2.3 大气的压强 重难点优化与提高练习(3课时,原卷+解析卷)

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名称 2.3 大气的压强 重难点优化与提高练习(3课时,原卷+解析卷)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2020-12-10 16:23:10

文档简介

2.3
大气压
尖子生培优
1.同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度h1、h2之比为4:5,则下列说法正确的是(??

A.液体密度ρ1、ρ2之比为5:6???
B.玻璃管内液体的质量之比为3:2
C.玻璃管内液体的重力之比为1:1????D.所测大气压的值之比为4:5
【答案】C
【解析】(1)同一地点,同一时间的大气压强的值是固定不变的;
(2)当玻璃管内的水银柱静止时,液柱产生的压强与大气压强相等,根据公式p=ρ液gh结合液柱高度之比计算液体密度之比;
(3)液柱产生的压力等于自身的重力,根据公式G=F=pS计算出液体的重力之比,进而得到它们的质量之比。
【解答】同一地点的大气压强相等,因此两种液体测得的大气压的值之比为1:1,故D错误;
两种液体的液柱产生的压强都等于大气压强,即p1=p2;根据公式p=ρ液gh得到:ρ1gh1=ρ2gh2,解得:ρ1:ρ2=5:4,故A错误;
玻璃管的横截面积相等,两种液体产生的压强相等,根据公式G=F=pS可知,玻璃管内液体的重力相等,即重力之比为1:1;根据公式G=mg可知,玻璃管内液体的质量之比为1:1,故B错误,而C正确。
2.(2020九下·宁波保送考试)如图所示,有一高为l的平口玻璃杯内装有深度为h的水,上面盖有卡片。现将玻璃杯翻转,水仍能留在玻璃杯内。已知大气压强为p0,水的密度为ρ,假设玻璃杯倒转后卡片稍微凸出,则水的深度变化量△h近似为(?
)(已知一定质量的气体其体积和压强之积是一定值,即PV=k,k为定值)
A.???????B.???????C.???????D.
【答案】A
【解析】以卡片为研究对象,根据平衡条件分别求出状态变化前后封闭气体的压强,然后根据平衡列方程可分析压强关系,最后根据玻意耳定律列式求解分析。
【解答】将玻璃杯翻转前,里面的气体体积为V1=(l-h)S,由平衡条件得:p1=p0,
将玻璃杯翻转后,里面的气体体积为V2=(l-h+△h)S,由平衡条件得:p2=p0-p水=p0-ρgh,
对里面的气体根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2,
即:p0(l-h)S=(p0-ρgh)?(l-h+△h)S,所以,

3.(2019八上·诸暨月考)医院给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程药液都保持匀速下滴,如图所示的各装置中应采用的装置为(??
)
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】药液滴入血管,是因为药液的压强大于人体的血压。如果要使药液均匀滴入人体,那么就要保证输液瓶口处的压强大小不变,据此分析装置图即可。
【解答】输液瓶口处的压强等于瓶内药液的压强;随着药液的不断减少,液面不断降低,根据公式p=ρ液gh可知,瓶口的压强不断减小,因此药液会越滴越慢。如果在瓶口出接入一根导管,让它与空气相通,当瓶内压强减少时,外面的空气进入瓶内,补充减小的压强,使瓶口出压强始终相等,即可达到目的,故B正确,而A、C、D错误。
4.如图所示。在一个有水的容器内,在水中有一个小试管开口向下竖起浮于水面上,试管露出水面的高度差为h,当将容器封闭并向外抽气时(??

A.h不变,H增大????B.h和H增大????C.h增大,H不变????D.h增大,H减小
【答案】C
【解析】(1)根据试管的漂浮状态分析浮力和重力的关系,再根据阿基米德原理判断排开水的体积变化,最后根据V=Sh推断H的变化;
(2)小试管开口向下竖起浮于水面上时,p试管=p容器+ρ水gH;当将容器封闭并向外抽气时,根据容器内气体体积和压强的变化,判断出管内封闭气体体积和压强的变化,最后即可得出。
【解答】由于试管处于漂浮状态,则浮力和重力相等,
因为试管重力不变,所以浮力不变;
根据阿基米德原理可知,试管排开水的体积V排也不变;
由于试管的横截面积S不变,根据公式可知,则H不变;
小试管开口向下竖起浮于水面上时,p试管=p容器+ρ水gH;
当将容器封闭并向外抽气时,容器内气体压强p容器减小,而ρ水gH不变,所以p试管要减小;
那么试管内的气体体积肯定要增大,即试管露出水面的高度差h变大。
5.(2017·浙江竞赛)学校课外兴趣小组想制作一个能产生持续喷泉的实验装置,他们设计的实验装置示意图如图所示,要在瓶内产生高度恒为h的喷泉,那么甲乙两个容器水面的高度差H与喷泉高度h的关系必须满足________,瓶内液面上的压强p必须________。
【答案】H>h;p=ρgh或p>ρgh
【解析】根据题目意思水从甲烧杯进入圆底烧瓶,再由圆底烧瓶进入乙烧杯,要产生持续的喷泉必须使甲中液面的压强大于烧瓶中的压强,烧瓶中的压强大于乙烧杯中的压强。
【解答】第一空:按题意可列出两个式子:

,两式相加,就得出H>h。式子中的
指得是烧瓶内液面上方空气的压强,这里的压强可以等于0,也可以大于0。
第二空:由于喷泉喷出液面后,还可以上升h,我们可以把它看成一个管子内的水能上升h,则管子内的水柱在液面处的压强大小与液面上方的空气压强有关:如果烧瓶内液面上方空气的压强为0,则p=ρgh,如果烧瓶内液面上方空气的压强大于0,则p>ρgh。
6.(2019八上·杭州期中)小陆同学在课外利用身边的硬币进行了实验,查寻规律:在地面附近同一高度,空气流速V与当地大气压强P的关系可表示为0.5ρV2+P=C;式中C是常量,ρ表示空气密度。根据上述关系式可知:
(1)常量C表示空气流速为0时的________。
(2)若硬币质量为m,则刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=________。
(3)硬币上下表面积相同均为S,请导出刚好将硬币吹起时吹气速度V的表达式________(用ρ、s、m、g表示)
【答案】(1)大气压强的大小(2)mg(3)
【解析】(1)根据关系式为
0.5ρV2+P=C
可知,常量C表示空气流速为0时的大气压强的大小;
(2)吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G;那么刚好被吹起时,F下=F上+G,即:硬币上、下表面的压力差为△F=G=mg。
(3)刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,
即△F=G。此时硬币上方的压强为:p上=?C-0.5ρV2;
硬币下方的压强为:p下=C(空气流速为0);
那么硬币上下方的压强差为:p下-p上=△p=
0.5ρV2;
由△F=△p?S得到:
0.5ρV2?S=mg;
解得:?。
7.正确使用压力锅的方法是将已盖好密封锅盖的压力锅(如图)加热,当锅内水沸腾时再加盖压力阀S,此时可以认为锅内只有水的饱和蒸气,空气已全部排除,然后继续加热,直到压力阀被锅内的水蒸气顶起时,锅内即已达到预期温度(即设计时希望达到的温度),现有一压力锅,在海平面处加热能达到的预期温度为120℃。某人在海拔5000m的高山上使用此压力锅,锅内有足量的水。
(1)若不加盖压力阀,锅内水的温度最高可达多少?
(2)若按正确方法使用压力锅,锅内水的温度最高可达多少?
已知:水的饱和蒸气压Pw与温度t的关系图象如图甲所示。
大气压强P与高度A的关系的简化图象如图乙所示。h=0处Po=1.013×105Pa
【答案】(1)已知在海平面处,大气压强P0=101.3×103Pa,在z=5000m处,大气压强为P(5000)=53×103Pa,水沸腾时的饱和蒸气压Pw应等于此值,对应的温度即沸点为t1=82℃,达到此温度时锅内水开始沸腾,温度不再升高,故在5000m高山上,若不加盖压力锅,锅内温度最高可达82℃;
(2)由图可知,在t=120℃时,水的饱和蒸气压Pw(120℃)=198×103Pa,而在海平面处,大气压强P0=101.3×103Pa,可见压力阀的附加压强为Ps=Pw(120℃)-P0=198×103Pa-101.3×103Pa=96.7×103Pa,在5000m高山上,大气压强与压力阀的附加压强之和为P'=Ps+P(5000)=96.7×103Pa+53×103Pa=149.7×103Pa;若在t=t2时阀被顶起,则此时的Pw应等于P’,即Pw=P';由图可知t2=112℃,此时锅内水开始沸腾,温度不再升高,故按正确方法使用此压力锅,在5000m高山上锅内水的温度最高可达112℃。
【解析】(1)首先根据乙图找到海拔高度5000m时对应的大气压强,然后再根据甲图找到这个压强时对应的温度,这就是锅内最高温度;
(2)首先找到
t=120℃
时锅内对应的压强PW,然后根据然后根据
Ps=Pw(120℃)-P0
计算出压力阀的附加压强,这个压强值保持不变。当在5000m高山上时,锅内压强
P'=Ps+P(5000),据此确定高山上锅内的最高温度。
8.用高压锅煮饭时,密封的内气压较高,为了使锅内气压不超过安全值,设有自动排气的减压阀,其结构如图所示。已知锅外大气压强为p0,请设计一个简单的实验,粗略测出通过排气阀向外放气时,锅内气体的压强。
(1)本实验用到的测量工具有:刻度尺、________。
(2)主要实验步骤是(用恰当的字母表示被测的物理量):
步骤一:________。
步骤二:用尺测排气孔直径D。
(3)锅内气体压强的表示式:p=________。
【答案】(1)天平
(2)用天平测出减压阀质量m
(3)
【解析】(1)当减压阀刚刚被顶起时,锅内压强等于减压阀产生的压强和大气压强之和,即
;根据
可知,测量大气压强其实就是测量压力和受力面积。因为高压锅的排气孔是圆形,只要测出它的直径就能利用圆的面积公式计算S;当减压阀刚刚被顶起时,它受到的压力等于减压阀的重力,根据G=mg可知,测出质量就能知道重力,因此除了刻度尺,还需要天平;
(2)实验时,首先用天平测质量,其实就是解决压力F的问题;然后测排气孔直径D,就是解决S问题;(3)根据压强公式计算减压阀产生的压强,然后根据
计算锅内气压即可。
【解答】(1)本实验用到的测量工具有:刻度尺、
天平;
(2)
步骤一:
用天平测出减压阀质量m
。步骤二:用尺测排气孔直径D。
(3)减压阀产生的压强:;锅内气体压强为:

9.离渠边不同距离处水流速度相等吗,小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等,于是进行了如下实验:选一段流速稳定、宽为2米的水平水渠为实验场地,如图甲所示,在A1A2连线上,同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中,并开始计时,t=5秒时测得实验数据如下表:
离渠中心线距离r/米
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
乒乓球移动距离s/米
1.00
0.96
0.84
0.64
0.38
几乎为0
水流速度v/(米/秒)
0.200
0.192
0.168
0.128
0.076
几乎为0
(1)分析数据可以得出:离渠中心线距离r越大,水流速度v

