,压强越小。据此分析回答。
【解答】 解:(1)如图所示,用一根吸管对着B、C蜡烛火焰的中间水平吹气,BC中间空气流动速度变大,压强变小,B蜡烛的火焰会向右偏,将蜡烛C点燃;
(2)如图所示,在接通电风扇之前,A、B两个弹簧测力计均有示数,说明弹簧都发生了形变。当接通电风扇后,空气分别从机翼模型的上、下表面流过,由于上表面呈弧度,气流通过上表面的速度要大于下表面的速度。因为流速越大的地方,压强越小,所以机翼模型上表面受到的空气压力将小于下表面的压力,结果弹簧测力计A示数会变小,弹簧测力计B示数会变大。
故答案为:C;变大。
三、实验与探究题
29.如图①②③④所示是小李同学为了测量大气压强而做的托里拆利实验。 玻璃管长1m)
(1)玻璃管中装满水银的目的是   。
(2)把图③中水银槽中的玻璃管上提一点点(管口未离开水银槽内的水银面),管内外水银面的高度差   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)若到高山顶上去做此实验,则图③中管内外水银面的高度差   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如果其他条件不变,用水来代替水银做实验,则最后水   (填“会”或“不会”)充满玻璃管。
(5)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值g'约为3.8 N/ kg,大气压约为760 Pa。假设能在该星球表面用密度为 的液体做托里拆利实验,如图⑤所示,则经此实验测出的管内外液面的高度差h约为   m。
【答案】(1)把玻璃管内的空气全部排出
(2)不变
(3)变小
(4)会
(5)0.2
【解析】【分析】(1)托里拆利实验的操作原理:托里拆利实验是测量大气压的经典实验,玻璃管中装满水银的目的是排尽管内空气,使管内水银柱上方形成真空,这样水银柱的压强才能与外界大气压平衡,从而准确测量大气压值。
(2)大气压与高度差的关系:在托里拆利实验中,管内外水银面的高度差由外界大气压决定,与玻璃管的粗细、倾斜程度、上提或下压(管口不离开水银面)等因素无关;大气压随海拔高度升高而减小,因此在高山顶做实验时,高度差会变小。
(3)液体压强与密度的关系:根据液体压强公式 p=ρgh,在大气压 p 不变时,液体密度 ρ 越小,支撑的液柱高度 h 越高;已知水银密度远大于水,因此用水代替水银时,所需液柱高度会远超过 1 米的玻璃管长度,水会充满整根玻璃管。
(4)液体压强公式的应用:在陌生星球的托里拆利实验中,依然遵循 p=ρg'h 的规律。
【解答】(1)玻璃管中装满水银的目的是把玻璃管内的空气全部排出。
(2)图③中玻璃管上提(管口未离开水银槽内的水银面)不影响大气压,故管内外水银面的高度差不变。
(3)大气压随高度的增加而减小;故移到高山顶上去做此实验,则图③中管内外水银面的高度差将变小。
(4)由P0 =ρ水银 gh水银 =ρ水 gh水可得,
一标准大气压支撑水柱的高度
超出玻璃管的长度,故水会充满玻璃管。
(5)根据p=ρ液g'h得,
管内外液面的高度差h约为
30.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
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:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
【答案】(1)1.04×105
(2) 偏小
(3)摩擦力
【解析】【分析】(1)根据计算活塞的横截面积,再根据计算大气压强;
(2)注射器中的空气会对活塞产生向外的压力,从而使弹簧测力计的示数变小,据此分析;
(3)对活塞进行受力分析,根据平衡力的知识解答。
【解答】(1)活塞的横截面积;
那么大气压强为:;
(2) 步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值偏小;
(3) 取下橡皮帽, 当注射器活塞刚好被拉动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,即摩擦力为0.3N。
31.某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
【答案】(1)防止吸盘漏气
(2)小
(3)偏小
(4)沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响
【解析】【分析】(1)沾水可以将吸盘内的空气排出,防止漏气,减小误差。
(2)根据可知,压强一定时,横截面积越小,压力越小。
(3)由可知,横截面积变小,会导致测得的大气压偏小。
(4)乙中水平方向拉动测力计,可以避免吸盘自重对实验造成的干扰。
【解答】(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
32.乒乓球是我国的“国球”,由于直径38mm的球速度快、旋转强,比赛时,回合数太少,观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性,现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为,乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性,于是展开了相关实验。
[实验准备]
选择同一厂家生产的材料、质量相同,直径不同的乒乓球各一,在同一台面上,探究其弹性强弱。
[实验数据]
由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm
30 24 23
60 44 42
[实验分析及结论]
当由静止释放的高度相同时,可根据   比较两种乒乓球的弹性。
由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。
[反思与完善]
为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是   (答出一点即可)
[拓展]
小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示,他发了一个“旋转球”,箭头表示乒乓球的旋转方向,请预测乒乓球将会向   (选填“a”“b”或“c”)方向运动。
【答案】乒乓球弹起的高度;如:①各多用几个同款乒乓球,重复实验;②多次改变由静止释放的高度,重复实验;c
【解析】【分析】小球由静止释放后弹起的高度越高是,说明弹性越好。
为了避免偶然性,得出普遍性规律,可改变由静止释放的高度,进行重复实验。
根据流体流速大、压强小进行分析。【解答】实验分析及结论:当由静止释放的高度相同时,可根据乒乓球弹起高度比较两种乒乓球的弹性,这是转换法。
反思与完善:为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是①各多用几个同款乒乓球,重复实验;②多次改变由静止释放的高度,重复实验。
拓展:由于球逆时针旋转,球上方的空气流动速度小,压强大,球下方的空气流动速度大,压强小,因此,球受到向下的压力,在空中会沿弧线迅速下落,乒乓球将会向c方向运动。
33.某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)活塞
(2)P0=FL/V
(3)B
(4)变小
【解析】【分析】(1)活塞有一侧没有大气,可知测量的是大气对活塞的压力。
(2)结合题中数据和进行计算。
(3)由压力偏大,则测得的大气压偏大。
(4)根据高度越高,大气压越小进行分析。
【解答】(1)活塞一侧有空气,一侧没有空气,说明一侧受到大气压力,一侧没有受到大气压力,可是实验探究的是大气对活塞的压力。
(2)横截面积为,大气压为。
(3)A、橡皮帽气密性不好,气体进入活塞,抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故A错误;
B、活塞与注射器筒壁之间有摩擦,测得的大气压产生的压力其实是大气压的压力加摩擦力,会导致的
大气压偏大,故B正确;
C、内部空气没有排尽,会抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故C错误。
