人教版八下物理9.3大气压强同步练习(优生加练 )(学生版+教师版)

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名称 人教版八下物理9.3大气压强同步练习(优生加练 )(学生版+教师版)
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文件大小 8.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2026-04-10 00:00:00

文档简介

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人教版八下物理9.3大气压强同步练习(优生加练 )
一、选择题
1.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是(  )
A.这个产品利用了连通器的原理
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.晴天的气压比阴雨天的高,晴天时A管液面高于阴雨天
D.将天气预报瓶由地面拿到高山,A管液面逐渐下降
2.如图所示, 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, “胜哥”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
3.如图所示, 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。“胜哥”将甲、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,
4.如图所示, “胜哥”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。“胜哥”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.
5.如图所示,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,“胜哥”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
6.如图所示, “胜哥”在玻璃瓶侧壁开了三个小孔, 三孔用木塞塞住的。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.如图所示, 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
二、多选题
8.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、科普阅读题
9.小科通过视频号“胜哥课程”知道了负压救护车的工作原理。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:(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.科普阅读题:
高压锅
高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到以上,它省时高效,深受消费者欢迎。图高压锅的构造,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有限压阀,当锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气压减小。(标准气压约为 1.0×105Pa)
水的沸点t与气压p的关系如表:
p/×105Pa 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
t/℃ 100 110 120 130 140 150
(1)为防止出气孔堵塞致高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线,放气孔封口是易熔片 (熔点较低的合金材料),采用易熔片的物理意义是:高压锅一旦安全阀失效,出气孔被堵塞,锅内气体压强过大,沸点随之   ,当锅内温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就开始   ,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生;
(2)用这种高压锅在西藏高原地区烧水时,要达到同样的最高温度,需   (选填“增大”“减小”或“不改变”)限压阀的质量;
(3)用高压锅煮粥,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,而普通铝锅却看不到这种现象,对于灭火后,下列解释正确的是   ;
A.锅内温度迅速降到以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.锅内温度仍高于,即使不冷却,不拿去限压阀粥也还在沸腾
C.锅内温度仍高于,打开锅盖后锅内气压比原来低,所以重新沸腾
(4)若在原有锅盖的基础上再安装一套相同的排气孔和限压阀,则锅内最高水温将   (选填“升高”“降低”或“不变”);
(5)在外界为标准大气压的环境下,高压锅排气孔面积为 1×10-5m2,限压阀重 1.6N,则锅内最高水温可达   ℃。
11. 笔帽上的科学
青少年是国家的未来,国家非常关心青少年的健康成长,对于青少年日常使用物品的安
全性制定了相关标准。
例如:中学生常用的中性笔笔帽上的小孔是出于保护青少年的安全,确保如果有人误吞
笔帽时仍有空间进行呼吸,因此也被称为“救命孔”(如图甲、图乙)。
国家因此制定了相关标准,《中华人民共和国国家标准——学生用品的安全通用要求(GB21027﹣2007)》中的规定,书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽应符合下列 3 条规定中的至少一条:
①笔帽尺寸足够大。
②笔帽上需要有一个横截面积至少为××平方毫米的通气小孔。
③笔帽上的小孔最小通气量为 1.36×10 4m3/s。
(1)中性笔握手的位置上有一层橡胶是为了   (选填“增大”、“减小”)笔与手之间的摩擦,笔尖滚珠与纸面之间的摩擦是   (选填“滑动”、“滚动”或“静”)摩擦;
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积    时(选填“变大”、“变小”),压强增大;这一情况与   时人体肺部压强的变化一样(选填“吸气”、“呼气”);
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压   (选填“相同”、“不同”),摘笔帽时更容易;若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达 20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为   m2;
(4)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,由于气管堵塞导致肺内气压比外界小,若医生至少需要 1N 的力作用在笔帽上才能将笔帽取出。笔帽的横截面积约为 0.8m2,则此时肺内
气压大约是   Pa(外界气压P0=1×105Pa)。
四、实践探究题
12.“胜哥”组织同学们开展一次登山活动,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”)。
五、实验探究题
13.“胜哥”利用图甲所示装置来估测大气压的值,实验器材包括:量程为0~10N的弹簧测力计、10mL注射器A、5mL注射器B、2mL注射器C、一把刻度尺.
(1)本实验研究的是大气对   (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器   (选填“A”“B”或“C”)来进行实验;
(3)换用所选的注射器重做实验,实验步骤如下:
① 把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
② 如图甲所示,安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F为5.2N;
③ 用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L为4.00cm;
④ 算出大气压的值为   Pa;
(4)实验时,“胜哥”发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得的大气压值   (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)为了消除摩擦力的影响,“胜哥”改进了实验,如图丙所示,将容积为V、全部刻度长度为L的注射器固定在水平桌面上,活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则计算大气压值的表达式为p=   (用题中所给字母表示).