(2)为了得出v与r的定量关系,小科根据上表数据绘制v?r2图线如图乙所示,据此图可得到v与r的关系式是v=

(3)图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下,则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB
pC。
【答案】(1)越小
(2)0.2米/秒(1-r2/米2)(0≤r≤1米)
(3)<
【解析】(1)由表中实验数据可知,离渠中心线距离r越大,水流速度v越小。(2)由图乙所示图像可知,v?r2图像是一次函数图像,设函数关系式为v=kr2+b,由待定系数法可得v=0.2米/秒(1-r2/米2)。(3)由图丙所示可知,B离中心线近,B处水的流速大于C处水的流速,由流体流速大处压强小,可得pB<pC。
10.(2019九下·温州竞赛)如图所示,是科技迷小明制作的“真空炮”模型:在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚弹丸;管口两端各有一块可自由开合的挡板;靠近管口右端连接抽气机,抽出一部分气体后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
那么弹丸从管口射出的出口速度大小与哪些因素有关呢?小明提出了如下猜想:
A.与透明塑料管内外气压差有关B、与透明塑料管的长度有关.
C.与弹丸的直径有关D.与弹丸的形状有关请回答下列问题:
(1)该实验中抽气机的作用是:________。
(2)控制其他因素相同时,小明分别用球形和弹头形弹丸进行实验,并在塑料管壁两侧安装光电传感计时器,测量不同位置弹丸的速度大小。
①基于实验设计,小明要验证猜想________。(填序号)
②其中弹头形弹丸(如图甲)的速度随位置变化的关系图像如图乙所示。请分析弹头形弹丸在塑料管中的速度增大变慢的原因:________。
【答案】(1)抽气机将透明塑料管内的气体抽出,管内气体压强减小,外界大气压大于里面的大气压,里外气压差将弹丸压出
(2)D;弹头形弹丸可能质量大,惯性大,运动状态越不容易改变,速度减小的慢
【解析】(1)抽气机将透明塑料管内的气体抽出,管内气体压强减小,外界大气压大于里面的大气压,里外气压差将弹丸压出;
(2)①
用球形和弹头形弹丸进行实验
,则要验证的是D、与弹丸的形状有关;

弹头形弹丸在塑料管中的速度增大变慢的原因
:弹头形弹丸可能质量大,惯性大,运动状态越不容易改变,速度减小的慢。
11.(2019八上·衢州期中)科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。生活发现:①打足气的自行车车胎在阳光下曝晒容易爆破②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。提出问题:质量一定的气体,压强大小与哪些因素有关呢?
?
根据生活发现建立假设一:质量一定的气体,压强大小可能与温度有关。
假设二:质量一定的气体,压强大小可能与体积有关。
思维准备:①为探究假设一,研究对象应是一段被封闭的气体;
实验中被封闭气体的压强大小是用________来体现的。
实验步骤:
⑴取一根长度为1米一端封闭的细玻璃管,在室温20℃下用水银密封一段空气柱,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。如图所示:
⑵将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到________为止。
⑶将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:________.
【答案】水银柱高度;水银柱下表面回到标记处;当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大
【解析】假设二:当水银柱在玻璃管中保持静止状态时,它受到封闭气体的压强和自身重力产生的压强相等;因为水银柱的压强和它的高度有关,所以利用水银柱的高度变化就可以判断封闭气体的压强变化;
实验步骤:(2)探究压强大小与温度的关系时,要改变温度而保持体积相同;
(3)当封闭气体的质量和体积一定时,温度越高,水银柱的高度越大,据此分析实验结论。
【解答】假设二:实验中被封闭气体的压强大小是用水银柱的高度来体现的。
实验步骤:(2)将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面回到标记处为止。
(3)将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大。
12.(2019八上·浙江期中)小龙做“估测大气压值”的实验。
(1)在如图所示的装置中,小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下:
A.先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;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数(即大气对活塞的压力)F;
C.读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
思考并回答:
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正:________。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式:P=________。
(3)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了________。
【答案】(1)乙活塞的重力影响大气压力的测定
(2)D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L′(或L);FL′/V(或FL/V)
(3)测出活塞与注射器筒壁之间的摩擦力,减小摩擦力对实验结果的影响
【解析】(1)如果沿竖直方向拉动测力计,那么测力计的示数=大气压力+活塞重力,会使测得的值偏大;
(2)①注射器的容积其实就是有刻度部分的长度与活塞横截面积的乘积,根据公式可知,要测量活塞的横截面积,必须测出有刻度部分的长度;
②首先根据公式计算出活塞的横截面积,然后再根据压强公式计算大气压强;
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,那么拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
【解答】(1)小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是乙活塞的重力影响大气压力的测定;
(2)①以上实验步骤中有一处是错误的,即步骤D,应改正为:量出注射器有刻度部分的长度L;
②注射器活塞的面积为;那么大气压强

(4)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了测出活塞与注射器筒壁之间的摩擦力,减小摩擦力对实验结果的影响。
?
13.(2019八上·余杭期中)用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对________(填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对________(平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用________测出全部刻度的长度L.
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为________(用题中字母表示).
【答案】(1)活塞
(2)平衡力
(3)刻度尺
(4)(G1+G2)/2S
【解析】(1)活塞受到绳子向左的拉力和大气压强产生的向右的压力;当活塞刚刚被拉动时,大气压力和绳子的拉力相互平衡,因此容器和水的总重力就等于大气压力;
(2)根据平衡力的条件分析即可;
(3)注射器的容积V等于活塞的横截面积S与全部刻度最大值L的乘积,因此活塞的横截面积,根据测量长度的工具解答;
(4)分别对活塞向左移动和向右移动时的状态进行受力分析,得到等量关系式,然后将两个式子相加,将它受到的摩擦力抵消,进而计算出大气压强的值。
【解答】(1)实验中,分析研究的对象是大气对活塞的压力;
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,水平方向所受拉力F与所受的大气压力大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,因此它们是一对平衡力;
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用刻度尺测出全部刻度的长度L;
(4)当活塞开始向左滑动时,活塞受到向右的拉力G1,向右的大气压力和摩擦力,根据二力平衡的知识得到:G1=F大气+f
?
?①;
当活塞开始向右滑动时,活塞受到向左的拉力G1和摩擦力,向右的大气压力,根据二力平衡的知识得到:G2+f=F大气
?
?
?
?
②;
①+②得到:G1+G2=2F大气;根据压强公式F=pS得到:G1+G2=2p大气S;解得:。
14.(2019八上·新昌期中)某实验小组利用注射器、弹簧测力计、毫米刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
第一步,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气。然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
第二步,如图甲所示,用细尼龙绳将注射器活塞与弹簧秤相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始相对注射器筒滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气压强对活塞的压力)F=30N。
第三步,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度l(如图乙)。
第四步,计算出此时大气压强p。
试帮助实验小组完成数据处理和分析:
(1)注射器全部刻度的长度l=________cm。
(2)计算得到大气压强p=________Pa。
(3)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条除读数误差外的原因):________。
【答案】(1)6.0
(2)9×104
(3)①空气没有排尽②活塞与筒壁之间有摩擦(其它答案合理也可)
【解析】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。
(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为20ml=20cm3,这20cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm。
(2)根据图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6cm,所以活塞的横截面积为S=V
/h
=20cm3?/6cm
=3.6cm2可计算出大气压强的值为:P=F/
S
=30N
/3.6×10-4m2?=9×104Pa
(3)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,如果空气没有排尽就会造成实验过程中有误差,又或者活塞与筒壁之间的摩擦导致实验过程中的误差。
15.(2019八上·诸暨月考)小明做“估测大气压值”的实验。装置如图所示
(1)小明不能采用________(填“甲”、“乙”)图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下
A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;
B用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测数F
C读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
思考并回答:
①指出以上实验步骤中的错误:________。
②改正错误步骤后,用测得的正确的物理量表示大气压强的表达式P=________。
(3)同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封.上述原因一定会使测量值小于真实值的是________
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.8cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验应选用________(填甲或乙)注射器
【答案】(1)乙;活塞的重力会影响大气压力的测定
(2)D步骤应量出注射器有刻度部分的长度;FL/V
(3)④
(4)甲
【解析】(1)对活塞进行受力分析,判断测力计示数的变化,进而推断活塞重力对测量的影响;
(2)①注射器的有效长度应从有刻度的位置测算,而不是全部长度;
②首先根据圆柱体的体积公式计算出受力面积S,然后根据压强公式计算大气压强;
(3)根据压强公式可知,凡是造成测力计的示数偏小的,都是正确选项;
(4)根据公式F=pS分别计算出标准大气压所需要的拉力,然后与测力计的量程进行比较即可。
【解答】(1)乙图装置中,向下拉活塞时,由于活塞受到自身的重力,那么测力计的示数F=F大气+G活塞,因此会增大弹簧测力计的示数,那么小明不宜采用乙图装置来估测大气压强;
(2)①注射器的容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注射器活塞的面积为
;那么大气压强为:

(3)①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,那么会使测出的大气压力偏小,故①符合题意;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测出的大气压力偏大,故②不合题意;
③弹簧测力计的示数没有读准,可能使测出的大气压力偏大或偏小,故③不合题意;
④活塞与注射器筒壁不完全密封,会进入空气,使测出的大气压力偏小,故④符合题意。
故选①④。
(4)当活塞的面积为2cm2,弹簧测力计的示数F=pS=105Pa×2×10-4m2=20N;
当当活塞的面积为0.8cm2,弹簧测力计的示数F=pS=105Pa×0.8×10-4m2=8N;
已知弹簧测力计量程为10N,
所以实验时应选用甲注射器。
?
16.气体产生的压强(气压)大小与哪些因索有关呢?某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;②篮球充气越多,越不易被压扁;③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息________(填序号)可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系,步骤如下(假设水E的体积不受温度变化的影响)。
步骤一:往气球内充入一定量的空气后,用细线扎紧气球口。
步骤二:在容器底部固定一滑轮,往容器中加入适量的水。
步骤三:拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中,标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
步骤四:升高水温,拉动细线改变气球浸没的深度,使水面的位置保持不变,再次测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时,保持水面位置不变是为了________?。
②实验中对多个不易观测的量,进行了巧妙的“转换”。如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”;“气球浸入水中的深度越大”反映________越大。
【答案】(1)①(2)控制气球内气体的体积不变;气球内气体的气压
【解析】(1)分析三个信息中哪个与温度有关,哪个就可作为猜想的依据;
(2)水的深度会影响气球受到的压强,而压强会影响气体的体积;
②当气球静止时,它内部的气压和外面水的压强相等。因为水的压强与深度有关,所以可以用水的深度反映气球内部气压的大小。
【解答】(1)由信息①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎,说明温度高,压强会增大;
(2)①探究气压大小与温度的关系,需保持气球的体积不变,保持水面位置不变,就是为了在实验过程中保持气球的体积不变;
②若气压压强变大,还在原来的深度,则气球内部压强大于外部压强,体积会变大,所以要加深气球在水中的深度,使其体积不变,因此“气球浸入水中的深度越大”反映了气球内气体的气压越大。
17.(2019·桐乡模拟)同学们在兴趣活动时制作了如图甲所示的“彩球温度计”,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同、质量不同的小球,依次放入液体中,球上标有设定好的温度用来读数,小球会随外界气温的变化而沉浮。
(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,浮起后位于________(选填“最高”、“最低”或“中间”)处的小球上标记的温度就表示此时外界的气温。
(2)柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,“对温度敏感”是指该液体________。
(3)同学们通过查阅资料后又制作了如图乙所示的温度计。图中A为小烧瓶,B为玻璃管,管的下端竖直插在一个大水槽中,使玻璃管内外的水面有一高度差h。在不同温度下,他们分别测出了对应的h值,记录的实验数据如下表所示:
温度/℃
18
20
22
24
26
28
h/cm
27.5
22.3
17.2
12
6.9
1.8
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为________℃。
【答案】(1)最低
(2)密度受温度影响变化较明显
(3)8
【解析】(1)物体的浮沉条件
:
物体密度大于液体密度
,
物体下沉
;
物体密度等于液体密度
,
物体悬浮
;
物体密度小于液体密度
,
物体上浮
;
大部分物体具有热胀冷缩的性质;
(2)根据温度变化时,液体的密度变化情况进行分析;
(3)根据表中温度下降与h高度的变化规律,分析、计算。
【解答】(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,那么液体的密度随温度的下降而增大,悬浮的小球的密度与液体密度相同,所以最底部的小球表示外界的气温;
(2)“对温度敏感”是指该液体密度受温度影响变化较明显;
(3)计算可知,表中温度下降与h高度的变化规律:温度每降低2℃,h增加5.1cm~5.2cm,经计算得出,
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为8℃。
18.(2019八上·杭州期中)用高压锅煮饭,既快速又节能,现代许多家庭都用高压锅煮饭。
(1)小徐为了弄清其中原理,将普通锅和高压锅在相同条件(热源、锅的材料、质量以及水、食物等均相同)下进行了对比实验探究,结果如下:
由此可知,高压锅煮饭快捷的原理是________。
(2)有一“苏泊尔”牌高压锅的直径为24厘米,限压出气孔的直径为3毫米,限压阀质量为94.2克,试估算当正常使用时,锅内气压约为多大?(设大气压为1标准大气压,π取3.14)
【答案】(1)一开始高压锅内水汽化后无法排出,使锅内的气压变大,水的沸点升高,煮食物更快
(2)限压阀对出气孔产生的压力:F=G=mg=0.0942kg×10N/kg=0.942N,
限压阀的气孔的横截面积:;
限压阀产生的压强:;
高压锅内气压:p′=p+p0=1.01×105Pa+1.33×105Pa=2.34×105Pa。
【解析】(1)液体的沸点随温度的升高而增大;
(2)利用F=G=mg求限压阀对出气孔产生的压力,求出限压阀的气孔的横截面积,再利用压强公式
计算出限压阀重力产生的压强,加上外界大气压可得高压锅内气压。
【解答】(1)高压锅煮饭快捷的原理是:一开始高压锅内水汽化后无法排出,使锅内的气压变大,水的沸点升高,煮食物更快。2.3
大气压(计算)
1.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)屋内外的大气压强差:
△p=p内-p外=1.0×105Pa-0.9×105Pa=1×104Pa
(2)屋内外的大气压力差:
△F=△pS=1×104Pa×100m2=1×106N
【解析】根据△P=P内-P外即可求出,屋内外的压强差;根据P=F/S可得△F=△PS,即可求出屋内的大气压力差。
2.(2019八上·慈溪期末)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸人引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞,因此被称为“救命孔”。
(1)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流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10?4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.25×104Pa,笔帽的横截面积约为0.8cm2

医生至少需要多大的力才能将笔帽取出。(要求写出计算过程)
(3)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”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积
________时,压强增大。
【答案】(1)6.8
(2)△F=△pS=1.25×104Pa×0.8cm2=1.25×104Pa×8×10-3m2=1N,P=△P=1N
(3)减少
【解析】(1)根据通气量=气体流速×气孔面积计算即可;
(2)医生要使用的力就是肺内外压力差,根据公式
△F=△pS计算即可;
(3)根据气体压强与体积的关系分析解答。
【解答】(1)通气孔的面积至少为
:;
(2)医生至少需要用的力为:△F=△pS=1.25×104Pa×0.8×10-4m2=1N;
(3)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”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减少时,压强增大。
3.(2020八上·鄞州期末)如图是高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为放气孔,空心柱上戴着的一个帽子为限压阀,当高压锅内的气体压强超出了安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小,现有一个直径为24cm,空心柱放气孔的横截面积为10mm2

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105Pa。请问:
(1)此高压锅内的气体能达到的最大压强为多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?
【答案】(1)G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
P=F/s=G/s=1N/10×10-6m2=1×105Pa
P最大=P+P0=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa
(2)不能,P=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa
G=F=Ps=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N
m=G/g=0.8N/10(N/kg)=0.08kg=80g
【解析】(1)根据限压阀质量求出其重力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強,再加上大气压的值即为锅内气体到的最大压强。
(2)由经检验锅内气体的最大压能超过1.8×105Pa,可知原来的限不能继续使用;根据锅内气体的最大压强和大气压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压阀的压力,此时压力即为其重力。
【解答】?限压阀的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
此时对出气口的压强P=F/s=G/s=1N/10×10-6m2=1×105Pa
高压锅内气体能达到的最大压强P最大=P+P0=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,故原来的限压阀不能使用;
作用在限压阀上的压强P=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa
限压阀的重力等于其产生的压力,由P=F/s可得,G=F=Ps=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N
限压阀的质量m=G/g=0.8N/10(N/kg)=0.08kg=80g
4.如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2

大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体压强最大为1.8×105Pa。(g取10N/kg)
(1)用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度________(选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
(2)计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
(3)计算限压阀的质量。
【答案】(1)大于
(2)高压锅工作时锅内外气体的最大压强差Δp=p内-p外=1.8×105Pa-1.0×105Pa=0.8×105Pa。
(3)由p=
可得,限压阀的重力G=F=ΔpS=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N,则限压阀的质量m=
=0.08kg。
【解析】(1)高压锅内水上方的空气压强大于标准气压,因此水的沸点高于100℃;
(2)当高压锅内的限压阀要起来而未起来时,外面的大气压强、限压阀重力产生的压强和锅内压强之间的关系为:p内=p外+p重力,据此计算锅内外的压强差。
(3)锅内外的压强差就是由于限压阀的重力产生的,因此根据G=F=ΔpS计算限压阀的重力,再根据计算限压阀的质量。
?
5.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,某同学采用了图示装置。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880g;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460g。烧杯质量为100g,活塞面积为7×10-5m2,g取10N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计。则所测大气压的值应为多少帕?
【答案】设活塞与针筒间的摩擦力为f,大气压为p,m1=880g+100g=980g,m2=460g+100g=560g,活塞面积S=7×10-5m2。由题意可知,m1g=pS+f;m2g+f=pS。把已知数据代入,解得p=1.1×105Pa。
【解析】当活塞向左开始滑动时,活塞受到水平向左水的重力产生的拉力,水平向右的大气压力和摩擦力;当活塞向右开始滑动时,活塞受到水平向左水的重力产生的拉力、摩擦力和向右的大气压力;根据这两种受力情况,列出平衡关系式,并用重力公式G=mg和压强公式F=pS替换其中对应部分,最后求解即可。
【解答】设活塞与针筒间的摩擦力为f,大气压为p,活塞面积S=7×10-5m2;
当活塞向左开始滑动时,
此时水和烧杯的总质量m1=880g+100g=980g;
活塞受到水平向左水的重力产生的拉力,水平向右的大气压力和摩擦力,
根据二力平衡的知识得到:m1g=pS+f?
?
①;
当活塞向右开始滑动时,
此时水和烧杯的总质量m2=460g+100g=560g;
活塞受到水平向左水的重力产生的拉力、摩擦力和向右的大气压力;
根据二力平衡的知识得到:m2g+f=pS??②;
把已知数据代入,解得:p=1.1×105Pa。
6.(2019八上·萧山月考)如图所示,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100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)高压锅为什么煮食物比较快?
(2)为了防止出气孔堵塞致使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),试说明采用易熔片的物理道理。
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,取g=10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
【答案】(1)高压锅内气压大于一个标准气压,液体沸点随气压增大而升高,所以锅内温度高于100°C,因而煮熟食物比较快
(2)高压锅一旦安全阀失效,出气孔就被堵塞,锅内气体压强就会过大,沸点也随之升高。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熔化,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
(3)安全阀的重力:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N。
气孔的面积:S=πr2=3.14×
=1.256×10-5m2。
安全阀对气孔处气体产生的压强:p=