故答案为:B。
(4)海拔较高的山上大气稀薄,大气压偏小,由可知,压力会变小,可知测力计示数变小。
34.临城某地下车库安装了如图甲所示的管道式新风系统,该系统内包含有排风机和管道配件,通过排风扇将不同停车区的空气经管道排出室外。为了研究管道进气口的气体流速与管道长度(进气口与排风扇之间的距离)的关系,项目化小组设计了如图乙实验装置,并进行了如下实验:
①取一根长为3米的排风管道ab,在距离管口b端1米、2米和3米处标注刻度。
②将盛有红色水柱的U形管与排风管管口b端连接。
③将排风扇置于排风管1米刻度处,调节排风扇以一定功率工作,当U形管两侧液面稳定时,记录液面高度差,并重复3次取平均值。
实验组别 排风扇离b端距离/米 U形管两侧液面平均高度差/厘米
1 1 4.0
2 2 2.2
3 3 1.4
④改变排风扇在排风管内位置,使其分别处于2米、3米刻度处,重复步骤③,并整理数据如表。
(1)该实验是通过观察   来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)步骤③中重复3次实验的目的是   。
(3)若该地下车库泊车B区和泊车C区管道进气口的气体流速大小分别为vB和vC,结合本实验的数据,请比较vB和vC的大小关系:   。
(4)若要进一步探究排风扇风力大小对管道进气口的气体流速的影响,需要增加实验步骤⑤,请简要写出该实验步骤:   。
【答案】(1)U形管两侧液面平均高度差
(2)通过取平均值减小测量误差
(3)
(4)排风扇放置在同一位置,改变排风扇风力大小,观察并记录U形管两侧液面平均高度差大小
【解析】【分析】(1)实验采用了转换法,通过观察U形管两侧液面平均高度差来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)重复实验的目的一般为:却平均值减小误差或避免偶然性,得出普遍性规律。
(3)根据表中数据进行分析,流体流速越大,压强越小,压强差越大,U形管两侧液面平均高度差越大。
(4)根据控制变量法可知,要探究的是风力大小与气体流速的关系,则除风力大小以外的条件均相同。
【解答】(1)实验通过观察U形管两侧液面平均高度差来比较管道进气口的气体流速大小,原理是流体流速大,压强小,U形管两侧液面平均高度差大。
(2)由三组数据取平均值可以减小误差。
(3)由表中数据可知,离排风扇越远,U形管两侧液面平均高度差小,说明压强差越小,空气流速慢。由图可知,B区离排风扇更远,所以流速慢,即。
(4)要探究的是风力大小与气体流速的关系,只需改变排风扇风力大小,观察并记录U形管两侧液面平均高度差大小。
35.小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出______的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是   。
(2)将步骤④补充完整:   。
(3)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)二力平衡
(2)注射器的零刻度到最大刻度之间的长度
(3)
(4)偏大
【解析】【分析】(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力;
(2)④注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分;
(3)因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式,利用压强的公式可得出表达式;
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知测量结果的变化情况。
【解答】(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是二力平衡。
(2)注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分,所以需要测量注射器的零刻度到最大刻度之间的长度。
(3)活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知将会造成测量结果偏大。
(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是二力平衡。
(2)注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分,所以需要测量注射器的零刻度到最大刻度之间的长度。
(3)活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知将会造成测量结果偏大。
36.如图所示,用针筒和弹簧测力计也可以粗测大气压。可供选择的器材:①量程10N的弹簧测力计,②橡胶帽,③细线,④2.5毫升的针筒,⑤10毫升的针筒。
(1)要完成此实验,图中的两个针筒你会选哪一个?选择的理由是什么    
(2)同组的小应分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为: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,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于   ;
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的   (摩擦力/大气压力)为0.3N;
(3)小科在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,设计了如图乙所示装置。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,测得杯中水的质量为440g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为380g,烧杯质量为80g,轮轴间的摩擦和细线重不计, 则此次所测大气压值为    Pa。 (g取10N/ kg)
【答案】(1)A
(2)可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;摩擦力
(3)6.24×104
【解析】【分析】(1)同一地点大气压强的值可认为是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,活塞受到的大气压力也会越小,则当注射器中的活塞刚被拉动时测力计示数也较小;
(2)①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,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于排尽注射器内空气;
②取下橡皮帽再重复步骤二的操作,此时测量的是摩擦力的大小,可以避免摩擦力带来的影响;
(3)当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反;
利用注射器测量大气压时,用到的公式是,所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S,利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积S,便可求出大气压的值了。
【解答】(1)同一地点大气压强的值可认为是一定的,根据公式可知,受力面积越小,活塞受到的大气压力也会越小,则当注射器中的活塞刚被拉动时测力计示数也较小测力计的量程为0~10N,因此应选用小量程注射器(活塞的横截面积较小),即选用注射器A。
(2)橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;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,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差。