14.“胜哥”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)如图甲所示,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29.9N。
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为   cm,计算出活塞的横截面积。
(4)计算得到大气压强的数值为   Pa。
(5)“胜哥”发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的主要因素是:   。(写出一条)
15.“五一”节期间,“胜哥”与同学们一起骑自行车环绕美丽的千岛湖骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟   有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境   不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出   值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成   关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越   ,压强越   (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来   轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了   。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为   。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是   。
16.同学们通过视频号“胜哥课程”学到了许多物理知识。以下两个现象可能您尝试或观察过:
①喝牛奶时,把吸管插入牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出。
②在室温下,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就爆破了。
(1)由以上现象进行猜想:
当气体的体积一定时,气体压强可能与气体的   和   有关。(设计并进行实验)
(2)小明同学进行了如下实验来研究烧瓶内水面上方的气体压强:
把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中,如图甲所示;
①从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强   (选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置(如图乙所示)。
②接着用手握住烧瓶的瓶颈部分,使瓶内气体的压强增大,请您在图乙中画出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置;
(3)(实验拓展)
①控制其它条件相同时,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,则管内水柱上升的高度会   (选填“相同”或“不同”),理由是   。
②控制其它条件相同时,把图甲的装置从山脚移到山顶,则细玻璃管内的液面将   (选填“上升”、“下降”或“不变”),这是由于   。
17.如图(a)所示为某课外小组自制的温度计,瓶子作为液泡装满某种液体,在密封的瓶塞上插上足够长的细管。为了探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关,他们首先选用横截面积为S1的细管进行实验,把液泡浸没在不同温度的水中,如图(b)所示,并将数据记录在表一中。然后换用横截面积为S2的细管重复实验,将数据记录在表二中。(已知S1> S2)
表一 横截面积S1
序号 温度 液柱高度h(cm) 温度变化量Δt(℃) 液柱高度的变化量Δh(cm)
1 0 5 10 2
2 10 7
3 20 9 20 4
4 40 13
5 60 17 40 8
6 100 25
表二 横截面积S2
序号 温度 液柱高度h(cm) 温度变化量Δt(℃) 液柱高度的变化量Δh(cm)
7 0 6 5 1.5
8 5 7.5
9 10 9 20 6
10 30 15
11 60 24 30 9
12 90 33
(1)分析比较实验序号   的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。
(2)分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的 初步结论是:   。
(3)接着该小组又研究了表一(或表二)中液柱高度变化量Δh和温度变化量Δt 的关系,可归纳得到结论:   。
18.“胜哥”在生活中发现以下有关气体压强的现象:
a.自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
b.压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力.
由此他想探究“一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关”,并提出了以下假设:
①一定质量的气体产生的压强与气体的温度有关;
②一定质量的气体产生的压强与气体的体积有关.
他设计并进行了如下操作:
第一步:“胜哥”取一根长约为1m一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银封闭一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置,如图甲所示;
第二步:“胜哥”将玻璃管中的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面的位置与原来标记位置重合为止,如图乙所示;
第三步:“胜哥”将玻璃管中的空气柱浸入80℃的水中重复实验,发现空气柱的温度越高,上方需要注入的水银柱也越长,如图丙所示.
请你帮“胜哥”完成下列探究问题:
(1)实验中,一定质量气体产生压强的大小是通过   来反映的;
(2)由上述实验操作可知,小明验证的是假设   (选填“①”或“②”),得到的结论是:一定质量的气体在   一定时,产生的压强随   升高而增大.
19.“胜哥”在测量某液体的密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知(ρ0)的液体。右侧容器盛有待测液体(ρ)。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示:
(1)如图所示,液柱会上升是因为玻璃管内部气压   (选填“大于”或“小于”)玻璃管外部大气压,形成压强差;
(2)为了测量右侧液体的密度还需要的测量器材是   ,需要测量的物理量有   ;
(3)根据已知液体密度和测量得到的物理量,可得出待测液体密度的表达式为   ;
(4)空气不能完全抽空,测量结果   (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
六、综合题
20.如图所示是托里拆利实验,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中,测得该地的大气压相当于   水银柱所产生的压强;
(2)已知海拔越高,气压越低。若想使水银柱的高度变为,则应到海拔更   (选填“高”“低”)的地方进行实验;
(3)实验中,若倾斜玻璃管至如图丁所示,则水银柱的高度将   ,水银柱的长度将   ;(两空均选填“变长”“变短”或“不变”)
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,管中混入少了的空气,则所测量的大气压值比真实值要   ;(选填“偏大”或“偏小”)
(5)如图丙,实验中不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是   ;(选填“液柱下降”或“液柱向上喷出”)
(6)若同学们用图己中B注射器、量程为的弹簧测力计、刻度尺等相关用品测量大气压,当弹簧测力计被拉到,活塞仍没有滑动。可改用图己中的   (选填A或B或C)注射器。
21. 小金利用透明硬质水管测量大气压强值。实验装置示意图如图乙,其中K1、K2为气密性良好的阀门。将管子下端浸在水槽中,关闭K2,往管内装满水(水位超过K1),再关闭K1,打开K2,管内液面下降,稳定后测得管内外液面高度差h=9.30m。
(1)可得当地的大气压强值为   Pa;(g取10N/kg,)
(2)再打开K1,管内水面将   (选填“上升”、“不变”或“下降”);
(3)小金将长度约为30cm的塑料管装满水并用纸片盖住,迅速倒置,使管口竖直向下,发现纸片不会往下掉,如图丙所示。此时纸片受到水的压强   (选填“小于”、“大于”或“等于”)大气压强;随后将管口旋转至水平方向,发现纸片仍不往下掉,说明   ;
(4)“胜哥”在给同学们演示大气压强实验时候,如图丁所示,可知当时的大气压强相当于   mm高水银柱所产生的压强,此气压下水的沸点   100℃,(选填“大于”“等于”或“小于”),小华同学换了一根更粗的玻璃管进行实验,操作正确,那么玻璃管中的水银柱内外高度差将   (选填“变大”“不变”“变小”)。
22.如图为高压锅的示意图,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24cm,空心柱小孔横截面积为10m2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点   (“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快:限压阀周围的白气是   形成的。(物态变化名称)
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压   (填“高于”或“低于”一个标准大气压,水在未达到10C时开始沸腾。若如图某型号的高压锅的锅盖面积为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)为   N;
(3)下表为不同气压下水的沸点,已知此高压锅内气体能达到的最大压强为1.8×105Pa,锅内水的最高温度能达到   ℃.经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过8×105Pa,如果要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀不能使用,需要   (选填“增大”或“减小”)质量的,通过已知条件计算,新限压阀质量为   g.