≈6.4×104Pa
【解析】(1)根据液体的沸点和气压的关系分析解答;
(2)首先根据锅内压强的增大分析水的沸点变化,进而推断锅内温度的变化,接下来根据易熔片的熔点低分析温度达到熔点后的状态变化,最后推断它熔化后里面气体压强的变化;
(3)首先根据G=mg计算安全阀的重力,然后根据S=πr2计算排气孔的横截面积,最后根据压强公式计算安全阀的自重产生的压强即可。
?
7.(2019八上·天台月考)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100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)说出高压锅运用了哪些物理知识点?(答一点即可)________
(2)小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图1)。试说明小明建议的科学道理。________。
(3)小明测得家中高压锅锅体横截面积0.181m2,出气孔的横截面积为1.256×10-5m2,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。试通过计算并对照图像(图2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(4)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?________
【答案】(1)应用到了沸点与气压的关系
(2)高压锅一旦安全阀失效,锅内气压过大,锅内温度也随之升高,当温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就会融化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减少,从而防止爆照事故发生。
(3)由图像可得锅内最高温度大约为115℃
(4)若把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量
【解析】(1)液体的沸点随气压的增大而升高,这是高压锅的工作原理;
(2)当锅内气压增大时,首先分析锅内温度的变化,然后根据易熔片的特点分析它的状态变化,最后将气体排出,保证安全;
(3)首先根据F=G=mg计算出安全阀自重产生的压力,然后根据计算出自重产生的压强,接下来根据p内=p大气+p计算出锅内的最大压强,最后根据图2确定锅内的温度。
(4)根据西藏地区大气压强的变化,分析锅内外压力差的变化,进而对锅的承压能力和限压阀的质量大小的改变进行分析即可。
【解答】(1)高压锅运用的知识点:沸点与气压的关系;
(2)小明建议的科学道理为:高压锅一旦安全阀失效,锅内气压过大,锅内温度也随之升高,当温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就会融化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减少,从而防止爆照事故发生。
(3)安全阀的自重为:F=G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N;
安全阀产生的压强为:;
那么锅内的压强为:p内=p大气+p=1×105Pa+0.64×105Pa=1.64×105Pa;
根据图2可知,锅内的最大温度为115℃;
(4)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,我认为需要改进:若把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量。
8.(2019八上·杭州期中)用高压锅煮饭,既快速又节能,现代许多家庭都用高压锅煮饭。
(1)小徐为了弄清其中原理,将普通锅和高压锅在相同条件(热源、锅的材料、质量以及水、食物等均相同)下进行了对比实验探究,结果如下:
由此可知,高压锅煮饭快捷的原理是________。
(2)有一“苏泊尔”牌高压锅的直径为24厘米,限压出气孔的直径为3毫米,限压阀质量为94.2克,试估算当正常使用时,锅内气压约为多大?(设大气压为1标准大气压,π取3.14)
【答案】(1)一开始高压锅内水汽化后无法排出,使锅内的气压变大,水的沸点升高,煮食物更快
(2)限压阀对出气孔产生的压力:
F=G=mg=0.0942kg×10N/kg=0.942N,
限压阀的气孔的横截面积:;
限压阀产生的压强:;
高压锅内气压:p′=p+p0=1.01×105Pa+1.33×105Pa=2.34×105Pa。
【解析】(1)液体的沸点随温度的升高而增大;
(2)利用F=G=mg求限压阀对出气孔产生的压力,求出限压阀的气孔的横截面积,再利用压强公式
计算出限压阀重力产生的压强,加上外界大气压可得高压锅内气压。
【解答】(1)高压锅煮饭快捷的原理是:一开始高压锅内水汽化后无法排出,使锅内的气压变大,水的沸点升高,煮食物更快。
9.(2018八上·衢州期中)家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好,图乙是高压锅的结构示意图,它的盖子上有三个气孔,带有活塞的气孔
1
使锅内与外界连通,此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为
1.0×10
5Pa)。当锅内温度升高至
100℃时,锅内气体会把气孔
1
的活塞顶起,这时锅被密封。锅内温度继续升高,气体压强增大,当压强增至最大值时,气体就会冲开气孔
2
上的限压阀。气孔
3
正常情况下无作用,图乙未画出。设锅内气压每增加
5×10
3Pa,水的沸点相应增加
1℃。(g=10N/kg)
(1)此高压锅限压阀的质量为
100g,气孔2的面积为
10mm2,则锅内的最高温度可达到多少?
(2)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
1.8×10
5Pa,要使此高压锅能继续安全使用,应配一个质量为多大的限压阀?
【答案】(1)大气对它向下的压强
po,自重产生向下的压强
p1,锅内的气体对它向上的压强
p2,当三个压强平衡时,锅内压强达最大。p2=po+p1=po+mg/S=1.0×10
5Pa+0.1kg×10N/kg/10×10
-6m2=2×10
5Pa(2×10
5Pa-1×10
5Pa
)/5×10
3Pa/℃=20℃,锅内最高温度可达
100℃+20℃=120℃
(2)p2>1.8×10
5
帕,原来的限压阀不能用。p2′=po+p1=po+m′g/S1.8×10
5Pa=1.0×10
5Pa+m′×10N/kg/10×10
-6m2m′=0.08kg=80g,应配一个
80g
的限压阀。
【解析】高压锅又叫压力锅,压力煲,是一种厨房的锅具。压力锅通过液体在较高气压下沸点会提升这一物理现象,对水施加压力,使水可以达到较高温度而不沸腾,以加快炖煮食物的效率。
(1)限压阀的重力对气孔产生的压强,相当于在一个标准大气压的基础上增大压强,从而提高水的沸点;所以增大的压强是由限压阀来提供的;增大的压强为:P=mg/S=0.1kg×10N/kg/10×10
-6m2=1×10
5Pa;则沸点升高的温度为:1×10
5Pa÷5×10
3Pa/℃=20℃;故液体的沸点在高压锅中为100℃+20℃=120℃;故答案为:大气对它向下的压强
po,自重产生向下的压强
p1,锅内的气体对它向上的压强
p2,当三个压强平衡时,锅内压强达最大;p2=po+p1=po+mg/S=1.0×10
5Pa+0.1kg×10N/kg/10×10
-6m2=2×10
5Pa;(2×10
5Pa-1×10
5Pa
)/5×10
3Pa/℃=20℃,锅内最高温度可达
100℃+20℃=120℃;
(2)此高压锅内气体的最大压强不能超过
1.8×10
5Pa,则原来的限压阀不能再使用,所以用极限压强
1.8×10
5Pa计算即可,则增大的压强为
1.8×10
5Pa-1×10
5Pa=0.8×10
5Pa;P=F/S=mg/S=m×10N/kg÷10×10
-6m2=0.8×10
5Pa;m=80g;故答案为:p2>1.8×10
5
帕,原来的限压阀不能用。
p2′=po+p1=po+m′g/S
1.8×10
5Pa=1.0×10
5Pa+m′×10N/kg/10×10
-6m2
m′=0.08kg=80g,应配一个
80g
的限压阀.
10.如图所示,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
100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
?
(1)为了防止出气孔堵塞致使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),试说明采用易熔片的物理道理。
(2)小科测得家中高压锅出气孔的直径为
4
mm,压在出气孔上的安全阀的质量为
80
g,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
(3)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。根据题(2),在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图中所示水的沸点与气压的关系曲线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
(标准气压取
p=1.0×10
5Pa,g

10N/kg)
【答案】
(1)高压锅一旦安全阀失效,出气孔就被堵塞,锅内气体压强就会过大,沸点也随之升高,
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熔化,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)安全阀的重力:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N
气孔的面积:S=πr2=3.14×(0.002m)2=1.256×10
-5m2
安全阀对气孔处气体产生的压强:p=F/S=0.8N/1.256×10
-5m2=6.4×10
4pa
(3)由题意知:锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,则锅内气压是p=1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa
对照图象可知,当气压为1.64×105pa时,所对应的温度是115℃
11.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,在大气压的作用下,皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上,皮碗的吸附面积为
100cm2