如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大;所以小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。
(3)注射器中的活塞开始向左滑动时,烧杯的总重力为:,
对活塞受力分析可得:------①;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,烧杯的总重力为:,对活塞受力分析可得:------②,
由①②两式解得:,选用针筒A,可得针筒A的横截面积为:
所以此次所测大气压值为:
(1)同一地点大气压强的值可认为是一定的,根据公式可知,受力面积越小,活塞受到的大气压力也会越小,则当注射器中的活塞刚被拉动时测力计示数也较小测力计的量程为0~10N,因此应选用小量程注射器(活塞的横截面积较小),即选用注射器A。
(2)[1]橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;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,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差。
[2]如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大;所以小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。
(3)当注射器中的活塞开始向左滑动时,烧杯的总重力为:,对活塞受力分析可得:------①;当注射器中的活塞开始向右滑动时,烧杯的总重力为:,对活塞受力分析可得:------②,由①②两式解得:,选用针筒A,可得针筒A的横截面积为:所以此次所测大气压值为:
37.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
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:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为_________Pa;
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa;
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   ;(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
【答案】1.04×105;偏小;摩擦力
【解析】【分析】(1)根据计算压强,注意单位换算。
(2)未排尽装置内的空气,会导致测得的大气压偏小;活塞与注射器之间存在摩擦,会导致测得的大气压偏大。
(3)取下橡皮帽,两侧大气压相互抵消,压力相等,测得的力为摩擦力。【解答】(1)根据题意可知,注射器的横截面积为
大气压强值为
(2)未完全排出注射器中的空气,导致测量大气施加的压力偏小,由可知,计算的压强偏小。
(3)取下橡皮帽,此时注射器内外气体压强相等,此时注射器中的活塞被拉动时会受到筒内施加的摩擦力,因此读得弹簧测力计的示数0.3N为活塞所受到的摩擦力。
38.小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积 V;
④用刻度尺测出____的长度L。
据此方案回答问题:
(1)将步骤④补充完整:   。
(2)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的 V、L和F表示)。
(3)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)注射器有刻度部分
(2)
(3)偏大
【解析】【分析】 (1)④注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分;
(2)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式,利用压强的公式可得出表达式;
(3)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知测量结果的变化情况。
【解答】(1)④注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分;
(2)活塞的面积,将测量结果代入压强公式得:;
(3)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知,将会造成测量结果偏大。
39.科学兴趣小组的同学们利用如图所示的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等测量大气压。测量步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽(图中已省略) 封住注射器小孔。②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的秤钩相连,然后水平向右慢慢匀速拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。③读出注射器的容积为2.5毫升。④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度为5厘米。
(1) 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   (填“偏大” “不变”或“偏小”) 。
(2) 同学们联想到医生用注射器吸药水时的场景,于是想了个办法,将①步骤加以改进:   ,然后将活塞推至注射器筒的底端排尽空气,再用橡皮帽封住注射器的小孔。然后继续②步骤,测得 牛。
(3) 改进①步骤后,根据实验数据计算出来的大气压与当地当时的大气压还是不同,原因可能是筒壁与活塞之间存在   。为减小该因素对实验结果的影响,同学们增加了一个实验步骤:将活塞推到注射器筒的底端后,   ,此时记下弹簧测力计的示数为1牛。则计算出的大气压强是   帕。
【答案】(1)偏小
(2)在注射器中吸入一部分水或其他液体
(3)摩擦;不使用小孔上的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器针筒;
【解析】【分析】 (1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,里面气体有一定的压强,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;
(2)将注射器装满水,排出里面的气体;
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果;已知测得的大气压力和活塞面积代入公式可算出大气压强的大小。
【解答】 (1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
(2)将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽;
(3)由计算结果可知,求得的大气压的数值大于标准大气压,原因是活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大;对实验进行改进:取下橡皮帽后,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.0N,是活塞与筒壁的摩擦力F1,所以,大气对活塞产生的压力实际为F'=F-F1=6N-1.0N=5N,
最终计算出的大气压强。
四、综合题
40.图所示,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当锅内部的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分气体,使锅内气体压强不会特别大。现有一高压锅,限压阀空心柱小孔的横截面积为10 mm2,其质量为100g,用它来煮饭,当时的大气压为1×105 Pa,g取10 N/ kg。
