空气的“力量” 练习
一、单选题(本大题共9小题,共18.0分)
历史上最早测出大气压强值的科学家是
A. 牛顿 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 帕斯卡
下面事例中不属于利用大气压的是
A. 用活塞式抽水机把水抽上来 B. 在茶壶盖上做了一个小孔
C. 用注射器将药液注入身体 D. 夏天我们使用吸管喝饮料
下列现象中与大气压强无关的是
A. B. C. D.
把装满水的量筒,口朝下没在水中,如图所示,抓住筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分
A. 充满水
B. 有水但不满
C. 没有水
D. 瓶内外水面始终保持相平
如图所示是小明自制的气压计,在探究大气压随高度的变化时,小明拿着它从一楼来到30楼的过程中,观察玻璃管内水柱高度的变化,根据所学的知识,你以为玻璃管中水柱高度应该
A. 变高
B. 变低
C. 不变
D. 变高变低都有可能
如图所示,下列事实中不能说明大气压存在的是
A. 吸盘吸附在墙面 B. 塑料袋向四周鼓出
C. 去壳熟鸡蛋吸入瓶内 D. 纸杯托水
如图所示,将托里拆利实验装置中的玻璃管倾斜,则试管内水银柱的长度的变化情况是
A. 不变 B. 变长 C. 变短 D. 无法确定
如图所示,利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将
A. 保持不变
B. 逐渐下降,最终与管外液面相平
C. 稍微下降一些
D. 逐渐上升,最终从小孔中流出
如图所示,在密闭性很好的玻璃瓶里装一些水,取一段两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,把此装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将
A. 上升 B. 下降 C. 先上升后下降 D. 先下降后上升
二、填空题(本大题共5小题,共10.0分)
在做托里拆利实验中,若把管子倾斜时管内外水银面高度差______,若在管里混入少量空气,管内外水银面高度差______。填“不变”、“变大”或“变小”
证明大气压存在的著名实验是______,最早测出大气压的科学家是意大利的______,1标准大气压____________Pa。
如图所示,将纸杯装满水后,用薄塑料片盖严杯口并倒置,发现塑料片不掉、水不流出,发生这种现象的原因是有______存在.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂着的窗帘会飘向窗外;居室前后两面的窗户都打开时,“过堂风”会把居室侧面摆放在衣柜门吹开,以上现象的原因是______.
在制糖工业中,要用沸腾的方法去掉糖中的水份,但糖在左右会变质,这时要保证锅内的气压 _______1个标准大气压,使锅内水的沸点__________均选填“大于”、“小于”或“等于”。
大玻璃窗户的清洁可由“自动擦窗机器人”来完成,它的吸盘能“吸”住光滑玻璃,是利用了______;机器人静止在竖直玻璃板上,真空泵将吸盘内的空气继续向外抽出,则机器人受到的摩擦力______选填“变大”“变小”或“不变”。
三、实验探究题(本大题共1小题,共6.0分)
为测量大气压强的数值,同学们进行了大量的实验:
小华利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值.
在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值 ______.
实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值______ ;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值______ 均选填“偏大”、“偏小”或“不变”
在实验评估后,他对实验进行了适当的改进,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;然后按照如图所示的过程,慢慢的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,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是和下列计算式正确且最接近真实值的是______
A.B.?C.D.
小欣同学将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图戊所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G.
吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是______ ,所测大气压强的表达式是______ .
该方法所测数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是一条即可:______ .
四、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
某高压锅的锅盖面积是,当锅内的水沸腾时,测得锅内水蒸气的压强是个标准大气压。个标准大气压相当于请解答下列问题:
锅内水的温度是低于还是高于?
求水蒸气对锅盖的压力。
学习了大气压的知识以后,小明对大气压强通常有这么大存有疑问,想亲自证实一下。小明买来一个塑料挂钩,把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面,如图所示,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为;又找来一个轻塑料桶质量可忽略不计,在桶中装水。
试求轻塑料桶所装水的重力。
大气对吸盘产生的压力大约是多少?