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
1.0×10
5Pa,g

10N/kg)
(1)皮碗能像吸盘一样“平贴”在天花板上是由于受到的作用。
(2)要想吸盘不脱落,所挂物体的重量不得超过多少?
(3)设想细线下挂一边长为10cm,质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物块底面保持水平),剪断细线物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强随时间变化的关系如图丙所示(接触面积一直是正方形的底面积),压强减至pr时便保持不变。求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时pr为多少?
【答案】
(1)大气压
(2)因为p=
,所以大气压作用在吸盘上的压力:F=p0S=1.0×105Pa×100×10?4m2=1000N,
所挂物体的最大重量G=F=1000N
(3)查表知t=0时物块对地面的压强p1=1.5×103Pa,
所以物块对地面的压力:F=p1S=1.5×103Pa×(0.1m×0.1m)=15N,
由题意t=0.1s时可知此时正方体物块静止在水平地面上,
Fr=G物=mg=0.5kg×10N/kg=5N,则pr=
=500Pa2.3
大气压(实验探究)
1.(2019八上·天台期中)如图所示,某科学兴趣小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器材粗测大气压的值。
(1)图中注射器的最大可读容积为20毫升,用刻度尺测量注射器有刻度部分的总长度为8.0厘米,可算得活塞的横截面积为________厘米?。
(2)实验时,首先要把注射器的活塞推至注射器筒底端。目的是________,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数增大到F=26.0牛。则测得大气压值是p=________。
【答案】(1)2.5(2)排尽注射器内的空气;1.04╳105Pa
【解析】(1)注射器的针筒为圆柱状,根据公式计算活塞的横截面积;
(2)如果针筒内存有空气,那么会产生向外的压强,使测得的大气压强值偏小;已知压力和受力面积根据公式计算大气压强的值。
【解答】(1)活塞的横截面积为:;
(2)实验时,首先要把注射器的活塞推至注射器筒底端。目的是
排尽注射器内的空气
,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;大气压强的值为:。
2.小明同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是________。
(2)水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=________。
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用________?(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是________。
【答案】(1)排尽筒内的空气,密封注射器(2)(3)偏小
(4)甲;拉动乙注射器所需要的力超过弹簧测力计的量程
【解析】(1)如果注射器内残留空气,那么就会对活塞产生向外的压强,据此测量出的大气压强就会偏小;
(2)注射器有刻度部分为圆柱体,首先根据V=SL计算出活塞的横截面积,然后根据计算大气压强;
(3)根据二力平衡的知识对其进行分析;
(4)根据F=pS计算出大气对活塞的压力,然后与注射器的量程进行比较即可。
【解答】(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是:排尽筒内的空气,密封注射器;
(2)根据圆柱体的体积公式V=Sh得到,
注射器活塞的横截面积:;
根据压强公式得到,
大气压强的值为:。
(3)如果注射器内漏进了空气,那么会对活塞产生向外的压强,此时活塞受到向内的大气压强、向外的拉力产生的压强和里面气体的压强,即p大气=p内+p拉,那么p拉(4)大气对甲活塞产生的压力:F甲=p0S甲=105Pa×(0.5×10-4m2)=5N<10N;
大气对乙活塞产生的压力:F乙=p0S乙=105Pa×(2×10-4m2)=20N>10N;
实验时应该选用甲注射器,因为拉动乙注射器所需要的力超过弹簧测力计的量程。
3.(2019八上·越城期末)小敏同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是________。
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=________。(用F、V、L表示)
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用________(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是________。
【答案】(1)排尽注射器筒内空气
(2)FL/V
(3)偏小
(4)甲;若选择乙注射器,则拉力会超过弹簧测力计的量程
【解析】(1)将活塞推到注射器的底端,排尽里面的空气,这时注射器里面就没有向外的压强,那么当活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的示数就等于作用在活塞上大气压力的值;
(2)注射器有刻度的部分为圆柱形,首先根据计算出活塞的横截面积,然后再根据计算大气压强;
(3)如果注射器内有空气,那么会对活塞产生向外的压力,即F弹簧+F内=F大气,因此测出的大气压力会偏小,自然计算出的大气压强也偏小;
(4)首先根据F=pS分别计算出大气作用在活塞上的压力,然后与测力计的量程比较即可。
【解答】(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是:排尽注射器筒内空气。
(2)大气压强的值为:;
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值偏小;
(4)作用在甲上的大气压力为:F=pS=105Pa×(0.5×10-4m2)=5N;
作用在乙上的大气压力为:F'=pS'=105Pa×(2×10-4m2)=20N>10N;
那么实验时应选用甲注射器,理由是:若选择乙注射器,则拉力会超过弹簧测力计的量程。
4.科学兴趣小组的同学利用周末开展了一次登山活动,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:
①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;
②如图甲所示,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,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对________(选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于________状态。若不考虑其他因素,根据________的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)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”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是________。
(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:一是活塞的密封性好;二是可以________。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小________对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的________?(选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=________。
【答案】(1)活塞;静止;二力平衡
(2)偏小;在注射器内装少量水,再排出空气
(3)减小摩擦;活塞自身重力(或重力)
(4)C;
【解析】(1)根据题目描述可知,当注射器的活塞刚刚被拉动时,它受到的大气压力和测力计的拉力刚好平衡,这样就能确定大气在活塞上的压力。然后测量出活塞的横截面积,根据公式计算出大气压强。如果物体相对参照物的位置不发生改变,那么它是静止的;否则,它是运动的。
(2)如果注射器内残留空气,那么将会产生向外的压强,这样会使测力计测出的拉力偏小,从而导致计算出的大气压强偏小。如果在注射器内装入少量的水,从而占据那些空间,那么将水排出后,注射器内就不会有空气了。
(3)减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③改变接触面;④注入润滑油;⑤变滑动为滚动。重力的方向是竖直向下的,在水平方向完成实验,可以防止重力对测量产生影响。
(4)大气压强的值是相同的,根据公式F=pS可知,活塞的横截面积越大,注射器受到的大气压力越大,要求测力计的量程就越大。注射器的针筒为圆柱体,首先根据V=Sh计算出活塞的横截面积,然后根据压强公式计算大气压强。
【解答】(1)测量中,分析研究的是大气对活塞的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞相对地面的位置保持不变,因此研究对象处于静止状态。若不考虑其他因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽,我的方法是:在注射器内装少量水,再排出空气。
(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:一是活塞的密封性好;二是可以减小摩擦。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小活塞自身重力(或重力)对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,这说明活塞的横截面积太大,应该选用横截面积最小的,可改用图乙中的C;
大气压强的值:。
5.(2020八上·宁波期末)为了估测本地大气压,某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验:把吸盘吸在玻璃板上如图(a),测出吸盘的面积为S,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。
(1)多次实验,记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据________可知,此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式________可计算出大气压强。
(2)实际操作时发现如下问题:
①吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘哈气或者蘸少许水,原因是________。
②操作时发现弹簧测力计的量程太小,就利用杠杆设计了如图(b)的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时,测力计的拉力为F。由此计算出此地的大气压值为p=3F/S。
③通过调查发现此次的测量值与气象部门提供的数据有偏差,请分析实验过程并根据所学知识猜想:由于________原因,导致测量值________(偏大或偏小)。
【答案】(1)二力平衡;
(2)水能起到密封的作用;吸盘与玻璃板的接触面积小于给出的面积;偏小
【解析】(1)当吸盘刚好被拉开时,它受到的测力计的拉力和受到的大气压力相互平衡,即二者大小相等;已知压力和受力面积根据公式计算大气压强;
(2)①水存在于吸盘和玻璃板之间
,可以起到密封的作用,放在外面的空气进入吸盘;
③吸盘不能与玻璃板完全接触,即它的受力面积比给出的面积偏小,据此分析即可。
【解答】(1)多次实验,记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据二力平衡可知,此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式可计算出大气压强。
(2)①吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘哈气或者蘸少许水,原因是:水能起到密封的作用;偏小
③由于吸盘与玻璃板的接触面积小于给出的面积,根据F=pS可知,测出的大气压力偏小,此时再根据计算压强,肯定测量的压强值。
6.(2020八上·奉化期末)在一次拓展课中,小柯同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10厘米2
②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上;
③用弹簧测力计水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5N:
④记录整理数据,算出大气压的值,分析实验结论。
实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目是:________。
(2)根据小柯的实验数据,计算得到的大气压的值等于________帕。
(3)小柯同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明________。
【答案】(1)防止气体进入吸盘或增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气等
(2)9.85×104
(3)大气向各个方向都有压强
【解析】(1)将吸盘内的水挤出时,部分水停留在吸盘和玻璃板之间起到密封的作用,防止外面的空气进入吸盘;
(2)根据公式计算大气压强的值;
(3)根据大气压强的方向特点解答。
【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)大气压强的数值为:;
(3)小柯同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向各个方向都有压强。
?
7.在自主学习探究过程中,小菲同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤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,算出吸盘平面面积为10厘米
②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气
③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为96牛
④记录整理数据
⑤算出大气压的值,分析实验结论
实验装置如图甲,请结合你所学的知识分析
(1)将吸盘沾水湿润的目的是________;
(2)根据小菲同学的实验数据,计算出大气压的值为________帕。
(3)小菲同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明________。
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙,则你预计的弹簧秤示数可能会________96牛(选填“大于”、“小于”或“等于“)。
【答案】(1)防止或减少吸盘漏气
(2)0.96×105
(3)大气在各个方向都存在压强
(4)小于
【解析】(1)吸盘沾满水后,里面就不会有空气,然后通过挤压将水排出,吸盘里面气压很小,这样既可以减少实验误差,又可以起到密封的作用;
(2)根据公式计算大气压强;
(3)吸盘朝向不同的方向,可以证明大气向各个方向都有压强;
(4)根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】(1)将吸盘沾水湿润的目的是:防止或减少吸盘漏气;
(2)大气压强为:;
(3)小菲同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气在各个方向都存在压强。
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,那么吸盘表面空气流速增大,压强减小,根据F=pS可知,弹簧测力计的示数肯定会减小,即小于96N。
8.(2019八上·越城期末)洗衣服时,小科发现肥皂泡在不断地破裂。小科觉得,肥皂泡的破裂可能与肥皂泡内气压大小有关,而肥皂泡内的气压大小可能与肥皂泡的半径大小有关。为此小科用如图所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1和2,吹出较大的肥皂泡A闭合阀门2;
②打开阀门3,用同一肥皂水吹出较小的肥皂泡B,闭合阀门1;
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验现象】肥皂泡A变大,肥皂泡B变小。
【实验结论】相同条件下,肥皂泡半径越大,肥皂泡内的气体压强越________。
【实验反思】如果上述结论同样适用于半径达到一定值后的气球,小科就能解释用嘴吹气球时,当吹到一定程度后,越吹所需要的力越________的原因。
【答案】小;小
【解析】【实验结论】空气总是从气压大的一端流向气压小的一端,据此分析两个气球内气压的大小关系;
【实验反思】气球的半径越大,气球内的气压越小,据此分析判断。
【解答】【实验结论】肥皂泡A变大,说明A的气压小而B的气压大,因此得到结论:相同条件下,肥皂泡半径越大,肥皂泡内的气体压强越小。
【实验反思】如果上述结论同样适用于半径达到一定值后的气球,小科就能解释用嘴吹气球时,当吹到一定程度后,越吹所需要的力越小的原因。
9.(2019八上·柯桥月考)在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计并进行了如下的实验。
①将蘸水的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,测出吸盘的直径d;
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,
用天平测出这时小桶和沙的质量为m。
请完成下列问题:
(1)蘸水的目的是________
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是________,测得数值的表达式是:p=________(写出最终的化简结果)。
(3)实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因是(写出一条即可)________
【答案】(1)让吸盘和玻璃板接触紧密,防止空气进入吸盘。
(2)mg;4mg/pd2
(3)有空气进入吸盘
【解析】(1)吸盘和玻璃板之间可能存在些许的缝隙,而水则可以将这些缝隙密封,防止空气进入吸盘;
(2)当吸盘刚刚脱离玻璃板时,空气对吸盘的压力和小桶与沙子的重力是平衡力,据此计算出大气压力,然后根据圆的面积公式计算出吸盘的受力面积,最后根据压强公式计算压强;
(3)如果空气进入吸盘,那么会产生向外的压力,即F大气=F内+F拉,因此测出的大气压力偏小,自然计算出的大气压强也会偏小。
【解答】(1)蘸水的目的是:让吸盘和玻璃板接触紧密,防止空气进入吸盘。
(2)
吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小:F=G=mg;
吸盘的面积为:;
那么大气压强为:;
(3)
实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因:有空气进入吸盘。
10.(2019八上·萧山月考)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,本实验的原理是二力平衡和p=________。
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________时,下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器________长度为4.00cm
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。
小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值。
【答案】F/S;刚被拉动;有刻度部分的;1.04×105Pa;排空注射器内的空气;摩擦力
【解析】根据压强公式分析解答;
步骤一:注射器的活塞受到测力计的拉力和大气压力,当它刚被拉动时,它受到平衡力,即大气压力等于测力计的示数;
步骤三:活塞的横截面积,V为注射器的容积,而L为针筒中有刻度部分的长度;
步骤四:首先根据公式计算出活塞的横截面积,然后根据公式计算大气压强;
①水占据了针筒内的空间,当水被全部排开时,针筒里面几乎没有空气,因此水有助于排出注射器内的空气;
②当活塞两侧的大气压强相等时,活塞只受拉力和摩擦力;当活塞刚被拉动时,二者相互平衡,即大小相等。
【解答】
本实验的原理是二力平衡;
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,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刻度部分的长度为4.00cm;
步骤四:活塞的横截面积:;
大气压强为:;
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:排空注射器内的空气;
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为0.3N。
11.(2019八上·萧山期中)气体分子之间的间距比较大,所以容易被压缩。某同学想:当气体的质量一定时,气体压缩,体积减小的时候,气体压强将会怎样变化呢?
(1)他提出了两个猜想:
猜想A:一定质量的气体,压缩体积,压强减小;
猜想B:一定质量的气体,压缩体积,________。
但经仔细一想,该同学马上否定了自己的猜想A。你认为该同学否定猜想A的理由是:________。
(2)进一步思考:压强和体积的变化满足什么样的关系呢?
他找来一个注射器和一个气压计,在注射器里边封了30ml空气(不计注射器活塞重力和摩擦,注射器完全密封,大气压强P0=1.0×105Pa)。
查阅资料得知:气体被压缩的时候,内能增加,温度上升也引起压强的变化。所以在下面的实验过程中要注意控制________相同。
以下是该同学实验时记录的数据:
实验次数
1
2
3
4
5
体积(ml)
30
25
20
15
10
压强(×105pa)
1
1.2
1.5
V
3
(3)表格中V=________;分析以上数据,写出一定质量气体的体积和压强定量关系________
【答案】(1)压强增大;压缩气体,气体所受压强增大,气体产生的压强也增大
(2)温度
(3)2;一定质量的气体压强和体积成反比(或体积与压强的乘积是一个定值等)
【解析】(1)可以从猜想A相反的结果思考猜想B;可以根据相互作用力的原理分析猜想A是否正确;
(2)根据控制变量法的要求,当探究气体体积对压强的影响时,必须控制其它的因素相同;
(3)将每组对应的体积和压强相乘,分析压强和体积的定量关系,进而计算出V的数值。
【解答】(1)猜想B:一定质量的气体,压缩体积,压强增大;
根据相互作用力原理可知,当压缩体积时,气体也会同时增大反作用力,即本身的压强增大,因此否定猜想A的理由是:
压缩气体,气体所受压强增大,气体产生的压强也增大

