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第3节
大气压强
学习目标
1.大气压的测量:托里拆利实验.测得一标准大气压相当于760mm高的水银柱产生的压强,大小等于1.013×105Pa。
2.气体压强受质量和温度等因素的影响。在气体质量一定时,温度越高,气体压强越大;当温度一定时,气体质量越大,气体压强越大。
3.知道一些常见的证明大气压存在的实验和利用大气压的实例。
知识点全解
知识点一:大气压强的存在
例1:下列现象中与大气压无关的是(
)
A.马德堡半球实验
B.护士给病人注射肌肉针
C.用吸管吸饮料盒中的牛奶
D.吸盘可以压在光滑的墙上
【解析】马德堡半球实验、用吸管吸饮料盒中的牛奶、吸盘可以压在光滑的墙上,三个实例都是大气压作用的缘故,所以这些现象都与大气压有关,故A、C、D正确;用注射器注射药液是受到推力作用的缘故,与大气压无关,故B错误。
【答案】B
知识点二:大气压的测量
1.托里拆利实验
意大利科学家托里拆利精确测出了大气压强值。
如图所示,在长1
m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中,缓慢放开堵管口的手指,待管内水银静止不流动时,管内外水银面的高度差约为760mm。
拓展说明:
设想在管内取一与管外水银面相平的截面,由于作用在水银槽液面上的大气压强能大小不变地在水银内向各个方向传递,则该截面下方受到向上的压强作用,大小等于大气压强。另一方面,该截面上方是760
mm高的水银柱,水银柱上方又是真空的。因为该截面此时静止不动,所以它受到向上、向下的压力相平衡,而截面上、下表面的面积相等,故此大气压强在数值上恰好等于760
mm高的水银柱所产生的压强。
2.大气压强:p大气=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8
N/kg×0.76
m≈1.013×105Pa。通常把这样大小的大气压叫做标准大气压(p0),粗略计算时,p0可以取为1×105Pa。
3.气压计
4.大气压的变化
相关因素
具体描述
说明
海拔
海拔越高,气压越小。在海拔3?000?m以内,大约每升高10?m,大气压减小100?Pa
大气压是大气层受到重力作用而产生的,因此离地面越高,空气越稀薄,气压越小
天气、季节
气压一般是晴天比阴天高,冬季比夏季高
由于水蒸气的密度小于空气的密度,所以空气中水蒸气含量越大,气压越小
例2:如图,把装满水的瓶子口朝下放置浸入水中。将瓶子慢慢向上提起,当瓶子有一部分已从水中提出,但瓶口依然在水面下时,下列说法中正确的是(
)?
A.瓶中的水将全部流出,瓶子变成空的
B.瓶中的水不流出,瓶中仍充满水
C.露出水面的那段瓶子是空的,浸在水面下的那段瓶子里有水
D.无法确定瓶内是否有水
【解析】把瓶子看成一个“托里拆利管”,把瓶子从水中提起相当于用水做托里拆利实验,大气压能支持约760
mm水银柱,而水的密度远低于水银的密度,因此大气压可支持更高的水柱,故在瓶口离开水面之前,瓶底露出水面的部分将充满水,故B选项正确。
【答案】B
知识点三:大气压的应用
1.大气压变化对沸点的影响
水的沸点在标准大气压下是100
℃,随着大气压的减小,水的沸点也会降低。
高山上的大气压低于标准大气压,水的沸点就低于100
℃,所以在高山上做饭不易熟,为了能在高山上让水的沸点升高,我们可利用高压锅做饭。
2.活塞式抽水机
活塞式抽水机上有两个单向开的阀门如图所示,当提起活塞时,阀门A关闭,大气压使水推开阀门B进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面;当向上提活塞时,阀门A关闭,水被活塞提升到出水管。活塞不断地被提起、压下,水被不断地抽上来。
例3:用如图所示的装置抽水,当活塞上升到S管口后继续上升,则发现的现象有(
)
?