p/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.48 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
七、计算题
23.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.锅盖中间有一个排气孔,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,蒸汽即可从排气孔排出锅外,这样就不会因锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全.已知高压锅的限压阀的质量为 100.8g,排气孔的面积为7mm2.求:
(1)锅内气体的压强最大可达多大
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应地增加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.B
2.A
3.A
4.B
5.A
6.C
7.B
8.A,B,D
9.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
10.升高;熔化;增大;C;不变;140
11.(1)增大;滚动
(2)变小;呼气
(3)相同;6.8×10-6
(4)8.75×104
12.甲;有刻度部分;摩擦;活塞;偏小
13.(1)活塞
(2)C
(3)
(4)偏大
(5)
14.(1)排尽注射器内的空气
(2)刚被拉动
(3)6
(4)8.97×104
(5)空气没有排尽
15.温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
16.(1)质量;温度
(2)增大
(3)相同;管中的水柱上升的高度相等;上升;因为外界气压减小,所以细玻璃管内的液柱在瓶内气压的作用下会上升
17.(1)1和7(或2和9、或5和11)
(2)同一液泡,细管横截面积S相同时,温度t越大,液柱高度h越大
(3)同一液泡,细管横截面积S相同时,温度变化量Δt越大,液柱高度变化量Δh越大
18.(1)水银柱的长度转换法
(2)①;气体体积;温度
19.小于;刻度尺;h1和h2;ρ=ρ0;不受影响
20.(1)0.75
(2)高
(3)不变;变长
(4)偏小
(5)液柱下降
(6)C
21.(1)
(2)下降
(3)大于;大气向各个方向都有压强
(4)740;低于;不变
22.(1)升高;液化
(2)低于;7200
(3)120;减小;80
23.(1)解:pmax=p0+p限,限压阀在气孔上产生的压强:
(2)
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人教版八下物理9.3大气压强同步练习(优生加练)
一、选择题
1.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是(  )
A.这个产品利用了连通器的原理
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.晴天的气压比阴雨天的高,晴天时A管液面高于阴雨天
D.将天气预报瓶由地面拿到高山,A管液面逐渐下降
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;连通器原理及其应用;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A.根据图片可知,这个装置底部连通,而上面只有A端开口,而B端封闭,不符合连通器原理,故A错误;
B.根据图片可知,A管和B球液面相平时,两液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;
C.根据题意可知,晴天大气压比阴雨天高,根据公式可知,阴雨天A管液面高于晴天,故C错误;
D.将天气预报瓶由地面拿到高山,大气压减小,根据可知,A管液面逐渐上升,故D错误。
故选B。
【分析】 A.上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;
B.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;
CD.根据分析判断。
2.如图所示, 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, “胜哥”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。
3.如图所示, 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。“胜哥”将甲、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。
4.如图所示, “胜哥”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。“胜哥”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。
5.如图所示,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,“胜哥”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。
6.如图所示, “胜哥”在玻璃瓶侧壁开了三个小孔, 三孔用木塞塞住的。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.如图所示, 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
二、多选题
8.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

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、科普阅读题
9.小科通过视频号“胜哥课程”知道了负压救护车的工作原理。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:(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
【答案】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
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】①负压救护车执行任务时,为了保证舱内气体才不会排出舱外,则救护舱内气压小于外界气压;
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,其原因: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。
③A.正在烧煮的高压锅,锅气压大于锅外气压,不是处于负压状态,故A不符合题意;
B.开始吸饮料时的吸管,管内空气被吸出导致管内气压减少,而管外大气压保持不变,则此时管内气压小于管外气压,于是饮料被压进吸管,所以管内是处于负压状态,故B符合题意;
C.充满气的轮胎,胎内气压增大,大于胎外气压,不是处于负压状态,故C不符合题意。
故选B。
【分析】①流体总是从压强大的地方流向压强小的地方,根据救护车内气体的流动方向比较即可;
②首先根据大气压强随高度的变化规律确定高海拔地区外界大气压强的变化,然后分析救护车内外气压差的大小变化,据此确定车内气压的大小变化方向即可;
③所谓“负压”,其实就是封闭空间内的气压小于外界大气压强,对各个选项中内外的气压大小进行分析即可。
10.科普阅读题:
高压锅