(1)高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而   的原理工作的。
(2)此时锅内部气体的最大压强是多少
(3)该高压锅在大气压强为 的地区使用时,要保证水的沸点与上题一样,则应换一个质量为多大的限压阀
【答案】(1)升高
(2)原来的限压阀对出气口的压力:F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
空心柱小孔的横截面积S=10mm2=1×10-5 m2,当时的大气压p0=1×105Pa;
原来的限压阀对出气口的压强:;
高压锅内气体达到的最大压强:p内=p0+p1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;
(3)此时限压阀对出气口的压强:p限=p最大-p0=2×105Pa-0.8×105Pa=1.2×105Pa;
此时作用在出气口的压力:F限=p限S=1.2×105Pa×1×10-5 m2=1.2N;
此时限压阀的重力:G'=F限=1.2N;
配制的限压阀的质量:。
【解析】【分析】(1)根据液体沸点随气压变化的规律解答;
(2)根据限压阀质量求出其重力,对出气口的压力就等于其重力,利用限压阀出气口横截面积求出此时压强,再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强。
(3)根据锅内气体的最大压强和大气压之差计算出作用在限压阀上的压强,然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力,此时压力等于其重力,然后即可求出限压阀的质量。
【解答】 (1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;
41.如图甲为小华家的高压锅,锅体直径为24 cm,出气孔的横截面积S为10 mm2。小华不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(g取10 N/ kg)
(1)高压锅的工作原理是   。
(2)请你根据说明书给出的数据判断,小华应该买   g的限压阀。(说明书上的部分内容:当大气压为 时,该锅能使水达到的最高温度为115℃。已知水的沸点与气压的关系如图乙所示,不计摩擦)
【答案】(1)液体的沸点随气压的升高而增大
(2)60
【解析】【分析】(1)高压锅内气压较大,高压锅内的沸点也会增大;
(2)压强大小等于压力与受力面积的比值;
【解答】(1)高压锅的工作原理是液体的沸点随气压的升高而增大;
(2)对高压锅的限压阀进行受力分析,其刚好被顶起时受到锅内气体对其向上的压力,外部大气压对其向下的压力和其所受的重力,根据力的平衡可知 即 由题图乙可知,当高压锅内水的温度为115 ℃时,锅内的气压为 则高压锅限压阀的质量为 0.06kg=60g,故小华应该买60g的限压阀;
故答案为:(1)液体的沸点随气压的升高而增大;
(2)60。
42.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,从而实现对锅内气体压强的控制。已知高压锅盖上出气孔的横截面积为 ,限压阀的质量为84g。当地大气压的值取 请回答问题:
(1)高压锅是根据   的原理设计工作的。
(2)使用高压锅时锅内气体最大压强是   (写出计算过程)。
(3)对照图乙判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到   ℃。
【答案】(1)液体沸点随上方气压的增大而升高
(2)1.7×105
(3)115
【解析】【分析】 (1)水的沸点与气压有关,气压越大,沸点越高;
(2)知道安全阀的质量,可以求安全阀对出气孔产生的压力,再利用压强公式求安全阀对出气孔产生的压强,加上外界大气压,得出锅内气压;
(3)从沸点-气压图像上得出高压锅内最高温度。
【解答】 (1)高压锅是根据液体沸点随上方气压的增大而升高的原理设计工作的。
(2)安全阀对出气孔产生的压力:F=G=mg=84×10-3kg×10N/kg=0.84N;
安全阀的小孔的面积S=12mm2=12×10-6m2,
安全阀对出气孔产生的压强:,
锅内气压:p'=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa。
(3)从沸点-气压图像上得出高压锅内温度:t=115℃。
43.如图甲所示,用高压锅炖肉好吃又烂,深受市民喜爱与追捧。甲、乙两图为高压锅实物图与简化图。图丙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为,限压阀的质量为72g。(g取,大气压值取)
(1)高压锅比普通锅更快地能煮熟食物,原因是   ;
(2)使用该高压锅时锅内气体的高温度可达多少℃?   
(3)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   ;
A.适当增大出气孔的直径. B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积 D.适当增加限压阀的质量
【答案】气压越高,沸点越高;115℃;D
【解析】【分析】(1)液体沸点与气压的关系:液体的沸点随气压的增大而升高,随气压的减小而降低。
(2)压强的计算:根据计算压强,F为压力,S为受力面积。在本题中,限压阀对出气孔的压力与锅内气体压力、大气压力有关,通过受力分析来计算锅内气压,再结合水的沸点 - 气压图像确定锅内最高温度。
【解答】(1)高压锅密闭较好,内部压强大,水的沸点高,这样高压锅内的温度就会更高一些,就会更快煮熟食物。
(2)当限压阀即将顶起时,限压阀受向下的重力、外面大气向下的压力、内部气体向上的压力作用处于平衡状态,由力的平衡条件结合知道
则高压锅内最大的气压
最大的气压对应锅内最高温度,由图像知道,锅内最高温度是115℃。
(3)要想提高锅内蒸煮的温度,必须增大锅内气压,减小锅的容积,不能提高锅内的温度,以及适当增大火力蒸煮都不会中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八下科学第二章 大气与气候变化
2.2大气压强
认识大气压强的存在:通过实验探究,了解大气对浸在其中的物体有压强,知道大气压强是由大气重力产生的,能用生活中的实例(如吸盘、吸管吸饮料、马德堡半球实验等)证明大气压强的存在。
掌握大气压强的测量:了解托里拆利实验的原理与方法,记住标准大气压的值(1.013×10 Pa),能说出大气压与高度的关系(海拔越高,气压越低),知道大气压还会随天气、温度等因素变化。
理解大气压的应用:了解大气压在生活、生产中的常见应用,如抽水机、吸尘器、高压锅的工作原理,理解高压锅为什么能更快煮熟食物。
培养探究能力:初步学会设计实验验证大气压的存在,能运用大气压知识解释生活中的现象(如输液瓶、真空包装等),激发科学探究兴趣。
知识点一 大气压的存在
1.核心概念:大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强,简称 。
2.证实实验: 实验证实了大气压的存在,并且说明了大气压的数值很大。
3.产生原因:
(1)大气有 ——产生压强的根本原因。
(2)大气会流动——因此向各个方向都有压强。
4.生活实例与解释:
知识点二 大气压的大小
1.测量实验:托里拆利实验
(1)目的:精确测量大气压的值。
(2)步骤与原理:
①在一根玻璃管内灌满水银。
②将玻璃管倒立在水银槽中。
③管内水银面下降到约 760 毫米高度后停止,管顶形成真空。
④此时大气压强支持着管内 760 mm 高的水银柱,大气压强等于这段水银柱产生的压强。
(3)结论与计算:标准大气压 p0= pa ,相当于 毫米汞柱(mmHg)。
2.测量工具:主要有空盒气压计和水银气压计。
3.大气压与高度的关系:
(1)规律:离地面越高,空气越稀薄,大气压也就越小。
(2)在海拔 3000 m 以内,大约每升高 10 m,大气压减小 100 Pa。
知识点三 大气压对天气的影响
1.大气压的特点:
(1)大气压随高度的增加而 。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)一般来说,冬天的大气压比夏天 ,晴天的大气压比阴雨天 。