A.水从S管口流出
B.管内水随活塞继续上升
C.管内水面开始下落
D.水不能从S管口流出,水保持在管口附近不动,既不上升也不下降
【解析】当活塞上升到管口后再继续上升,活塞将离开管口,活塞下水面将直接与大气连通,与管外部分形成了连通器,由连通器的原理知,管内水面会下降,直到管内外液面相平。
【答案】C
知识点全练
练习1:晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作。
(1)请补充完整该实验的相关步骤:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺
;
⑤大气压强表达式为:
。
(2)本实验中存在误差的可能原因是(写出两个)
①
;
②
。
【解析】(1)④利用刻度尺测量塑料吸盘的半径r,可求得塑料吸盘的面积。⑤吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(即桶和细沙的重力)等于大气压对吸盘的压力,则F=G=Mg。故大气压强的表达式。
(2)吸盘内空气不可能排除干净,天平测量质量、刻度尺测量半径等均存在测量误差等。
【答案】(1)④测量塑料吸盘的半径r ⑤? (2)吸盘内有空气
测量塑料吸盘的半径r有误差
【点拨】明确这种估测大气压的原理——二力平衡和压强的计算公式,是正确解答的切入点和关键。
练习2:关于托里拆利实验,下列说法正确的是(
)
A.玻璃管内径越大,管内和管外水银面高度差越小
B.往水银槽内多倒些水银,管内和管外水银面高度差增大
C.玻璃管倾斜,管内和管外水银面高度差不变
D.玻璃管顶上开一小孔,水银会从小孔涌出
【解析】玻璃管内径越大、往水银槽内多倒些水银、玻璃管倾斜,三种情况中由于大气压是不变的,故能支持的水银柱高度也是不变的,管内和管外水银面高度差不变,故A、B错误,C正确;如果玻璃管顶上开一小孔,两个容器构成连通器,因为连通器里装同种液体,当液体不流动时,液面相平,高度差为零,故D错误。
【答案】C
【点拨】在托里拆利实验中,管内水银柱上方是真空,管内外水银面的高度差只随外界大气压强的变化而变化,与管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起、下压等因素无关。
练习3:如图甲所示,将杯子里装满水,用纸片把杯口盖严,按住纸片,把杯子倒过来,放手后,纸片不会掉下来,这表明
。若把杯子如图乙、丙所示放置,纸片也不会掉下来。通过图甲、乙、丙可以说明
。
【解析】如甲图将杯子倒置后,杯中装满水,里面没有空气,而纸片外面充满空气,由于大气压强的存在,大气对纸片有向上的压力,并且大气对纸片向上的压力大于水对纸片向下的压力,纸片不会掉下来。不管杯口朝哪个方向,纸片都不会掉下,杯子里的水也不会流出来,这说明了大气向各个方向都有压强。
【答案】大气向上有压强
大气向各个方向都有压强
练习4:如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是(
)
A.大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
【解析】玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故A、C选项正确;实验中玻璃管内水银面的上方是真空,故B选项错误;实验时,玻璃管如果倾斜会使长度增加,但高度不变,不影响实验测量结果,故D选项正确。
【答案】B
自我检测
一、选择题
1.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是(
)
【解析】纸片受到水的压力之所以不掉落,是因为下方的大气对纸片有向上的压力,能说明大气压的存在,A项正确。橡皮膜之所以向外凸,是因为上方的水对橡皮膜有压力,与大气压无关,B项错误;U形管中液面相平是利用连通器原理,C项错误;手指夹住铅笔两端的实验现象,可以说明压力的作用效果与受力面积有关,D项错误。
【答案】A
2.如图所示是一种“吸盘式”挂衣钩。将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品。它的主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关说法错误的是(
)
A.被玻璃“吸”住后,橡皮碗内的气压小于大气压
B.橡皮碗内挤出的空气越少,橡皮碗贴在玻璃上就越紧
C.橡皮碗与玻璃之间的摩擦阻止衣物向下移动
D.不能紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与橡皮碗之间有缝隙,会漏气
【解析】挂衣钩要固定在玻璃上,需要先用力挤压橡皮碗,把橡皮碗内的空气挤出,这样橡皮碗就被外界的大气压紧压在了玻璃上,并且碗内挤出的空气越多,橡皮碗贴在玻璃上就越紧,这时橡皮碗与玻璃之间产生了一个摩擦力,使橡皮碗和衣物不会掉下去,故A、C说法正确,B说法错误;如果将挂衣钩紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间有缝隙,会漏气,使橡皮碗内外气压相等,在挂衣钩的自重作用下,挂钩将掉下来,故D说法正确。
【答案】B
3.在给病人输液时,为了使整个输液过程中,药液保持匀速下滴,下图所示的装置中最为合理的是(
)
【解析】要使药液保持匀速下滴,应使输液管上端开口处药液压强保持不变,故只有B符合题意。