高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到以上,它省时高效,深受消费者欢迎。图高压锅的构造,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有限压阀,当锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气压减小。(标准气压约为 1.0×105Pa)
水的沸点t与气压p的关系如表:
p/×105Pa 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
t/℃ 100 110 120 130 140 150
(1)为防止出气孔堵塞致高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线,放气孔封口是易熔片 (熔点较低的合金材料),采用易熔片的物理意义是:高压锅一旦安全阀失效,出气孔被堵塞,锅内气体压强过大,沸点随之   ,当锅内温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就开始   ,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生;
(2)用这种高压锅在西藏高原地区烧水时,要达到同样的最高温度,需   (选填“增大”“减小”或“不改变”)限压阀的质量;
(3)用高压锅煮粥,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,而普通铝锅却看不到这种现象,对于灭火后,下列解释正确的是   ;
A.锅内温度迅速降到以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.锅内温度仍高于,即使不冷却,不拿去限压阀粥也还在沸腾
C.锅内温度仍高于,打开锅盖后锅内气压比原来低,所以重新沸腾
(4)若在原有锅盖的基础上再安装一套相同的排气孔和限压阀,则锅内最高水温将   (选填“升高”“降低”或“不变”);
(5)在外界为标准大气压的环境下,高压锅排气孔面积为 1×10-5m2,限压阀重 1.6N,则锅内最高水温可达   ℃。
【答案】升高;熔化;增大;C;不变;140
【知识点】压强的大小及其计算;沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)高压锅安全阀失效,出气孔就被堵塞,导致锅内气体压强就会过大,沸点随之升高,当锅内温度达到易熔片的熔点时,易熔片开始熔化,锅内气体从放气孔喷出,锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生。
(2)西藏高原地区海拔高,大气压随着海拔的增加,而逐渐降低,需要增加限压阀的质量来增大锅内气压,提高水的沸点。
(3)高压锅锅内的沸点随着气压大而升高,用高压锅煮粥,粥的温度会在100℃以上;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,导致粥的沸点也减小,在停火一瞬间仍然是高于100℃,所以粥重新沸腾,故C正确,AB错误。
故选C。
(4)若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀,高压锅内的最大压强不变,水温将不变。
(5)限压阀的重力G=1.6N,则排气孔的压力等于重力,即F=G=1.6N,S=1×10-5m2,根据压公式计算可知,限压阀对排气孔的压强,大气压p0=1×105Pa,此时锅内的气压,由表格数据可知,此时高压锅内水的温度为140℃;
【分析】1、沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小;
2、压强和海拔的关系为:随着海拔的增加,压强减小,海拔的减小,压强增加。
3、压强的计算公式:F=PS,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
11. 笔帽上的科学
青少年是国家的未来,国家非常关心青少年的健康成长,对于青少年日常使用物品的安
全性制定了相关标准。
例如:中学生常用的中性笔笔帽上的小孔是出于保护青少年的安全,确保如果有人误吞
笔帽时仍有空间进行呼吸,因此也被称为“救命孔”(如图甲、图乙)。
国家因此制定了相关标准,《中华人民共和国国家标准——学生用品的安全通用要求(GB21027﹣2007)》中的规定,书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽应符合下列 3 条规定中的至少一条:
①笔帽尺寸足够大。
②笔帽上需要有一个横截面积至少为××平方毫米的通气小孔。
③笔帽上的小孔最小通气量为 1.36×10 4m3/s。
(1)中性笔握手的位置上有一层橡胶是为了   (选填“增大”、“减小”)笔与手之间的摩擦,笔尖滚珠与纸面之间的摩擦是   (选填“滑动”、“滚动”或“静”)摩擦;
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积    时(选填“变大”、“变小”),压强增大;这一情况与   时人体肺部压强的变化一样(选填“吸气”、“呼气”);
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压   (选填“相同”、“不同”),摘笔帽时更容易;若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达 20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为   m2;
(4)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,由于气管堵塞导致肺内气压比外界小,若医生至少需要 1N 的力作用在笔帽上才能将笔帽取出。笔帽的横截面积约为 0.8m2,则此时肺内
气压大约是   Pa(外界气压P0=1×105Pa)。
【答案】(1)增大;滚动
(2)变小;呼气
(3)相同;6.8×10-6
(4)8.75×104
【知识点】增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算;连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】 (1)中性笔握手的位置上有一层橡胶是为了增大笔与手之间的摩擦,笔尖滚珠可以在纸面上滚动,因而与纸面之间的摩擦是滚动摩擦。
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积变小时,压强增大;这一情况与呼气时人体肺部压强的变化一样。
(3)①中性笔笔帽上的小孔与大气连通,会使笔帽内外的气压相同,不会产生压强差,摘笔帽时更容易。
② 通气孔的面积至少为
(4)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,由于气管堵塞导致肺内气压比外界小,若医生至少需要1N的力作用在笔帽上才能将笔帽取出。笔帽的横截面积约为0.8cm2,此时笔帽受到的压强为:,
则此时肺气压大约是:p2=p0-p1=1×105Pa-1.25×104Pa=8.75×104Pa。
【分析】 (1)增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;在同样的条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多;
(2)一定质量的气体,体积越小,压强越大。
(3)根据大气压的应用分析;根据计算通气孔的面积。
(4)首先根据 计算内外压强差,再根据p2=p0-p1计算肺内气压。
四、实践探究题
12.“胜哥”组织同学们开展一次登山活动,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。
五、实验探究题
13.“胜哥”利用图甲所示装置来估测大气压的值,实验器材包括:量程为0~10N的弹簧测力计、10mL注射器A、5mL注射器B、2mL注射器C、一把刻度尺.