(2)查阅资料得知:气体被压缩的时候,内能增加,温度上升也引起压强的变化。所以在下面的实验过程中要注意控制温度相同。
(3)将每组对应的体积和压强相乘,发现乘积都是30,因此得到结论:
一定质量的气体压强和体积成反比
;那么表格中V=。
12.(2019八上·浙江期中)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是________;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞________时,记下弹簧测力计的示数为8.2N.用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为6cm,计算得到活塞的横截面积为________cm2。
(3)计算得到大气压强的数值为________Pa。
【答案】(1)排尽注射器内的空气
(2)刚被拉动;0.75
(3)1.01
105
【解析】(1)如果注射器内残存空气,那么就会产生向外的压力,从而使测出的大气压力偏小,对大气压强的测量产生影响;
(2)当注射器中的活塞刚被拉动时,活塞处于平衡状态,它受到的大气压力和测力计的拉力相互平衡,据此可以得到大气压力的数值;活塞的横截面积根据公式计算;
(3)已知压力和横截面积根据公式计算大气压强。
【解答】(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是排尽注射器内的空气;
(2)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,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为8.2N;
活塞的横截面积为:;
(3)大气压强的数值为:。
13.(2019八上·衢州期中)科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。生活发现:①打足气的自行车车胎在阳光下曝晒容易爆破②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。提出问题:质量一定的气体,压强大小与哪些因素有关呢?
?
根据生活发现建立假设一:质量一定的气体,压强大小可能与温度有关。
假设二:质量一定的气体,压强大小可能与体积有关。
思维准备:①为探究假设一,研究对象应是一段被封闭的气体;
实验中被封闭气体的压强大小是用________来体现的。
实验步骤:
⑴取一根长度为1米一端封闭的细玻璃管,在室温20℃下用水银密封一段空气柱,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。如图所示:
⑵将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到________为止。
⑶将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:________.
【答案】水银柱高度;水银柱下表面回到标记处;当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大
【解析】假设二:当水银柱在玻璃管中保持静止状态时,它受到封闭气体的压强和自身重力产生的压强相等;因为水银柱的压强和它的高度有关,所以利用水银柱的高度变化就可以判断封闭气体的压强变化;
实验步骤:(2)探究压强大小与温度的关系时,要改变温度而保持体积相同;
(3)当封闭气体的质量和体积一定时,温度越高,水银柱的高度越大,据此分析实验结论。
【解答】假设二:实验中被封闭气体的压强大小是用水银柱的高度来体现的。
实验步骤:(2)将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面回到标记处为止。
(3)将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大。
14.(2019八上·浙江期中)小龙做“估测大气压值”的实验。
(1)在如图所示的装置中,小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下:
A.先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;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数(即大气对活塞的压力)F;
C.读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
思考并回答:
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正:________。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式:P=________。
(3)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了________。
【答案】(1)乙活塞的重力影响大气压力的测定
(2)D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L′(或L);FL′/V(或FL/V)
(3)测出活塞与注射器筒壁之间的摩擦力,减小摩擦力对实验结果的影响
【解析】(1)如果沿竖直方向拉动测力计,那么测力计的示数=大气压力+活塞重力,会使测得的值偏大;
(2)①注射器的容积其实就是有刻度部分的长度与活塞横截面积的乘积,根据公式可知,要测量活塞的横截面积,必须测出有刻度部分的长度;
②首先根据公式计算出活塞的横截面积,然后再根据压强公式计算大气压强;
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,那么拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
【解答】(1)小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是乙活塞的重力影响大气压力的测定;
(2)①以上实验步骤中有一处是错误的,即步骤D,应改正为:量出注射器有刻度部分的长度L;
②注射器活塞的面积为;
那么大气压强

(4)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了测出活塞与注射器筒壁之间的摩擦力,减小摩擦力对实验结果的影响。
?
15.(2019八上·余杭期中)用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对________(填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对________(平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用________测出全部刻度的长度L.
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为________(用题中字母表示).
【答案】(1)活塞
(2)平衡力
(3)刻度尺
(4)(G1+G2)/2S
【解析】(1)活塞受到绳子向左的拉力和大气压强产生的向右的压力;当活塞刚刚被拉动时,大气压力和绳子的拉力相互平衡,因此容器和水的总重力就等于大气压力;
(2)根据平衡力的条件分析即可;
(3)注射器的容积V等于活塞的横截面积S与全部刻度最大值L的乘积,因此活塞的横截面积,根据测量长度的工具解答;
(4)分别对活塞向左移动和向右移动时的状态进行受力分析,得到等量关系式,然后将两个式子相加,将它受到的摩擦力抵消,进而计算出大气压强的值。
【解答】(1)实验中,分析研究的对象是大气对活塞的压力;
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,水平方向所受拉力F与所受的大气压力大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,因此它们是一对平衡力;
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用刻度尺测出全部刻度的长度L;
(4)当活塞开始向左滑动时,活塞受到向右的拉力G1,向右的大气压力和摩擦力,根据二力平衡的知识得到:G1=F大气+f
?
?①;
当活塞开始向右滑动时,活塞受到向左的拉力G1和摩擦力,向右的大气压力,根据二力平衡的知识得到:G2+f=F大气
?
?
?
?
②;
①+②得到:G1+G2=2F大气;?
根据压强公式F=pS得到:G1+G2=2p大气S;解得:。
16.(2019八上·新昌期中)某实验小组利用注射器、弹簧测力计、毫米刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
第一步,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气。然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
第二步,如图甲所示,用细尼龙绳将注射器活塞与弹簧秤相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始相对注射器筒滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气压强对活塞的压力)F=30N。
第三步,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度l(如图乙)。
第四步,计算出此时大气压强p。
试帮助实验小组完成数据处理和分析:
(1)注射器全部刻度的长度l=________cm。
(2)计算得到大气压强p=________Pa。
(3)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条除读数误差外的原因):________。
【答案】(1)6.0
(2)9×104
(3)①空气没有排尽②活塞与筒壁之间有摩擦(其它答案合理也可)
【解析】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。
【解答】(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为20ml=20cm3,这20cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm。
(2)根据图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6cm,所以活塞的横截面积为S=V
/h
=20cm3?/6cm
=3.6cm2可计算出大气压强的值为:P=F/
S
=30N
/3.6×10-4m2?=9×104Pa
(3)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,如果空气没有排尽就会造成实验过程中有误差,又或者活塞与筒壁之间的摩擦导致实验过程中的误差。
17.(2019八上·诸暨月考)小明做“估测大气压值”的实验。装置如图所示
(1)小明不能采用________(填“甲”、“乙”)图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下
A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;
B用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测数F
C读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
思考并回答:
①指出以上实验步骤中的错误:________。
②改正错误步骤后,用测得的正确的物理量表示大气压强的表达式P=________。
(3)同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封.上述原因一定会使测量值小于真实值的是________
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.8cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验应选用________(填甲或乙)注射器
【答案】(1)乙;活塞的重力会影响大气压力的测定
(2)D步骤应量出注射器有刻度部分的长度;FL/V
(3)④
(4)甲
【解析】(1)对活塞进行受力分析,判断测力计示数的变化,进而推断活塞重力对测量的影响;
(2)①注射器的有效长度应从有刻度的位置测算,而不是全部长度;
②首先根据圆柱体的体积公式计算出受力面积S,然后根据压强公式计算大气压强;
(3)根据压强公式可知,凡是造成测力计的示数偏小的,都是正确选项;
(4)根据公式F=pS分别计算出标准大气压所需要的拉力,然后与测力计的量程进行比较即可。
【解答】(1)乙图装置中,向下拉活塞时,由于活塞受到自身的重力,那么测力计的示数F=F大气+G活塞,因此会增大弹簧测力计的示数,那么小明不宜采用乙图装置来估测大气压强;
(2)①注射器的容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注射器活塞的面积为

那么大气压强为:

(3)
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,那么会使测出的大气压力偏小,故①符合题意;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测出的大气压力偏大,故②不合题意;
③弹簧测力计的示数没有读准,可能使测出的大气压力偏大或偏小,故③不合题意;
④活塞与注射器筒壁不完全密封,会进入空气,使测出的大气压力偏小,故④符合题意。
故选①④。
(4)当活塞的面积为2cm2,弹簧测力计的示数F=pS=105Pa×2×10-4m2=20N;
当当活塞的面积为0.8cm2,弹簧测力计的示数F=pS=105Pa×0.8×10-4m2=8N;
已知弹簧测力计量程为10N,
所以实验时应选用甲注射器。
?
18.气体产生的压强(气压)大小与哪些因索有关呢?某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;②篮球充气越多,越不易被压扁;③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息________(填序号)可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系,步骤如下(假设水E的体积不受温度变化的影响)。
步骤一:往气球内充入一定量的空气后,用细线扎紧气球口。
步骤二:在容器底部固定一滑轮,往容器中加入适量的水。
步骤三:拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中,标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
步骤四:升高水温,拉动细线改变气球浸没的深度,使水面的位置保持不变,再次测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时,保持水面位置不变是为了________?。
②实验中对多个不易观测的量,进行了巧妙的“转换”。如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”;“气球浸入水中的深度越大”反映________越大。
【答案】(1)①
(2)控制气球内气体的体积不变;气球内气体的气压
【解析】(1)分析三个信息中哪个与温度有关,哪个就可作为猜想的依据;
(2)水的深度会影响气球受到的压强,而压强会影响气体的体积;
②当气球静止时,它内部的气压和外面水的压强相等。因为水的压强与深度有关,所以可以用水的深度反映气球内部气压的大小。
【解答】(1)由信息①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎,说明温度高,压强会增大;
(2)①探究气压大小与温度的关系,需保持气球的体积不变,保持水面位置不变,就是为了在实验过程中保持气球的体积不变;
②若气压压强变大,还在原来的深度,则气球内部压强大于外部压强,体积会变大,所以要加深气球在水中的深度,使其体积不变,因此“气球浸入水中的深度越大”反映了气球内气体的气压越大。
19.(2019·桐乡模拟)同学们在兴趣活动时制作了如图甲所示的“彩球温度计”,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同、质量不同的小球,依次放入液体中,球上标有设定好的温度用来读数,小球会随外界气温的变化而沉浮。
(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,浮起后位于________(选填“最高”、“最低”或“中间”)处的小球上标记的温度就表示此时外界的气温。
(2)柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,“对温度敏感”是指该液体________。
(3)同学们通过查阅资料后又制作了如图乙所示的温度计。图中A为小烧瓶,B为玻璃管,管的下端竖直插在一个大水槽中,使玻璃管内外的水面有一高度差h。在不同温度下,他们分别测出了对应的h值,记录的实验数据如下表所示:
温度/℃
18
20
22
24
26
28
h/cm
27.5
22.3
17.2
12
6.9
1.8
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为________℃。
【答案】(1)最低
(2)密度受温度影响变化较明显
(3)8
【解析】(1)物体的浮沉条件
:
物体密度大于液体密度
,
物体下沉
;
物体密度等于液体密度
,
物体悬浮
;
物体密度小于液体密度
,
物体上浮
;
大部分物体具有热胀冷缩的性质;
(2)根据温度变化时,液体的密度变化情况进行分析;
(3)根据表中温度下降与h高度的变化规律,分析、计算。
【解答】(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,那么液体的密度随温度的下降而增大,悬浮的小球的密度与液体密度相同,所以最底部的小球表示外界的气温;
(2)“对温度敏感”是指该液体密度受温度影响变化较明显;
(3)计算可知,表中温度下降与h高度的变化规律:温度每降低2℃,h增加5.1cm~5.2cm,经计算得出,
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为8℃。2.3
大气压(计算)
1.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?
2.(2019八上·慈溪期末)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸人引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞,因此被称为“救命孔”。
(1)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流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10?4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.25×104Pa,笔帽的横截面积约为0.8cm2