当小明把水桶挂到挂钩上时吸盘却被拉掉了,是大气压没有那么大还是其他原因?请发表你的看法。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、牛顿总结出来牛顿三定律、得出了万有引力定律。故A不符合题意;
B、伽利略用实验证实了日心说。故B不符合题意。
C、托里拆利第一个测出了大气压的值。故C符合题意;
D、帕斯卡发现了帕斯卡原理,故D不符合题意。
故选:C。
托里拆利第一次通过实验测出来大气压值,这就是著名的托里拆利实验。
多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的,所以考试中也时有涉及,在学习中应注意。
2.【答案】C
【解析】解:A、抽水机工作时,使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,所以是利用了大气压;故A不合题意;
B、茶壶盖上的小孔与外界大气连通,在壶内气压减小时,大气压通过小孔作用在水上,使水顺利流出壶嘴,所以是利用了大气压;故B不合题意;
C、用注射器将药液注入身体,药水是在人的推力作用下,向前流动而进入病人身体,与大气压无关,故C符合题意;
D、吸管吸饮料时,先吸走了管中的空气,使管内气压减小,饮料是在大气压的作用下进入吸管的,所以是利用了大气压。故D不合题意。
故选:C。
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。
本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
3.【答案】D
【解析】解:A、用吸管吸饮料时,口腔内的气压减小,小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下被压入口中.故A不合题意.
?B、塑料吸盘的工作过程是:用力将吸盘紧压在墙壁上,将塑料吸盘中的空气排出,松手后,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上.故B不合题意.
C、滴管吸药液的过程是:首先将滴管内的气体排出,松手后,橡皮囊恢复原状,内部气压减小,小于外部大气压,在外界大大气压的作用下,药液被压入滴管.故C不合题意.
D、帕斯卡圆桶实验,验证了液体压强随着深度的增大而增大.该实验与大气压无关.故D符合题意.
故选D
逐个分析各选择项中设备的工作过程,然后确定其是否利用了大气压.从而可以得到答案.
在A、B、C三个选择项中,提到的是吸饮料、吸住、吸入滴管,都有一个共同的吸子,实际上,这些现象都是大气压压的结果.内部吸的过程,只不过是为了使内部气压小于外界大气压.
4.【答案】A
【解析】【分析】
本题的原理和托里拆利实验类似,托里拆利实验中,一个标准大气压可以支持760mm的水银柱,而如果是支持水柱的话,可以支持约10m之高,所以对量筒中的水柱来说,完全可以支持得住,水柱不会下降。
一个大气压约为,根据求出大气压能支持水柱的高度,然后与量筒内水柱的高度相比较得出答案。
【解答】
一个大气压约为,由可得,大气压能支持水柱的高度:
,
因量筒装满水时,水的深度远远小于大气压能支持水柱的高度,
所以,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分充满水,故A正确、BCD错误。
故选A。
5.【答案】A
【解析】解:把气压计从一楼来带到30楼,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会增大。
故选:A。
大气压不是一成不变的,与高度、天气都有关,且随高度的增加而减小。
本题主要考查学生对:气压与高度的关系的了解和掌握。
6.【答案】B
【解析】解:A、吸盘式挂衣钩向墙上按时,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,能说明大气压的存在但不符合题意;
B、装水的塑料袋向四周鼓,即说明了液体内部向各个方向有压强,不能说明大气压强的存在,但符合题意;
C、将去壳的鸡蛋放在瓶口,瓶内酒精燃烧时消耗了一部分空气,使得瓶内气压减小,小于外界大气压,去壳鸡蛋在大气压的作用下进入瓶内,故能说明大气压存在但不符合题意;
D、标准大气压支持高的水柱,当然能支持一杯水。故该选项能说明大气的存在但不符合题意。
故选:B。
要解决此题,首先要对大气压有一个正确的认识,将大气压与水的压强区别开来。
此题主要考查了大气压强和水的压强,并且利用所学的物理知识来解释有关的现象。
7.【答案】B
【解析】解:当玻璃管倾斜时,由于大气压不变,能支持的水银柱高度不变,即玻璃管中水银柱的高度不变;但倾斜时,使得管中水银柱长度会变大.