(1)本实验研究的是大气对   (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器   (选填“A”“B”或“C”)来进行实验;
(3)换用所选的注射器重做实验,实验步骤如下:
① 把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
② 如图甲所示,安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F为5.2N;
③ 用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L为4.00cm;
④ 算出大气压的值为   Pa;
(4)实验时,“胜哥”发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得的大气压值   (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)为了消除摩擦力的影响,“胜哥”改进了实验,如图丙所示,将容积为V、全部刻度长度为L的注射器固定在水平桌面上,活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则计算大气压值的表达式为p=   (用题中所给字母表示).
【答案】(1)活塞
(2)C
(3)
(4)偏大
(5)
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,用力拉动测力计,当注射器的活塞刚刚被拉动时,此时测力计的示数就是大气压力,再根据压强公式计算大气压强,因此研究的是大气对活塞的压力。
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,说明大气对B的压力太大。根据F=pS可知,其实就是B的活塞受力面积太大,此时应该选用更细一些的C进行实验。
(3)活塞的受力面积;
则大气压强为:。
(4)实验时,同学们发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大,根据F拉=f+F大气可知,将导致测得的大气压值偏大。
(5)当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,活塞受到的大气压力向右,摩擦力向右,
根据平衡力的知识得到:G1=F+f ①;
当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,活塞受到的爱情压力向右,摩擦力向左,
根据平衡力的知识得到:G2=F-f ②;
①②联立解得:F=;
那么大气压强为:。
【分析】(1)根据实验的探究过程分析;
(2)根据F=pS分析解答;
(3)首先根据计算活塞的受力面积,再根据计算大气压强;
(4)根据平衡力的知识分析测力计的示数变化即可;
(5)首先根据平衡力的知识列出两个关系式,然后联立计算出大气压强,再根据计算大气压强即可。
14.“胜哥”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)如图甲所示,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29.9N。
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为   cm,计算出活塞的横截面积。
(4)计算得到大气压强的数值为   Pa。
(5)“胜哥”发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的主要因素是:   。(写出一条)
【答案】(1)排尽注射器内的空气
(2)刚被拉动
(3)6
(4)8.97×104
(5)空气没有排尽
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】解:(1)为了排尽注射器内的空气,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,(3)从图中可以看出,注射器可容纳的药(2)活塞刚被拉动时,由二力平衡的条件可知:此时大气压强产生的压力和弹簧测力计的示数相等。(3)由图可知,注射器容积为20mL=20cm3,注射器全部刻度的长度为6.00cm,
故活塞的横截面积为S= = = cm2= ×10﹣4m2。(4)可计算出大气压强的值为:p大气= = ≈8.97×104Pa。(5)从实验结果看,测量结果小于一标准大气压,造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等;拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大。
故本题答案为:(1)排尽注射器内的空气;(2)刚被拉动;(3)6;(4)8.97×104;(5)空气没有排尽。
【分析】(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气.
(2)由二力平衡的条件分析解答即可.
(3)测出注射器全部带刻度的长度,求出活塞的横截面积S.
(4)根据p=求出大气压强的值.
(5)造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等.
15.“五一”节期间,“胜哥”与同学们一起骑自行车环绕美丽的千岛湖骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟   有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
⑴实验中应保持环境   不变且注射器管壁导热性能良好;
⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出   值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5
气体的体积V() 50 40 34 30 26
气体的压强p() 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94
压强与体积的成绩() 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成   关系。
【拓展应用】
⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越   ,压强越   (均选填“大”或“小”);
⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来   轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了   。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为   。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是   。
【答案】温度;温度;气体的体积;反比;小;大;减小;排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内;;活塞与筒壁间有摩擦
【知识点】大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
由题意知,注射器筒活塞的横截面积
活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
【分析】大气压的大小和气体的温度有关;
(1)实验中,从注射器上,可以看到气体大小;
(2)探究大气压和气体体积的关系,要保持温度相同;根据实验数据判断,大气压和体积成反比;
(3)压缩气体体积时,体积减小,压强变大;降低温度,可以减小压强;排净注射器中的空气,便于测量大气压的大小;