医生至少需要多大的力才能将笔帽取出。(要求写出计算过程)
(3)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”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积
________时,压强增大。
3.(2020八上·鄞州期末)如图是高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为放气孔,空心柱上戴着的一个帽子为限压阀,当高压锅内的气体压强超出了安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小,现有一个直径为24cm,空心柱放气孔的横截面积为10mm2

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105Pa。请问:
(1)此高压锅内的气体能达到的最大压强为多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?
4.如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2

大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体压强最大为1.8×105Pa。(g取10N/kg)
(1)用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度________(选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
(2)计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
(3)计算限压阀的质量。
?
5.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,某同学采用了图示装置。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880g;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460g。烧杯质量为100g,活塞面积为7×10-5m2,g取10N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计。则所测大气压的值应为多少帕?
6.(2019八上·萧山月考)如图所示,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100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)高压锅为什么煮食物比较快?
(2)为了防止出气孔堵塞致使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),试说明采用易熔片的物理道理。
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,取g=10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
?
7.(2019八上·天台月考)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100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)说出高压锅运用了哪些物理知识点?(答一点即可)________
(2)小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图1)。试说明小明建议的科学道理。________。
(3)小明测得家中高压锅锅体横截面积0.181m2,出气孔的横截面积为1.256×10-5m2,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。试通过计算并对照图像(图2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(4)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?________
8.(2019八上·杭州期中)用高压锅煮饭,既快速又节能,现代许多家庭都用高压锅煮饭。
(1)小徐为了弄清其中原理,将普通锅和高压锅在相同条件(热源、锅的材料、质量以及水、食物等均相同)下进行了对比实验探究,结果如下:
由此可知,高压锅煮饭快捷的原理是________。
(2)有一“苏泊尔”牌高压锅的直径为24厘米,限压出气孔的直径为3毫米,限压阀质量为94.2克,试估算当正常使用时,锅内气压约为多大?(设大气压为1标准大气压,π取3.14)
9.(2018八上·衢州期中)家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好,图乙是高压锅的结构示意图,它的盖子上有三个气孔,带有活塞的气孔
1
使锅内与外界连通,此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为
1.0×10
5Pa)。当锅内温度升高至
100℃时,锅内气体会把气孔
1
的活塞顶起,这时锅被密封。锅内温度继续升高,气体压强增大,当压强增至最大值时,气体就会冲开气孔
2
上的限压阀。气孔
3
正常情况下无作用,图乙未画出。设锅内气压每增加
5×10
3Pa,水的沸点相应增加
1℃。(g=10N/kg)
(1)此高压锅限压阀的质量为
100g,气孔2的面积为
10mm2,则锅内的最高温度可达到多少?
(2)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
1.8×10
5Pa,要使此高压锅能继续安全使用,应配一个质量为多大的限压阀?
10.如图所示,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
100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
?
(1)为了防止出气孔堵塞致使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),试说明采用易熔片的物理道理。
(2)小科测得家中高压锅出气孔的直径为
4
mm,压在出气孔上的安全阀的质量为
80
g,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
(3)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。根据题(2),在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图中所示水的沸点与气压的关系曲线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
(标准气压取
p=1.0×10
5Pa,g

10N/kg)
11.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,在大气压的作用下,皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上,皮碗的吸附面积为
100cm2

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
1.0×10
5Pa,g

10N/kg)
(1)皮碗能像吸盘一样“平贴”在天花板上是由于受到的作用。
(2)要想吸盘不脱落,所挂物体的重量不得超过多少?
(3)设想细线下挂一边长为10cm,质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物块底面保持水平),剪断细线物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强随时间变化的关系如图丙所示(接触面积一直是正方形的底面积),压强减至pr时便保持不变。求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时pr为多少?2.3
大气压(实验探究)
1.(2019八上·天台期中)如图所示,某科学兴趣小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器材粗测大气压的值。
(1)图中注射器的最大可读容积为20毫升,用刻度尺测量注射器有刻度部分的总长度为8.0厘米,可算得活塞的横截面积为________厘米?。
(2)实验时,首先要把注射器的活塞推至注射器筒底端。目的是________,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数增大到F=26.0牛。则测得大气压值是p=________。
2.小明同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是________。
(2)水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=________。
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用________?(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是________。
3.(2019八上·越城期末)小敏同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是________。
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=________。(用F、V、L表示)
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用________(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是________。
4.科学兴趣小组的同学利用周末开展了一次登山活动,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:
①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;
②如图甲所示,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,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对________(选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于________状态。若不考虑其他因素,根据________的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)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”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是________。
(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:一是活塞的密封性好;二是可以________。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小________对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的________?(选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=________。
5.(2020八上·宁波期末)为了估测本地大气压,某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验:把吸盘吸在玻璃板上如图(a),测出吸盘的面积为S,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。
(1)多次实验,记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据________可知,此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式________可计算出大气压强。
(2)实际操作时发现如下问题:
①吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘哈气或者蘸少许水,原因是________。
②操作时发现弹簧测力计的量程太小,就利用杠杆设计了如图(b)的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时,测力计的拉力为F。由此计算出此地的大气压值为p=3F/S。
③通过调查发现此次的测量值与气象部门提供的数据有偏差,请分析实验过程并根据所学知识猜想:由于________原因,导致测量值________(偏大或偏小)。
6.(2020八上·奉化期末)在一次拓展课中,小柯同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10厘米2
②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上;
③用弹簧测力计水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5N:
④记录整理数据,算出大气压的值,分析实验结论。
实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目是:________。
(2)根据小柯的实验数据,计算得到的大气压的值等于________帕。
(3)小柯同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明________。
?
7.在自主学习探究过程中,小菲同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤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,算出吸盘平面面积为10厘米
②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气
③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为96牛
④记录整理数据
⑤算出大气压的值,分析实验结论
实验装置如图甲,请结合你所学的知识分析
(1)将吸盘沾水湿润的目的是________;
(2)根据小菲同学的实验数据,计算出大气压的值为________帕。
(3)小菲同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明________。
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙,则你预计的弹簧秤示数可能会________96牛(选填“大于”、“小于”或“等于“)。
8.(2019八上·越城期末)洗衣服时,小科发现肥皂泡在不断地破裂。小科觉得,肥皂泡的破裂可能与肥皂泡内气压大小有关,而肥皂泡内的气压大小可能与肥皂泡的半径大小有关。为此小科用如图所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1和2,吹出较大的肥皂泡A闭合阀门2;
②打开阀门3,用同一肥皂水吹出较小的肥皂泡B,闭合阀门1;
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验现象】肥皂泡A变大,肥皂泡B变小。
【实验结论】相同条件下,肥皂泡半径越大,肥皂泡内的气体压强越________。
【实验反思】如果上述结论同样适用于半径达到一定值后的气球,小科就能解释用嘴吹气球时,当吹到一定程度后,越吹所需要的力越________的原因。
9.(2019八上·柯桥月考)在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计并进行了如下的实验。
①将蘸水的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,测出吸盘的直径d;
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,
用天平测出这时小桶和沙的质量为m。
请完成下列问题:
(1)蘸水的目的是________
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是________,测得数值的表达式是:p=________(写出最终的化简结果)。
(3)实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因是(写出一条即可)________
10.(2019八上·萧山月考)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,本实验的原理是二力平衡和p=________。
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________时,下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器________长度为4.00cm
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。
小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值。
11.(2019八上·萧山期中)气体分子之间的间距比较大,所以容易被压缩。某同学想:当气体的质量一定时,气体压缩,体积减小的时候,气体压强将会怎样变化呢?
(1)他提出了两个猜想:
猜想A:一定质量的气体,压缩体积,压强减小;
猜想B:一定质量的气体,压缩体积,________。
但经仔细一想,该同学马上否定了自己的猜想A。你认为该同学否定猜想A的理由是:________。
(2)进一步思考:压强和体积的变化满足什么样的关系呢?
他找来一个注射器和一个气压计,在注射器里边封了30ml空气(不计注射器活塞重力和摩擦,注射器完全密封,大气压强P0=1.0×105Pa)。
查阅资料得知:气体被压缩的时候,内能增加,温度上升也引起压强的变化。所以在下面的实验过程中要注意控制________相同。
以下是该同学实验时记录的数据:
实验次数
1
2
3
4
5
体积(ml)
30
25
20
15
10
压强(×105pa)
1
1.2
1.5
V
3
(3)表格中V=________;分析以上数据,写出一定质量气体的体积和压强定量关系________
12.(2019八上·浙江期中)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是________;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞________时,记下弹簧测力计的示数为8.2N.用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为6cm,计算得到活塞的横截面积为________cm2。
(3)计算得到大气压强的数值为________Pa。
13.(2019八上·衢州期中)科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。生活发现:①打足气的自行车车胎在阳光下曝晒容易爆破②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。提出问题:质量一定的气体,压强大小与哪些因素有关呢?
?
根据生活发现建立假设一:质量一定的气体,压强大小可能与温度有关。
假设二:质量一定的气体,压强大小可能与体积有关。
思维准备:①为探究假设一,研究对象应是一段被封闭的气体;
实验中被封闭气体的压强大小是用________来体现的。
实验步骤:
⑴取一根长度为1米一端封闭的细玻璃管,在室温20℃下用水银密封一段空气柱,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。如图所示:
⑵将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到________为止。
⑶将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:________.
14.(2019八上·浙江期中)小龙做“估测大气压值”的实验。
(1)在如图所示的装置中,小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下:
A.先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;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数(即大气对活塞的压力)F;
C.读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
思考并回答:
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正:________。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式:P=________。
(3)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了________。
?
15.(2019八上·余杭期中)用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对________(填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对________(平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用________测出全部刻度的长度L.
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为________(用题中字母表示).
16.(2019八上·新昌期中)某实验小组利用注射器、弹簧测力计、毫米刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
第一步,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气。然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
第二步,如图甲所示,用细尼龙绳将注射器活塞与弹簧秤相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始相对注射器筒滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气压强对活塞的压力)F=30N。
第三步,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度l(如图乙)。
第四步,计算出此时大气压强p。
试帮助实验小组完成数据处理和分析:
(1)注射器全部刻度的长度l=________cm。
(2)计算得到大气压强p=________Pa。
(3)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条除读数误差外的原因):________。
17.(2019八上·诸暨月考)小明做“估测大气压值”的实验。装置如图所示
(1)小明不能采用________(填“甲”、“乙”)图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下
A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;
B用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测数F
C读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
思考并回答:
①指出以上实验步骤中的错误:________。
②改正错误步骤后,用测得的正确的物理量表示大气压强的表达式P=________。
(3)同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封.上述原因一定会使测量值小于真实值的是________
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.8cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验应选用________(填甲或乙)注射器
?
18.气体产生的压强(气压)大小与哪些因索有关呢?某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;②篮球充气越多,越不易被压扁;③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息________(填序号)可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系,步骤如下(假设水E的体积不受温度变化的影响)。
步骤一:往气球内充入一定量的空气后,用细线扎紧气球口。
步骤二:在容器底部固定一滑轮,往容器中加入适量的水。
步骤三:拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中,标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
步骤四:升高水温,拉动细线改变气球浸没的深度,使水面的位置保持不变,再次测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时,保持水面位置不变是为了________?。
②实验中对多个不易观测的量,进行了巧妙的“转换”。如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”;“气球浸入水中的深度越大”反映________越大。
19.(2019·桐乡模拟)同学们在兴趣活动时制作了如图甲所示的“彩球温度计”,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同、质量不同的小球,依次放入液体中,球上标有设定好的温度用来读数,小球会随外界气温的变化而沉浮。
(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,浮起后位于________(选填“最高”、“最低”或“中间”)处的小球上标记的温度就表示此时外界的气温。
(2)柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,“对温度敏感”是指该液体________。
(3)同学们通过查阅资料后又制作了如图乙所示的温度计。图中A为小烧瓶,B为玻璃管,管的下端竖直插在一个大水槽中,使玻璃管内外的水面有一高度差h。在不同温度下,他们分别测出了对应的h值,记录的实验数据如下表所示:
温度/℃
18
20
22
24
26
28
h/cm
27.5
22.3
17.2
12
6.9
1.8
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为________℃。2.3
大气压
尖子生培优
1.同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度h1、h2之比为4:5,则下列说法正确的是(??