2. 高压区和低压区与天气的关系
高压区 低压区
定义 相同高度上气压较高的区域 相同高度上气压较低的区域
空气流动方向
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低,空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响
知识点四 大气压对液体沸点的影响
1.探索实验:探究气压对液体沸点的影响
实验操作:①用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。烧瓶内的水 沸腾。
②移开酒精灯,待水温稍降一些,再用注射器缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压降低烧瓶内的水又 沸腾。
结论:液体的沸点与气压的大小有关,当气压增大时,液体的沸点会 ;当气压减小时,液体的沸点会 。
2.应用:
(1)高原做饭:高原上大气压低,水的沸点较低,需使用压力锅。压力锅利用密封使锅内压强增大,从而提高水的沸点。
(2)提取抗生素:为了在不超过 80°C 下提取抗生素,可采用降低容器内气压的方法,使水的沸点低于80°C。
知识点五 大气压对人体的影响
1.一般影响:晴天气压高时 ,阴雨天气压低时感到疲倦烦躁。
2.高原反应:平原地区的人进入高原,因气压减小、缺氧,会产生头晕、头痛等反应,需时间适应。
3.人体内外压强平衡:通常人感觉不到大气压,是因为人体内外压强大致相等。
4.拔火罐法的原理:当体外局部的压强减到很小是,体内外的压强差会是该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血。
知识点六 生活用品与大气压
1.真空压缩袋:抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
2.吸尘器:电动机驱动叶轮旋转使内部气压降低,与外界形成负压差,从而吸入含灰尘的空气。
3.离心式水泵:
(1)启动前向泵壳内灌满水。
(2)叶轮高速旋转将水甩出,在转轴附近形成低压区。
(3)外界水在大气压作用下,通过进水管被压入泵壳,循环工作将水送到高处。
知识点七 流体压强与流速的关系
1.流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 ;流速越小的位置,压强 。
2.实验
(1)向两张纸条中间吹气:沿纸条中间吹气时,中间空气流速快,压强 ;纸条两侧空气流速慢,压强 。两侧较大的压强将纸条向中间 。
(2)漏斗吹乒乓球:对着漏斗嘴向下吹气时,乒乓球上方空气流速快,压强 ;下方空气流速慢,压强大。下方较大的压强将乒乓球 “托住”。
(3)水管水柱高度:水流经过管子时,B 处管子较细,水流速度大,压强小;A 处管子较粗,水流速度小,压强大。因此 A 处上方水柱受压强更大,高度更高。
3.应用
(1)火车站台上的安全线:列车通过时,靠近列车的空气流速大、压强小,外侧大气压强大,会将人推向列车。
(2)飞机的升力:机翼上表面空气流速大、压强小,下表面流速小、压强大,上下压强差产生向上的升力。
(3)两船平行行驶时碰撞:两船之间水流速大、压强小,外部水流速小、压强大,外部较大的压强将两船向内挤压。
题型一 大气压的存在
【例1】如图是教材中的“瓶中取袋”实验,其中“将塑料袋从瓶内拉出时,越拉越费力”,产生这种现象的原因是塑料袋与玻璃瓶之间的 (  )
A.气体越来越多 B.气体越来越少
C.气压越来越大 D.气压越来越小
【例2】下列现象不能证明大气压存在的是 (  )
A.瓶吞鸡蛋
B.拔火罐
C.用吸尘器吸灰尘
D.茶壶壶身与壶嘴处水面相平
【例3】下列事例中不能证明大气压强存在的是(  )
A.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
B.用注射器吸取药液
C.水往低处流
D.吸盘式挂钩能紧贴在墙壁上
题型二 大气压的大小
【例1】同学们在进行估测大气压的实验时,首先读出注射器的最大刻度 V,用刻度尺量出全部刻度的长度L;然后按照如图所示的过程,慢慢地拉注射器(甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好使活塞相对于注射器筒滑动时,弹簧测力计的示数分别是F1和F2。则下列说法中正确的是(  )
A.大气对活塞的压力
B.若在乙图中,未排尽空气,会使得大气压强的测量值偏大
C.大气压强的测量值应为
D.若大气压强的测量值为 则与真实值相比偏小
【例2】如图所示,把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上,玻璃管A 由支架固定,且跟水银槽B 的底部不接触。当大气压强是 时,电子秤的示数为Q,若外界大气压强下降,则电子秤的读数将(  )
A.等于Q B.大于Q C.小于Q D.无法确定
【例3】如图所示,一端封闭、长为l(约1米)、横截面积为S的轻质玻璃管,管壁厚度可忽略不计。将它注满水银后,倒立于足够深的水银槽中,现将玻璃管竖直向上缓慢匀速提起,设环境气压为一个标准大气压,下述不正确的是 (  )
A.当玻璃管浸没在水银槽中时,所需拉力大小 F=0
B.当玻璃管口与槽内水银面相平时,所需拉力大小F=ρ水银ISg
C.当玻璃管顶端露出槽内水银面后,顶端即充满水银
D.当玻璃管顶端到槽内水银面的高度大于76cm后,管内外水银面高度差保持不变
题型三 大气压对天气的影响
【例1】大气压的变化对人体会有一定的影响。以下人体的变化可能是由外界大气压变大引起的是 (  )
A.从衢州地区到青藏高原后,人会头痛、耳鸣
B.在晴朗的天气,人的心情通常会变得比较舒畅
C.中医拔罐治疗时,人体相应部位皮肤出现充血变红
D.乘飞机起飞升入高空时,耳朵会有堵塞或刺痛感
【例2】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
【例3】诸暨市气象台某日发布天气预报:“明天晴,东南风3~4级,阵风5~6级,最高气温最低气温空气相对湿度61%。”对于这则天气预报,下列说法错误的是(  )
A.最高和最低气温可用百叶箱内的温度计测得
B.“东南风3~4级”可用风向标和风速仪来测得
C.“明天晴”说明“明天云量少”,受低气压控制
D.相对湿度越大,成云降水的可能性就越大
题型四 大气压对液体沸点的影响
【例1】如图所示,取一个连接注射器的吸滤瓶,在吸滤瓶内装入少量的水,并滴入几滴液体,盖上活塞。为使活塞更容易被弹出,关于所选液体的沸点及对活塞的操作,正确的是( )
A.沸点低,快速下压 B.沸点高,快速下压
C.沸点低,缓慢下压 D.沸点高,缓慢下压
【例2】如图所示,1个标准大气压的环境下,用酒精灯对装有水的烧杯加热,水中倒扣着一玻璃瓶(图中省略用来固定的装置),瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到100℃时(  )
A.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水一定会沸腾
B.烧杯中的水一定会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中和瓶内的水一定不会沸腾
D.烧杯中和瓶内的水一定会沸腾
【例3】如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
题型五 大气压对人体的影响
【例1】下列四个有关气压的现象,分析正确的是(  )
A.图甲, “拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,导气管利用管口流速大压强小的原理将住户下水道的浊气排出
题型六 生活用品与大气压
【例1】利用大气压的例子在我们的生活中随处可见,下列实例中不是利用大气压作用的是(  )
A.人的正常呼吸活动
B.人利用吸管喝饮料
C.利用打气筒给自行车打气
D.护士打针时,利用注射器吸取药液
【例2】某兴趣小组想用玻璃瓶、中空直玻璃管、软木塞来制作受水型水钟,横截面积一定的受水容器上刻有均匀的刻度,与时间线性对应,下列做法能成功的是(  )