(4)根据压力和受力面积的比值, 计算压强大小;由于活塞和注射器间的摩擦力,使测量的大气压偏大。
16.同学们通过视频号“胜哥课程”学到了许多物理知识。以下两个现象可能您尝试或观察过:
①喝牛奶时,把吸管插入牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出。
②在室温下,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就爆破了。
(1)由以上现象进行猜想:
当气体的体积一定时,气体压强可能与气体的   和   有关。(设计并进行实验)
(2)小明同学进行了如下实验来研究烧瓶内水面上方的气体压强:
把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中,如图甲所示;
①从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强   (选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置(如图乙所示)。
②接着用手握住烧瓶的瓶颈部分,使瓶内气体的压强增大,请您在图乙中画出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置;
(3)(实验拓展)
①控制其它条件相同时,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,则管内水柱上升的高度会   (选填“相同”或“不同”),理由是   。
②控制其它条件相同时,把图甲的装置从山脚移到山顶,则细玻璃管内的液面将   (选填“上升”、“下降”或“不变”),这是由于   。
【答案】(1)质量;温度
(2)增大
(3)相同;管中的水柱上升的高度相等;上升;因为外界气压减小,所以细玻璃管内的液柱在瓶内气压的作用下会上升
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】 (1)把吸管插入牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出。牛奶喷出的原因是内部压强大造成的;其盒内压强变大的原因是:向里面吹气时,体积一定气体质量增大造成的,即能说明气体压强的大小与气体的质量有关;同理,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就爆破了。气球爆破的原因也是内部压强变大造成的,即体积一定的气体由于温度升高导致压强增大,所以气体压强的大小还与温度有关。(2)①当用细管向瓶中吹气时,瓶内空气的体积一定,质量变大,所以瓶内的气压变大,在瓶内气压的作用下细玻璃管内水柱上升;②用手握住烧瓶的瓶颈部分,瓶内气体的压强增大,因此,玻璃管内水柱上升的高度更高,b处位置如图所示:
【实验拓展】(3)在该题中,瓶内增大的压强与上升的那一段液柱的压强是相等的,因为液体压强与液体的密度和深度有关,所以在瓶内增大的压强相等的情况下,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,液柱的深度相同,管中的水柱上升的高度相等。(7)大气压随高度的增加而减小,山顶的气压比山脚的气压小,把图甲的装置从山脚移到山顶时,因为外界气压减小,所以细玻璃管内的液柱在瓶内气压的作用下会上升。
【分析】该题考查了同学们对上述材料的分析和理解能力,以实验题的情景考查了气体压强大小的影响因素,在该题中,瓶内增大的压强与上升的那一段液柱的压强是相等的,故在瓶内增大的压强相等的情况下,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,据液体内部的压强的特点可判断,管内的水柱上升的高度相等;大气压随高度的增加而减小,外界气压减小,所以细玻璃管内水柱会在瓶内气压的作用下上升.
17.如图(a)所示为某课外小组自制的温度计,瓶子作为液泡装满某种液体,在密封的瓶塞上插上足够长的细管。为了探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关,他们首先选用横截面积为S1的细管进行实验,把液泡浸没在不同温度的水中,如图(b)所示,并将数据记录在表一中。然后换用横截面积为S2的细管重复实验,将数据记录在表二中。(已知S1> S2)
表一 横截面积S1
序号 温度 液柱高度h(cm) 温度变化量Δt(℃) 液柱高度的变化量Δh(cm)
1 0 5 10 2
2 10 7
3 20 9 20 4
4 40 13
5 60 17 40 8
6 100 25
表二 横截面积S2
序号 温度 液柱高度h(cm) 温度变化量Δt(℃) 液柱高度的变化量Δh(cm)
7 0 6 5 1.5
8 5 7.5
9 10 9 20 6
10 30 15
11 60 24 30 9
12 90 33
(1)分析比较实验序号   的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。
(2)分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的 初步结论是:   。
(3)接着该小组又研究了表一(或表二)中液柱高度变化量Δh和温度变化量Δt 的关系,可归纳得到结论:   。
【答案】(1)1和7(或2和9、或5和11)
(2)同一液泡,细管横截面积S相同时,温度t越大,液柱高度h越大
(3)同一液泡,细管横截面积S相同时,温度变化量Δt越大,液柱高度变化量Δh越大
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】根据控制变量法,要比较细管横截面积S和液柱高度h的关系,就要控制其他的变量相同,即控制液泡和温度t相同,改变细管横截面积S,观察液柱高度h的变化,所以分析比较实验序号1和7(或2和9、或5和11)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。根据控制变量法,分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的 初步结论是:同一液泡,细管横截面积S相同时,温度t越大,液柱高度h越大。根据控制变量法,研究了表一(或表二)中液柱高度变化量Δh和温度变化量Δt 的关系,可归纳得到结论:同一液泡,细管横截面积S相同时,温度变化量Δt越大,液柱高度变化量Δh越大。
【分析】(1)当液泡和温度相同时,细管的横截面积越小,高度变化越大;(2)同一液泡,细管横截面积相同时,温度越大,液柱高度越大;(3)同一液泡,细管横截面积相同时,温度变化量越大,液柱高度变化量越大。
18.“胜哥”在生活中发现以下有关气体压强的现象:
a.自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
b.压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力.
由此他想探究“一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关”,并提出了以下假设:
①一定质量的气体产生的压强与气体的温度有关;
②一定质量的气体产生的压强与气体的体积有关.
他设计并进行了如下操作:
第一步:“胜哥”取一根长约为1m一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银封闭一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置,如图甲所示;
第二步:“胜哥”将玻璃管中的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面的位置与原来标记位置重合为止,如图乙所示;
第三步:“胜哥”将玻璃管中的空气柱浸入80℃的水中重复实验,发现空气柱的温度越高,上方需要注入的水银柱也越长,如图丙所示.