故选B.
托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压,即外界大气压不变,当玻璃管倾斜时,管内水银柱高不变,但长度变长.
本题考查了托里拆利实验的原理,能根据“管内水银柱产生的压强等于大气压”得出玻璃管内水银的竖直高度不变是本题的关键.
8.【答案】B
【解析】解:当玻璃管顶部穿一小孔时,上端会进入空气,则玻璃管中与水银槽液面齐平的液面上下的压强不再平衡,向下压强等于大气压强加上水银柱产生的压强,所以水银柱向下运动直到与水银槽中液面相齐平。
故选:B。
托里拆利实验测量大气压的原理是:在玻璃管中取一液面这一液面与水银槽中的液面相齐平,则有大气向上的压力等于玻璃管中水银向下的压力,即,即大气压强等于玻璃管中水银柱产生的压强。
搞懂实验原理是解决此类问题的关键,本题若在玻璃管中有水银的部位打一小孔,则会出现小孔上端的向上运动,下端的向下运动,直到与水银槽中液面相齐平。
9.【答案】A
【解析】解:把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,由于大气压随海拔的升高而减小,山顶的大气压比山脚的大气压低,导致玻璃管内液面在瓶内气压的作用下而上升。
故选:A。
把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小。分析瓶内外压强的变化可做出判断。
此题主要考查的是水气压计,涉及了气压和高度的关系,知道大气压随海拔的升高而减小是解题关键。
10.【答案】不变;变小
【解析】解:托里拆利管倾斜会使水银柱变长,但垂直高度会不变;若在管里混入少量空气,少量的空气产生的压强水银柱产生的压强外界大气压,所以结果会偏小,故管内外水银面高度差变小。
故答案为:不变;变小。
托里拆利实验的结果已经证明,在一标准大气压下,大气压能支持约760mm高的水银柱,与管的长短当然不能短于、粗细、倾斜与否都没有关系。但如果管上方混入空气就不同了,因为空气也会产生一定的压强,从而抵消了一部分外界气压,从而使水银柱变短。
大气压强是变化的,天气、海拔等都会影响大气压的大小,但如果所测的结果偏小的话,我们应该及时检查是否管内混入了气泡,这也是实验操作中较常出现的问题。
11.【答案】马德堡半球实验 ? 托里拆利 ? 760 ?
【解析】解:证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验;
最早测出大气压的科学家是意大利的托里拆利;
1标准大气压。
故答案为:马德堡半球实验;托里拆利;760;。
年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了:大气压的存在大气压很大;
意大利科学家托里拆利通过实验测出了大气压值,当是气压为,定为标准大气压。
此题主要考查的是大气压强的存在证明实验--马德堡半球实验,以及大气压强的测量--托里拆利实验和计算大气压强的数值,属于识记性内容,比较简单。
12.【答案】大气压;流速大的地方压强小
【解析】解:
薄塑料片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,薄塑料片受到向上的大气压远远大于水对它向下的压强,所以薄塑料片不会掉下来.
当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开,利用了流体压强与流速的关系.
故答案为:大气压;流速大的地方压强小.
此实验是证实大气压存在的最常见的实验,薄塑料片没有掉下来就是因为受到外界大气压对薄塑料片向上压力的作用;
流体压强与流速的关系是通过实验探究得到的,流体包括液体和气体,流速越快的地方压强反而越小.
本题考查了证明大气压存在的最简单实验,比较简单
13.【答案】小于;小于
【解析】【分析】
要解答本题需掌握:液体的沸点跟气压的大小有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
本题主要考查学生对沸点与气压关系的了解和掌握,是一道基础题。
【解答】
因为糖在左右会变质,所以应该使水在低于时沸腾,根据气压与沸点的关系,锅内水的气压应该小于1标准大气压。
故答案为:小于;小于。
14.【答案】大气压 ? 不变
【解析】解:当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,内部气体压强减小,它在外界大气压的作用下被告牢牢吸在竖直玻璃上。
擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,当真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变。
故答案为:大气压;不变。
吸盘主要是利用大气压来工作的,据此解答;
两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。摩擦力不一定是阻力,它可以作为动力;
物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力。
本题考查了大气压的应用,二力平衡条件的应用和摩擦力大小的影响因素,物体在平衡状态下受平衡力,找出平衡力是解题关键。
15.【答案】
;
偏小;偏大;
;
;;
挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出或吸盘的气密性不好,或实验过程中有外部空气进入吸盘,或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等.