【答案】B
4.在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦对实验的影响,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880
g;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100
g,活塞横截面积为7×10-5
m2,g=10
N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计。则所测大气压的值应为(
)
A.1.26×105
Pa
B.1.10×105
Pa
C.1.01×105
Pa
D.0.96×105
Pa
【解析】活塞刚开始向左滑动时,细线对活塞的拉力:F=(880+100)×10-3
kg×10
N/kg=9.8
N,这时有:p0S+f=9.8
N;当活塞刚开始向右滑动时,细线对活塞的拉力F'=(460+100)×10-3
kg×10
N/kg=5.6
N,此时有p0S-f=5.6
N,解方程可得:p0===1.10×105
Pa,选B。
【答案】B
二、填空题
5.地球周围的一层厚厚的大气由于受到 的作用,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。通常海拔越高,大气压强越 。?
【解析】大气受重力并且具有流动性,因此会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。
【答案】重力
小
6.图(a)是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图(b)为该壶的结构示意图,使用时,若捂住甲孔,则倒出的是 液体,这是由于 的作用。?
【解析】一定质量的气体,压强随体积的增大而减小,若壶盖上没有小孔,壶中水倒掉一部分后,空间增大,气体压强减小,当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候,壶中的水将倒不出来,因而在壶盖上打一小孔,与空气相通,使壶内外的气体压强始终相同,水在重力作用下就可流出来。因此若捂住甲孔,则倒出的是乙液体。
【答案】 乙 大气压
三、实验探究题
7.小梁同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。(g取10
N/kg)
(1)已知水银的密度为13.6×103
kg/m3,她通过数据计算得出大气压的值为 Pa。?
(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 她测量的值(选填“大于”或“小于”)。?
(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,发现管中的水柱不会下降。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度
(选填“必须大于10
m”或“可以小于10
m”)。?
【解析】(1)由题图可知,实验中水银柱高度是70
cm,大气压强等于70
cm高水银柱产生的压强,p=ρ水银gh=13.6×103
kg/m3×10
N/kg×0.7
m=9.52×104
Pa。
(2)海平面上的大气压为标准大气压,标准大气压相当于76
cm高的水银柱产生的压强,水银柱产生的压强随水银柱高度的增加而增大。
(3)把水银换成水后,当地大气压大小不变,仍为9.52×104
Pa。根据p=ρgh可知,h===9.52
m,所以可以选用长度小于10
m的玻璃管。
【答案】(1)9.52×104 (2)大于 (3)可以小于10
m
8.小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”,他设计的实验方案是:将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里面的空气,按住玻璃板,用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上拉,记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数,再测量出吸盘与玻璃板的接触面积,即可算出大气压的值,如图所示。实验室提供的器材是:量程为0-25
N的弹簧测力计,底面积为2
cm2的吸盘,平滑的玻璃板。
实验时,他发现当弹簧测力计示数为18
N时,吸盘正好离开玻璃板。
(1)那么,小华同学测得的大气压值为 Pa。?
(2)该实验只能粗略测出大气压的值,结果并不精确,请指出小华所设计的方案中产生误差的主要原因有哪些:(写出两点即可)
①
;?
②
。?
【解析】(1)吸盘刚脱离玻璃板时,弹簧测力计示数等于大气对吸盘的压力,即F拉=p大气S。由此可得,p大气===9×104
Pa。
(2)由于实验实际操作过程不可能达到理论分析中的理想化,故误差不可避免。本实验产生误差的原因有吸盘内的空气无法排尽、吸盘本身也有重力、吸盘的面积测量有误差等。
【答案】(1)9×104
(2)①吸盘内空气无法排尽 ②吸盘自身受到重力作用(其他合理答案也可)
四、简答题
9.炎热的夏天,人们经常喝饮料,如图所示,完成以下问题。
(1)图中的小姑娘靠 作用将饮料“喝”到嘴里。?