请你帮“胜哥”完成下列探究问题:
(1)实验中,一定质量气体产生压强的大小是通过   来反映的;
(2)由上述实验操作可知,小明验证的是假设   (选填“①”或“②”),得到的结论是:一定质量的气体在   一定时,产生的压强随   升高而增大.
【答案】(1)水银柱的长度转换法
(2)①;气体体积;温度
【知识点】气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)水银柱的压强大小通过水银柱的长度来反应;(2)由于实验改变了温度,所以探究了压强和温度的关系,验证假设①,结论是一定质量的气体在体积一定时,产生的压强随温度的升高而增大。
【分析】(1)探究气体压强大小时,利用水银柱的高度反应压强的大小;
(2)实验时改变的气体温度,探究了气体压强和温度的关系。
19.“胜哥”在测量某液体的密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知(ρ0)的液体。右侧容器盛有待测液体(ρ)。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示:
(1)如图所示,液柱会上升是因为玻璃管内部气压   (选填“大于”或“小于”)玻璃管外部大气压,形成压强差;
(2)为了测量右侧液体的密度还需要的测量器材是   ,需要测量的物理量有   ;
(3)根据已知液体密度和测量得到的物理量,可得出待测液体密度的表达式为   ;
(4)空气不能完全抽空,测量结果   (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】小于;刻度尺;h1和h2;ρ=ρ0;不受影响
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)抽气机抽出U型管内部分空气,内部气压小于外部气压,外界大气压使液柱上升。
(2)根据液体压强计算公式可知,需要使用刻度尺测量液柱高度h1和h2。
(3)[左右管内气压处于平衡状态,受力面积相等,根据压强公式计算可知左管与右管中压强相等;左管中压强为,右管中压强为,解得
(4)不能完全抽空空气,两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
【分析】1、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
2、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
六、综合题
20.如图所示是托里拆利实验,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中,测得该地的大气压相当于   水银柱所产生的压强;
(2)已知海拔越高,气压越低。若想使水银柱的高度变为,则应到海拔更   (选填“高”“低”)的地方进行实验;
(3)实验中,若倾斜玻璃管至如图丁所示,则水银柱的高度将   ,水银柱的长度将   ;(两空均选填“变长”“变短”或“不变”)
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,管中混入少了的空气,则所测量的大气压值比真实值要   ;(选填“偏大”或“偏小”)
(5)如图丙,实验中不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是   ;(选填“液柱下降”或“液柱向上喷出”)
(6)若同学们用图己中B注射器、量程为的弹簧测力计、刻度尺等相关用品测量大气压,当弹簧测力计被拉到,活塞仍没有滑动。可改用图己中的   (选填A或B或C)注射器。
【答案】(1)0.75
(2)高
(3)不变;变长
(4)偏小
(5)液柱下降
(6)C
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1) 第1空、 从图中可以直接读取水银柱的高度,确定该地大气压相当于 0.75 米水银柱产生的压强。故该空填“ 0.75 ”;
(2) 第1空、 因为海拔越高气压越低,要使水银柱高度变为 0.5 米,即降低水银柱高度,所以应到海拔更高的地方,那里气压更低。故该空填“ 高 ”;
(3) 第1空、 水银柱的高度只与大气压有关,大气压不变,所以高度不变。故该空填“ 不变 ”;
第2空、 而倾斜玻璃管后,水银柱的长度会变长,因为在倾斜情况下,要保证高度不变,长度必然增加。故该空填“ 变长 ”;
(4) 第1空、 若管中有少量空气,这些空气会产生一定的压强,使得水银柱上升的高度减小,从而导致测量的大气压值比真实值偏小。故该空填“ 偏小 ”;
(5) 第1空、 当玻璃管顶部打破时,管内与外界大气相通,内外气压相等,水银柱在重力作用下 液柱下降 。故该空填“ 液柱下降 ”;
(6) 第1空、 当弹簧测力计拉到最大量程时活塞仍未滑动,说明需要更大的力来拉动活塞,也就是需要更大的大气压,而增大大气压可以通过增大注射器的横截面积来实现,C 注射器的横截面积比 B 大,所以可改用 C 注射器。故该空填“ C ”。
【分析】 根据实验图示直接读取水银柱高度得出大气压相当于的水银柱高度。依据海拔与气压的反比例关系,判断要改变水银柱高度应选择的海拔高度区域。接着,理解倾斜玻璃管时大气压不变所以水银柱高度不变但长度会改变。对于混入空气的情况,考虑空气压强对水银柱高度的影响从而得出测量值与真实值的大小关系。玻璃管顶部打破后,基于内外气压平衡来分析水银柱的变化。最后,在测量大气压的拓展中,根据力与压强、面积的关系,选择合适的注射器来满足实验需求。
21. 小金利用透明硬质水管测量大气压强值。实验装置示意图如图乙,其中K1、K2为气密性良好的阀门。将管子下端浸在水槽中,关闭K2,往管内装满水(水位超过K1),再关闭K1,打开K2,管内液面下降,稳定后测得管内外液面高度差h=9.30m。
(1)可得当地的大气压强值为   Pa;(g取10N/kg,)
(2)再打开K1,管内水面将   (选填“上升”、“不变”或“下降”);
(3)小金将长度约为30cm的塑料管装满水并用纸片盖住,迅速倒置,使管口竖直向下,发现纸片不会往下掉,如图丙所示。此时纸片受到水的压强   (选填“小于”、“大于”或“等于”)大气压强;随后将管口旋转至水平方向,发现纸片仍不往下掉,说明   ;
(4)“胜哥”在给同学们演示大气压强实验时候,如图丁所示,可知当时的大气压强相当于   mm高水银柱所产生的压强,此气压下水的沸点   100℃,(选填“大于”“等于”或“小于”),小华同学换了一根更粗的玻璃管进行实验,操作正确,那么玻璃管中的水银柱内外高度差将   (选填“变大”“不变”“变小”)。
【答案】(1)
(2)下降