A. B. C. D.
【例3】下列现象中不是利用大气压工作的是(  )
A. 真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.吸尘器清除尘垢
D.吸盘式挂钩悬挂物体
题型七 流体压强与流速的关系
【例1】下列情景中有一个情景与其他三个的原理有所不同,这个情景是(  )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被吸向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会“吸”在瓷砖上
【例2】乒乓球前进过程中旋转方向不同会使球沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(在图中球沿逆时针方向旋转)、下旋球(在图中球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种 (  )
A.上旋球、下旋球、不转球 B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球 D.下旋球、不转球、上旋球
【例3】在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
一、选择题
1.在医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是 (  )
A.靠自身重力流入采血管 B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管 D.在血压的作用下被压入采血管
2.如图是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中错误的是 (  )
A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的竖直高度差不变化
B.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会变短
D.自制气压计管内液柱高度降低,说明瓶外大气压减小了
3.生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其他三项不同的是 (  )
A.胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B.正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C.地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
4.如图所示的实验中吸盘都保持静止,所挂钩码的总重力均是吸盘所能提起的最大物重。对此,下列说法中正确的是 (  )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的总重力
B.乙图中大气对下面吸盘的压力大于钩码的总重力
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
5.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
6.用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
7.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,在另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且成雾状,这是因为吹气时(  )
A.a管上端附近气体的压强变大 B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
8.央视“大风车”栏目常介绍科普知识,其中介绍了“天气预报瓶”的创意新品(如图所示),a为玻璃管,与大气相通,b为密闭的玻璃球,a与b下部连通,内装有红墨水。小科仿制了一个,发现比较灵验,当a管液面明显上升时,往往为阴雨天气。下列说法不正确的是(  )
A.a管液面上升时,显示大气压增大
B.a管和b管液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报
D.b球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
9.登上数千米高山的登山运动员,观察所带的温度计和气压计,从山下到山顶气压和温度的变化正确的是(  )
A.气压上升,气温上升 B.气压下降,气温上升
C.气压上升,气温下降 D.气压下降,气温下降
10.如图,小金一只手握住透明塑料管,用吹风机在管口上方吹风,发现管底的乒乓球沿着塑料管飞出,产生这一现象的原因是(  )
A.上管口空气流速小,其压强大于下管口的压强
B.下管口空气流速小,其压强小于上管口的压强
C.上管口空气流速大,其压强小于下管口的压强
D.下管口空气流速大,其压强大于上管口的压强
11.如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是 (  )
A.覆杯实验
B.马德堡半球实验
C.磁铁“吸”起铁钉
D.纸张中间吹气,纸张靠拢
12.下列四个有关气压的现象,分析正确的是(  )
A.图甲,“拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,导气管利用管口流速大压强小的原理将住户下水道的浊气排出
13.小科利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是(  )
A.覆杯实验中水不流出
B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片
D.将瓶按入水中感到费力
14.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是(  )
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
15.下列与压强知识相关的实验中,分析正确的是(  )
A.图甲:用喝水杯做“纸片托水”实验,可以测出大气压的值
B.图乙:为自制气压计,玻璃管内水柱升高说明外界大气压强增大
C.图丙:实验,向外拉活塞,试管内气压减小,原来停止沸腾的水一定会再次沸腾
D.图丁:圆形水管左粗右细,水管中的气泡随水流水平向右快速运动过程中体积会变大
16.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是(  )
A. B.
C. D.
17.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的两点,当阀门关闭时,它们的压强分别是 Pa、Pb。打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水流向右运动,在经过a点和 b 点时的体积分别为 Va、Vb。则(  )
A. B.
C.Pa> Pb Va> Vb D.
18.下列现象中不是利用大气压工作的是(  )
A. B.
C. D.
19.由于流体的粘滞性,使得流体中运动的物体要受到流体阻力。一个密度为、半径为R的小球在密度为 、粘滞系数为'的液体中(足够深)由静止自由下落时的v-t图像如图所示,球体的体积公式 在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力 则速度 Vr的数学表达式为(  )