(2)若将杯内装满了饮料,并用带吸管的橡皮塞将杯口塞紧,小姑娘能不能喝到饮料?请说明理由。
【解析】(1)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。(2)杯内装满了饮料,并用带吸管的橡皮塞将杯口塞紧,杯内与外界不通,没有了大气压的作用,小姑娘不能将饮料吸进嘴中。
【答案】(1)大气压
(2)不能 理由见解析
五、计算题
10.有一种气压保温瓶,其结构如图所示。用手压下按压器,气室上方小孔被堵住,在瓶内气体压强作用下,水经出水管流出。按压器面积为S0(cm2),瓶内水面到瓶底的距离为h(cm),瓶内水面到出水管口的距离为h0(cm)。已知弹簧的平均弹力为F0(N),外界大气压为p0(Pa),水的密度为ρ(kg/m3),按压器所受重力忽略不计。要将水压出管口,则:
(1)瓶内水面上方的压强至少要多大?
(2)瓶内外气体对按压器的压力差ΔF至少为多大?
(3)在按压器上至少要加多大的压力?
【解析】(1)管口与瓶内水之间的压强差为Δp
=ρgh0×10-2
;
瓶内水面上方的最小压强p=p0+Δp=p0+10-2×ρgh0
(2)∵p=
∴瓶内外气体对按压器的压力差:
ΔF=Δp·S0×10-4=ρgh0×10-2·S0×10-4=10-6×ρgh0S0
(3)按压器受到向上的瓶内外气体的压力差ΔF、弹簧的弹力F0和手向下的压力F,所以
F=ΔF+F0=10-6×ρgh0S0+F0
【答案】(1)p0+10-2×ρgh0 (2)10-6×ρgh0S0 (3)10-6×ρgh0S0+F0中小学教育资源及组卷应用平台
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大气压强
学习目标
1.大气压的测量:托里拆利实验.测得一标准大气压相当于760mm高的水银柱产生的压强,大小等于1.013×105Pa。
2.气体压强受质量和温度等因素的影响。在气体质量一定时,温度越高,气体压强越大;当温度一定时,气体质量越大,气体压强越大。
3.知道一些常见的证明大气压存在的实验和利用大气压的实例。
知识点全解
知识点一:大气压强的存在
例1:下列现象中与大气压无关的是(
)
A.马德堡半球实验
B.护士给病人注射肌肉针
C.用吸管吸饮料盒中的牛奶
D.吸盘可以压在光滑的墙上
知识点二:大气压的测量
1.托里拆利实验
意大利科学家托里拆利精确测出了大气压强值。
如图所示,在长1
m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中,缓慢放开堵管口的手指,待管内水银静止不流动时,管内外水银面的高度差约为760mm。
拓展说明:
设想在管内取一与管外水银面相平的截面,由于作用在水银槽液面上的大气压强能大小不变地在水银内向各个方向传递,则该截面下方受到向上的压强作用,大小等于大气压强。另一方面,该截面上方是760
mm高的水银柱,水银柱上方又是真空的。因为该截面此时静止不动,所以它受到向上、向下的压力相平衡,而截面上、下表面的面积相等,故此大气压强在数值上恰好等于760
mm高的水银柱所产生的压强。
2.大气压强:p大气=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8
N/kg×0.76
m≈1.013×105Pa。通常把这样大小的大气压叫做标准大气压(p0),粗略计算时,p0可以取为1×105Pa。
3.气压计
4.大气压的变化
相关因素
具体描述
说明
海拔
海拔越高,气压越小。在海拔3?000?m以内,大约每升高10?m,大气压减小100?Pa
大气压是大气层受到重力作用而产生的,因此离地面越高,空气越稀薄,气压越小
天气、季节
气压一般是晴天比阴天高,冬季比夏季高
由于水蒸气的密度小于空气的密度,所以空气中水蒸气含量越大,气压越小
例2:如图,把装满水的瓶子口朝下放置浸入水中。将瓶子慢慢向上提起,当瓶子有一部分已从水中提出,但瓶口依然在水面下时,下列说法中正确的是(
)?