A.液体密度ρ1、ρ2之比为5:6???
B.玻璃管内液体的质量之比为3:2
C.玻璃管内液体的重力之比为1:1????D.所测大气压的值之比为4:5
2.(2020九下·宁波保送考试)如图所示,有一高为l的平口玻璃杯内装有深度为h的水,上面盖有卡片。现将玻璃杯翻转,水仍能留在玻璃杯内。已知大气压强为p0,水的密度为ρ,假设玻璃杯倒转后卡片稍微凸出,则水的深度变化量△h近似为(?
)(已知一定质量的气体其体积和压强之积是一定值,即PV=k,k为定值)
A.???????B.???????C.???????D.
3.(2019八上·诸暨月考)医院给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程药液都保持匀速下滴,如图所示的各装置中应采用的装置为(??
)
A.B.C.D.
4.如图所示。在一个有水的容器内,在水中有一个小试管开口向下竖起浮于水面上,试管露出水面的高度差为h,当将容器封闭并向外抽气时(??

A.h不变,H增大????B.h和H增大????C.h增大,H不变????D.h增大,H减小
5.(2017·浙江竞赛)学校课外兴趣小组想制作一个能产生持续喷泉的实验装置,他们设计的实验装置示意图如图所示,要在瓶内产生高度恒为h的喷泉,那么甲乙两个容器水面的高度差H与喷泉高度h的关系必须满足________,瓶内液面上的压强p必须________。
6.(2019八上·杭州期中)小陆同学在课外利用身边的硬币进行了实验,查寻规律:在地面附近同一高度,空气流速V与当地大气压强P的关系可表示为0.5ρV2+P=C;式中C是常量,ρ表示空气密度。根据上述关系式可知:
(1)常量C表示空气流速为0时的________。
(2)若硬币质量为m,则刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=________。
(3)硬币上下表面积相同均为S,请导出刚好将硬币吹起时吹气速度V的表达式________(用ρ、s、m、g表示)
7.正确使用压力锅的方法是将已盖好密封锅盖的压力锅(如图)加热,当锅内水沸腾时再加盖压力阀S,此时可以认为锅内只有水的饱和蒸气,空气已全部排除,然后继续加热,直到压力阀被锅内的水蒸气顶起时,锅内即已达到预期温度(即设计时希望达到的温度),现有一压力锅,在海平面处加热能达到的预期温度为120℃。某人在海拔5000m的高山上使用此压力锅,锅内有足量的水。
(1)若不加盖压力阀,锅内水的温度最高可达多少?
(2)若按正确方法使用压力锅,锅内水的温度最高可达多少?
已知:水的饱和蒸气压Pw与温度t的关系图象如图甲所示。
大气压强P与高度A的关系的简化图象如图乙所示。h=0处Po=1.013×105Pa
8.用高压锅煮饭时,密封的内气压较高,为了使锅内气压不超过安全值,设有自动排气的减压阀,其结构如图所示。已知锅外大气压强为p0,请设计一个简单的实验,粗略测出通过排气阀向外放气时,锅内气体的压强。
(1)本实验用到的测量工具有:刻度尺、________。
(2)主要实验步骤是(用恰当的字母表示被测的物理量):
步骤一:________。
步骤二:用尺测排气孔直径D。
(3)锅内气体压强的表示式:p=________。
9.离渠边不同距离处水流速度相等吗,小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等,于是进行了如下实验:选一段流速稳定、宽为2米的水平水渠为实验场地,如图甲所示,在A1A2连线上,同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中,并开始计时,t=5秒时测得实验数据如下表:
离渠中心线距离r/米
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
乒乓球移动距离s/米
1.00
0.96
0.84
0.64
0.38
几乎为0
水流速度v/(米/秒)
0.200
0.192
0.168
0.128
0.076
几乎为0
(1)分析数据可以得出:离渠中心线距离r越大,水流速度v

(2)为了得出v与r的定量关系,小科根据上表数据绘制v?r2图线如图乙所示,据此图可得到v与r的关系式是v=

(3)图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下,则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB
pC。
10.(2019九下·温州竞赛)如图所示,是科技迷小明制作的“真空炮”模型:在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚弹丸;管口两端各有一块可自由开合的挡板;靠近管口右端连接抽气机,抽出一部分气体后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
那么弹丸从管口射出的出口速度大小与哪些因素有关呢?小明提出了如下猜想:
A.与透明塑料管内外气压差有关B、与透明塑料管的长度有关.
C.与弹丸的直径有关D.与弹丸的形状有关请回答下列问题:
(1)该实验中抽气机的作用是:________。
(2)控制其他因素相同时,小明分别用球形和弹头形弹丸进行实验,并在塑料管壁两侧安装光电传感计时器,测量不同位置弹丸的速度大小。
①基于实验设计,小明要验证猜想________。(填序号)
②其中弹头形弹丸(如图甲)的速度随位置变化的关系图像如图乙所示。请分析弹头形弹丸在塑料管中的速度增大变慢的原因:________。
11.(2019八上·衢州期中)科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。生活发现:①打足气的自行车车胎在阳光下曝晒容易爆破②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。提出问题:质量一定的气体,压强大小与哪些因素有关呢?
?
根据生活发现建立假设一:质量一定的气体,压强大小可能与温度有关。
假设二:质量一定的气体,压强大小可能与体积有关。
思维准备:①为探究假设一,研究对象应是一段被封闭的气体;
实验中被封闭气体的压强大小是用________来体现的。
实验步骤:
⑴取一根长度为1米一端封闭的细玻璃管,在室温20℃下用水银密封一段空气柱,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。如图所示:
⑵将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到________为止。
⑶将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:________.
12.(2019八上·浙江期中)小龙做“估测大气压值”的实验。
(1)在如图所示的装置中,小明不能采用乙图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下:
A.先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;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数(即大气对活塞的压力)F;
C.读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
思考并回答:
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正:________。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式:P=________。
(3)小开对小龙的实验进行改进,在完成A、B步骤,活塞回到注射器底端后,添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了________。
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13.(2019八上·余杭期中)用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对________(填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对________(平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积.读出注射器的容积V,再用________测出全部刻度的长度L.
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为________(用题中字母表示).
14.(2019八上·新昌期中)某实验小组利用注射器、弹簧测力计、毫米刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
第一步,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气。然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
第二步,如图甲所示,用细尼龙绳将注射器活塞与弹簧秤相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始相对注射器筒滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气压强对活塞的压力)F=30N。
第三步,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度l(如图乙)。
第四步,计算出此时大气压强p。
试帮助实验小组完成数据处理和分析:
(1)注射器全部刻度的长度l=________cm。
(2)计算得到大气压强p=________Pa。
(3)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条除读数误差外的原因):________。
15.(2019八上·诸暨月考)小明做“估测大气压值”的实验。装置如图所示
(1)小明不能采用________(填“甲”、“乙”)图的装置来估测大气压强,其原因是________。
(2)实验步骤如下
A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;
B用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测数F
C读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
思考并回答:
①指出以上实验步骤中的错误:________。
②改正错误步骤后,用测得的正确的物理量表示大气压强的表达式P=________。
(3)同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封.上述原因一定会使测量值小于真实值的是________
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.8cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验应选用________(填甲或乙)注射器
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16.气体产生的压强(气压)大小与哪些因索有关呢?某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息:①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎;②篮球充气越多,越不易被压扁;③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想:气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关。
(1)信息________(填序号)可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系,步骤如下(假设水E的体积不受温度变化的影响)。
步骤一:往气球内充入一定量的空气后,用细线扎紧气球口。
步骤二:在容器底部固定一滑轮,往容器中加入适量的水。
步骤三:拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中,标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
步骤四:升高水温,拉动细线改变气球浸没的深度,使水面的位置保持不变,再次测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时,保持水面位置不变是为了________?。
②实验中对多个不易观测的量,进行了巧妙的“转换”。如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”;“气球浸入水中的深度越大”反映________越大。
17.(2019·桐乡模拟)同学们在兴趣活动时制作了如图甲所示的“彩球温度计”,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同、质量不同的小球,依次放入液体中,球上标有设定好的温度用来读数,小球会随外界气温的变化而沉浮。
(1)当外界气温下降时,容器内的小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,浮起后位于________(选填“最高”、“最低”或“中间”)处的小球上标记的温度就表示此时外界的气温。
(2)柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,“对温度敏感”是指该液体________。
(3)同学们通过查阅资料后又制作了如图乙所示的温度计。图中A为小烧瓶,B为玻璃管,管的下端竖直插在一个大水槽中,使玻璃管内外的水面有一高度差h。在不同温度下,他们分别测出了对应的h值,记录的实验数据如下表所示:
温度/℃
18
20
22
24
26
28
h/cm
27.5
22.3
17.2
12
6.9
1.8
若某时的h值为53cm,则所对应的温度约为________℃。
18.(2019八上·杭州期中)用高压锅煮饭,既快速又节能,现代许多家庭都用高压锅煮饭。
(1)小徐为了弄清其中原理,将普通锅和高压锅在相同条件(热源、锅的材料、质量以及水、食物等均相同)下进行了对比实验探究,结果如下:
由此可知,高压锅煮饭快捷的原理是________。
(2)有一“苏泊尔”牌高压锅的直径为24厘米,限压出气孔的直径为3毫米,限压阀质量为94.2克,试估算当正常使用时,锅内气压约为多大?(设大气压为1标准大气压,π取3.14)