A. B.
C. D.
20.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
21.2023年5月28日, 中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是 (  )
A.对着漏斗嘴向下吹气B.用吸管吸牛奶,
牛奶盒发生形变
C.加热空气后,热气球不断上升D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
二、填空题
22.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(A处到B、C管的距离相等),设 B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精柱产生的压强为p酒,则p水   (填“>”“=”或“<”)p酒;B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,   。
23.下图为甲、乙两地大气运动示意图,则甲地为   (填“高”或“低”)气压,乙地多   (填“晴朗”或“阴雨”)天气。
24.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小,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10cm2;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水润湿后,压在平面镜上,排进吸盘内空气;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95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合所学知识进行分析。
(1)上述实验步骤中,多余的一步是   (填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是   。
(3)若乙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器。该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10mL,则该地的大气压为   。
25.小张为了研究“吸管中的饮料是被吸上来的还是被压上来的”,设计了如图所示的实验。当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压   (填“大于”“小于”或“等于”)吸管内的气压,观察到的现象是吸管中的水位   (填“下降”或“上升”)。此实验中并没有“吸”这一条件,饮料在吸管中上升的原因是注射器往瓶内“压”。他仔细分析后发现,要使吸管中的液体上升,瓶内的气压必须   (填“大于”“小于”或“等于”)吸管内的气压。
26.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,受到的水的压强分别是、,当阀门关闭时,   ,打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水向右快速运动,则气泡经过a点时的体积   b点时的体积(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
27.如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,受到的水的压强分别是、,当阀门关闭时,   ,打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水向右快速运动,则气泡经过a点时的体积   b点时的体积(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
28.小文找来三支蜡烛,如图所示,将中间的蜡烛点燃,用一根吸管对着B、C蜡烛火焰的中间水平吹气,则将会被点燃的蜡烛是   (选填“A”或“C”)。小华用一个机翼模型也可探究此类问题,他把机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,用电风扇对着机翼模型吹风时,B弹簧测力计示数   。
三、实验与探究题
29.如图①②③④所示是小李同学为了测量大气压强而做的托里拆利实验。 玻璃管长1m)
(1)玻璃管中装满水银的目的是   。
(2)把图③中水银槽中的玻璃管上提一点点(管口未离开水银槽内的水银面),管内外水银面的高度差   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)若到高山顶上去做此实验,则图③中管内外水银面的高度差   (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如果其他条件不变,用水来代替水银做实验,则最后水   (填“会”或“不会”)充满玻璃管。
(5)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值g'约为3.8 N/ kg,大气压约为760 Pa。假设能在该星球表面用密度为 的液体做托里拆利实验,如图⑤所示,则经此实验测出的管内外液面的高度差h约为   m。
30.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
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:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
31.某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
32.乒乓球是我国的“国球”,由于直径38mm的球速度快、旋转强,比赛时,回合数太少,观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性,现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为,乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性,于是展开了相关实验。
[实验准备]
选择同一厂家生产的材料、质量相同,直径不同的乒乓球各一,在同一台面上,探究其弹性强弱。
[实验数据]
由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm
30 24 23
60 44 42
[实验分析及结论]
当由静止释放的高度相同时,可根据   比较两种乒乓球的弹性。
由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。
[反思与完善]
为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是   (答出一点即可)
[拓展]
小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示,他发了一个“旋转球”,箭头表示乒乓球的旋转方向,请预测乒乓球将会向   (选填“a”“b”或“c”)方向运动。
33.某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
34.临城某地下车库安装了如图甲所示的管道式新风系统,该系统内包含有排风机和管道配件,通过排风扇将不同停车区的空气经管道排出室外。为了研究管道进气口的气体流速与管道长度(进气口与排风扇之间的距离)的关系,项目化小组设计了如图乙实验装置,并进行了如下实验:
①取一根长为3米的排风管道ab,在距离管口b端1米、2米和3米处标注刻度。
②将盛有红色水柱的U形管与排风管管口b端连接。
③将排风扇置于排风管1米刻度处,调节排风扇以一定功率工作,当U形管两侧液面稳定时,记录液面高度差,并重复3次取平均值。
实验组别 排风扇离b端距离/米 U形管两侧液面平均高度差/厘米
1 1 4.0
2 2 2.2
3 3 1.4
④改变排风扇在排风管内位置,使其分别处于2米、3米刻度处,重复步骤③,并整理数据如表。
(1)该实验是通过观察   来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)步骤③中重复3次实验的目的是   。
(3)若该地下车库泊车B区和泊车C区管道进气口的气体流速大小分别为vB和vC,结合本实验的数据,请比较vB和vC的大小关系:   。
(4)若要进一步探究排风扇风力大小对管道进气口的气体流速的影响,需要增加实验步骤⑤,请简要写出该实验步骤:   。
35.小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出______的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是   。
(2)将步骤④补充完整:   。
(3)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
36.如图所示,用针筒和弹簧测力计也可以粗测大气压。可供选择的器材:①量程10N的弹簧测力计,②橡胶帽,③细线,④2.5毫升的针筒,⑤10毫升的针筒。
(1)要完成此实验,图中的两个针筒你会选哪一个?选择的理由是什么    
(2)同组的小应分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为: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,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于   ;
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的   (摩擦力/大气压力)为0.3N;
(3)小科在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,设计了如图乙所示装置。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,测得杯中水的质量为440g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为380g,烧杯质量为80g,轮轴间的摩擦和细线重不计, 则此次所测大气压值为    Pa。 (g取10N/ kg)
37.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
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:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为_________Pa;
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa;
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   ;(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
38.小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积 V;
④用刻度尺测出____的长度L。
据此方案回答问题:
(1)将步骤④补充完整:   。
(2)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的 V、L和F表示)。
(3)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
39.科学兴趣小组的同学们利用如图所示的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等测量大气压。测量步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽(图中已省略) 封住注射器小孔。②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的秤钩相连,然后水平向右慢慢匀速拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。③读出注射器的容积为2.5毫升。④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度为5厘米。
(1) 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   (填“偏大” “不变”或“偏小”) 。
(2) 同学们联想到医生用注射器吸药水时的场景,于是想了个办法,将①步骤加以改进:   ,然后将活塞推至注射器筒的底端排尽空气,再用橡皮帽封住注射器的小孔。然后继续②步骤,测得 牛。
(3) 改进①步骤后,根据实验数据计算出来的大气压与当地当时的大气压还是不同,原因可能是筒壁与活塞之间存在   。为减小该因素对实验结果的影响,同学们增加了一个实验步骤:将活塞推到注射器筒的底端后,   ,此时记下弹簧测力计的示数为1牛。则计算出的大气压强是   帕。
四、综合题
40.图所示,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当锅内部的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分气体,使锅内气体压强不会特别大。现有一高压锅,限压阀空心柱小孔的横截面积为10 mm2,其质量为100g,用它来煮饭,当时的大气压为1×105 Pa,g取10 N/ kg。
(1)高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而   的原理工作的。
(2)此时锅内部气体的最大压强是多少
(3)该高压锅在大气压强为 的地区使用时,要保证水的沸点与上题一样,则应换一个质量为多大的限压阀
41.如图甲为小华家的高压锅,锅体直径为24 cm,出气孔的横截面积S为10 mm2。小华不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(g取10 N/ kg)
(1)高压锅的工作原理是   。
(2)请你根据说明书给出的数据判断,小华应该买   g的限压阀。(说明书上的部分内容:当大气压为 时,该锅能使水达到的最高温度为115℃。已知水的沸点与气压的关系如图乙所示,不计摩擦)
42.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,从而实现对锅内气体压强的控制。已知高压锅盖上出气孔的横截面积为 ,限压阀的质量为84g。当地大气压的值取 请回答问题:
(1)高压锅是根据   的原理设计工作的。
(2)使用高压锅时锅内气体最大压强是   (写出计算过程)。
(3)对照图乙判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到   ℃。
43.如图甲所示,用高压锅炖肉好吃又烂,深受市民喜爱与追捧。甲、乙两图为高压锅实物图与简化图。图丙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为,限压阀的质量为72g。(g取,大气压值取)
(1)高压锅比普通锅更快地能煮熟食物,原因是   ;
(2)使用该高压锅时锅内气体的高温度可达多少℃?   