【解析】解由图甲可知,注射器的刻度部分长为,其容积为,则注射器活塞的横截面积为,
小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,大气对活塞产生的压力,
所以大气压;
实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,这样会使得测得的大气压值偏小;
拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力F变大,这会造成最终测量的结果偏大;
丙图没有盖上橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁的摩擦力大小,
丁图在排尽空气后盖上了橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数是反映的是活塞与筒壁的
摩擦力大气的压力,
所以,大气对活塞产生的压力实际为,
代入压强公式,故选项C符合题意.
故选C.
吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力桶和细砂的重力等于大气压对吸盘的压力,即,
所以大气压强.
实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如:挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出;或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等合理即可.
故答案为:;偏小;偏大;;
;;挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等,合理即可.
由图甲可知,注射器的刻度部分长为L和其容积,求出注射器活塞的横截面积S;
瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,根据求大气压;
实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,据此分析测得的大气压值的偏差;
拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力F变大,据此分析;
仔细分析丙、丁两图的区别可以看出,甲图中因为没有盖橡皮帽,所以注射器内外气体连通,压强相等,此时弹簧测力计的示数实际是活塞与筒壁的摩擦力,而图乙中因为内部接近真空,几乎没有气压,所以此时弹簧测力计所测是大气产生的压力与活塞与筒壁的摩擦力,根据得到最接近真实值的大气压;
把塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,则吸盘在外界大气压的作用下被紧压在玻璃板上.而装有适量细砂的小桶挂在吸盘的塑料挂钩上,小桶对吸盘有个向下的拉力,在不计塑料挂钩的质量的情况下,要使吸盘脱离,小桶对吸盘的拉力桶和细砂的重力等于大气压对吸盘的压力;
根据写出大气压的表达式;
从吸盘内的空气没有完全都被挤出;或吸盘的气密性不好;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小
分析解答.
本题用两种方法测量大气的值,考察力的平衡及压强的计算及对实验方案的改和误差的分析,综合性强,难度较大.
16.【答案】解:水的沸点随水面气压的增大而增大,因为当锅内的水沸腾时,测得锅内水蒸气的压强是标准大气压,故锅内的水温度高于;
由得,水蒸气对锅盖的压力:
。
答:锅内的水温度高于;水蒸气对锅盖的压力为。
【解析】水的沸点随水面气压的增大而增大;
已知锅内压强和受力面积,根据即可求出压力大小。
本题考查压强计算公式的掌握情况,并且能够对其变形公式灵活应用。
17.【答案】解:水的质量:,?
水的重力:;?
吸盘面积:,?
吸盘受到的大气压力:;?
不是大气压没有那么大.可能是吸盘内没有完全压成真空或吸盘与玻璃接触面粗糙,有漏气现象,导致吸盘受到了吸盘内气体向下的压力,而使吸盘掉下。
答:水的重力为88N;大气对吸盘产生的压力大约是120N;不是大气压没有那么大.可能是吸盘内没有完全压成真空或吸盘与玻璃接触面粗糙,有漏气现象,导致吸盘受到了吸盘内气体向下的压力,而使吸盘掉下。
【解析】本题考查重力、大气压力的计算,关键考查物理知识在生活中的应用,还要注意在实际操作中要考虑可能出现的因素,与计算的理想情况要注意区分。
已知水的体积,根据公式可求水的质量,根据重力公式进一步求出水的重力.?
已知塑料吸盘与玻璃的接触面积,则可由求得大气对塑料吸盘的压力,?
若在实际操作中内部混有空气会使吸盘受到内部空气向下的压力而使吸盘下落。
第2页,共9页
第3页,共9页