(3)大于;大气向各个方向都有压强
(4)740;低于;不变
【知识点】连通器原理及其应用;大气压强的存在;大气压强的测量方法;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)测量得到的大气压强值为;
(2)再打开,管内的气压小于外界大气压,所以管内水面将下降;
(3)将装满水的塑料管用纸片盖住,迅速倒置,如图丙,纸片不会往下掉,这是因为纸片下端的大气压数值大于纸片上端水柱产生的压强值;当管顶端被扎破一个小孔时,管中水的上方大气压与管外大气压相等,管中的水和纸片在自身重力的作用下下落;
(4)如图丁,当时的大气压强等于740mm水银柱产生的压强,此时的气压低于标准大气压760mm水银柱,水的沸点低于100℃。
【分析】(1)根据公式可求产生的压强大小;
(2)根据(1)求出的压强与大气压相比较,即可得出结论;
(3)管中水不会下落,是因为纸片下部受到了大气压的作用,故说明了大气压强的存在;当管顶被扎破时,管中水的上方也有了大气压,此时纸片和水会落下。
4)用托里拆利实验测量大气压值时,当玻璃管J端是真空时,玻璃管内外水银面差是当时的大气压值;
标准大气压等于760mm高水银柱所产生的压强:水的沸点在标准大气压下是100℃;大气压越大水的沸点越高;
22.如图为高压锅的示意图,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24cm,空心柱小孔横截面积为10m2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点   (“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快:限压阀周围的白气是   形成的。(物态变化名称)
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压   (填“高于”或“低于”一个标准大气压,水在未达到10C时开始沸腾。若如图某型号的高压锅的锅盖面积为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)为   N;
(3)下表为不同气压下水的沸点,已知此高压锅内气体能达到的最大压强为1.8×105Pa,锅内水的最高温度能达到   ℃.经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过8×105Pa,如果要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀不能使用,需要   (选填“增大”或“减小”)质量的,通过已知条件计算,新限压阀质量为   g.
p/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.48 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
【答案】(1)升高;液化
(2)低于;7200
(3)120;减小;80
【知识点】液化及液化放热;压强的大小及其计算;大气压强与高度的关系;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1)①用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点升高,从而使饭菜熟得更快:②限压阀周围的白气是水蒸气从气态变成液态发生液化现象形成的。
(2)大气压强随高度的增加而减小,则在高原上,气压低于一个标准大气压。
锅内气体对锅盖的作用力:F=△ps=(1.6×105Pa-1×105Pa)×450×10-4m2=2700N;
(3)根据表格可知,当锅内气压为2×105Pa时,锅内的最高温度为120℃。
现在限压阀的重力为:G=F=△pS=(1.8×105Pa-1×105Pa)×10×10-6m2=0.8N;
则限压阀的质量为:。
因为80g<100g,
所以限压阀的质量要减小。
【分析】(1)①根据液体沸点随上方气压的变化规律解答;
②根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
(2)根据大气压强随高度的变化规律解答。首先将锅内气压和锅外气压相减得到气体对锅盖向上的压强差,再根据F=△ps计算气体对锅盖的作用力。
(3)根据表格确定锅内的最高温度。首先根据G=F=△pS计算限压阀的重力,再根据计算限压阀的质量,然后比较即可。
23.如图 7.35 所示, 粗细均匀的玻璃管 和 由一橡皮管连接, 构成连通器, 一定质量的空气被水银柱封闭在 管内, 此时两管水银面一样高, 管上方与大气相通。若固定 管, 将 管沿竖直方向缓慢上移一小段距离 管内的水银面相应升高 , 则 与 的关系是 (  )。
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 将 管沿竖直方向缓慢上移一小段距离压强变大,所以气体体积减小,但封闭气体的压强比大气压大,所以B错误水银面高,所以H-h>h,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】根据压强变化和气体体积变化的关系判识选项
在等温状态下,气压变大,体积缩小,同时封闭气体所以压强大于大气压,据此可列H-h>h关系式。
七、计算题
24.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.锅盖中间有一个排气孔,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,蒸汽即可从排气孔排出锅外,这样就不会因锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全.已知高压锅的限压阀的质量为 100.8g,排气孔的面积为7mm2.求:
(1)锅内气体的压强最大可达多大
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应地增加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:pmax=p0+p限,限压阀在气孔上产生的压强:
(2)
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)根据限压阀产生的压力等于其重力,结合质量,利用G=mg,计算重力和压力;利用,计算压强;
(2) 锅内外压强差即限压阀在排气孔上产生的压强,锅内温度为
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