(3)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   ;
A.适当增大出气孔的直径. B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积 D.适当增加限压阀的质量
44.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。小科测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2,压在出气孔的安全阀的质量为36g。当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下,对照图乙所示水的沸点与气压的关系图,利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是   ℃(标准大气压值取1.0×105Pa)。
45.如图甲所示,用高压锅炖肉好吃又烂,深受市民喜爱与追捧。甲、乙两图为高压锅实物图与简化图。图丙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为21mm2,限压阀的质量为72g。(g取10N/kg,大气压值取1.0×105Pa)
(1)高压锅比普通锅更快地能煮熟食物,原因是   ;
(2)使用该高压锅时锅内气体的最高温度可达   ℃?
(3)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____;
A.适当增大出气孔的直径. B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积 D.适当增加限压阀的质量
46.高压锅能加快炖煮食物的效率,可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上,在高海拔地区,利用高压锅可避免不易煮熟食物的问题。
(1)高压锅的设计运用了怎样的科学原理 与图1中的   原理相同(选填“b”或“c”)。
(2)图2是水的沸点与压强的关系图,某高压锅排气孔横截面积为 限压阀的质量为100g。若其在1000m海拔的地区(当地大气压取 使用,其锅内温度可以达到多少℃
47.如图所示甲是一个深度很浅的皮碗,乙是将皮碗压向水平的天花板,挤出皮碗下的全部空气,皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上,皮碗的吸附面积为40cm2,皮碗中心引出的细线可以悬挂一个物体在空中。(不计细线和皮碗的重量,大气压取 1.0×105Pa)
(1)要想吸盘不脱落,所挂物体的重力最多不得超过多少
(2)实际上所挂物体的质量达到35千克时,皮碗刚好下落,求此时皮碗内的气压是多少
48. 下图所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代高压锅”。当往考古人员仿制的鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,在标准大气压下,鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积S=200厘米2。
(1)熊足青铜鼎内水的沸点能达到120℃,可以用图   (选填“甲”或“乙”)所示实验来解释。
(2)下表是水的沸点与气压的关系。
沸点/℃ 90 100 105 110 114 118 120 124 128 130
气压/千帕 70 101 121 143 163 189 199 226 258 270
在标准大气压下,鼎内水在 120℃沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差。
(3)若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,你认为可能的原因有 ____
A.鼎盖自重较小
B.鼎盖与鼎体结合处不够平整,密封性较差
C.锁扣给鼎盖施加向下的压力
D.鼎内水的质量较大
49.不少游客去青藏高原会出现头痛、头昏、失眠、乏力等“高原反应”的症状。不仅人有“高原反应”,一些物品也有类似的反应。
(1)食品袋的“高原反应”:在火车上,游客发现背包中密封的食品袋膨胀了很多(如图)。
食品袋膨胀的主要原因是   。
(2)电气设备绝缘的“高原反应”:在高海拔地区,电气设备必须经特定处理才能达到绝缘要求。研究表明,空气密度越大,空气的绝缘效果越好。裸露在空气中的导电材料,相较于平原地区,为了达到相同的绝缘效果,在高海拔地区,材料间的距离需要调整得更   。 (选填“大”或“小”)
(3)烹煮食物的“高原反应”:在高海拔地区,需用“特殊装备”——高压锅才能将食物煮熟。图甲是高压锅结构示意图,锅盖面积为400cm2,出气孔的横截面积为 限压阀重 1N,图乙为水的沸点与气压的关系图。某地大气压为( 试计算此高压锅在该地煮饭,可达最高温度为多少。
50.高压锅是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的一种常见烹饪工具(如图)。现测得某品牌高压锅锅盖直径 20 厘米,锅盖上的竖直排气孔的横截面积10毫米2,限压阀的质量80克。已知标准大气压( 帕)下水的沸点为100℃,压强每增加 帕,水的沸点增加1℃。求:
(1)若该高压锅在标准大气压的地区使用,锅内水的沸点可以达到的温度;
(2)高温灭菌通常需要在 120℃条件下达到一定的时间,若还用该高压锅在高山上使用,则需要进行适当的改造。下列方法可行的是____(填字母)。
A.适当增大排气孔的直径 B.适当增加限压阀的质量
C.适当减小限压阀的质量 D.适当加大火力进行加热
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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