A.瓶中的水将全部流出,瓶子变成空的
B.瓶中的水不流出,瓶中仍充满水
C.露出水面的那段瓶子是空的,浸在水面下的那段瓶子里有水
D.无法确定瓶内是否有水
知识点三:大气压的应用
1.大气压变化对沸点的影响
水的沸点在标准大气压下是100
℃,随着大气压的减小,水的沸点也会降低。
高山上的大气压低于标准大气压,水的沸点就低于100
℃,所以在高山上做饭不易熟,为了能在高山上让水的沸点升高,我们可利用高压锅做饭。
2.活塞式抽水机
活塞式抽水机上有两个单向开的阀门如图所示,当提起活塞时,阀门A关闭,大气压使水推开阀门B进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A涌到活塞上面;当向上提活塞时,阀门A关闭,水被活塞提升到出水管。活塞不断地被提起、压下,水被不断地抽上来。
例3:用如图所示的装置抽水,当活塞上升到S管口后继续上升,则发现的现象有(
)
?
A.水从S管口流出
B.管内水随活塞继续上升
C.管内水面开始下落
D.水不能从S管口流出,水保持在管口附近不动,既不上升也不下降
知识点全练
练习1:晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作。
(1)请补充完整该实验的相关步骤:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺
;
⑤大气压强表达式为:
。
(2)本实验中存在误差的可能原因是(写出两个)
①
;
②
。
练习2:关于托里拆利实验,下列说法正确的是(
)
A.玻璃管内径越大,管内和管外水银面高度差越小
B.往水银槽内多倒些水银,管内和管外水银面高度差增大
C.玻璃管倾斜,管内和管外水银面高度差不变
D.玻璃管顶上开一小孔,水银会从小孔涌出
练习3:如图甲所示,将杯子里装满水,用纸片把杯口盖严,按住纸片,把杯子倒过来,放手后,纸片不会掉下来,这表明
。若把杯子如图乙、丙所示放置,纸片也不会掉下来。通过图甲、乙、丙可以说明
。
练习4:如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是(
)
A.大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
自我检测
一、选择题
1.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是(
)
2.如图所示是一种“吸盘式”挂衣钩。将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品。它的主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关说法错误的是(
)
A.被玻璃“吸”住后,橡皮碗内的气压小于大气压
B.橡皮碗内挤出的空气越少,橡皮碗贴在玻璃上就越紧
C.橡皮碗与玻璃之间的摩擦阻止衣物向下移动
D.不能紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与橡皮碗之间有缝隙,会漏气
3.在给病人输液时,为了使整个输液过程中,药液保持匀速下滴,下图所示的装置中最为合理的是(
)
4.在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦对实验的影响,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880
g;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100
g,活塞横截面积为7×10-5
m2,g=10
N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计。则所测大气压的值应为(
)
A.1.26×105
Pa
B.1.10×105
Pa
C.1.01×105
Pa
D.0.96×105
Pa
二、填空题
5.地球周围的一层厚厚的大气由于受到 的作用,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。通常海拔越高,大气压强越 。?
6.图(a)是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图(b)为该壶的结构示意图,使用时,若捂住甲孔,则倒出的是 液体,这是由于 的作用。?
三、实验探究题
7.小梁同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。(g取10
N/kg)
(1)已知水银的密度为13.6×103
kg/m3,她通过数据计算得出大气压的值为 Pa。?
(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 她测量的值(选填“大于”或“小于”)。?
(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,发现管中的水柱不会下降。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度
(选填“必须大于10
m”或“可以小于10
m”)。?
8.小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”,他设计的实验方案是:将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里面的空气,按住玻璃板,用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上拉,记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数,再测量出吸盘与玻璃板的接触面积,即可算出大气压的值,如图所示。实验室提供的器材是:量程为0-25
N的弹簧测力计,底面积为2
cm2的吸盘,平滑的玻璃板。
实验时,他发现当弹簧测力计示数为18
N时,吸盘正好离开玻璃板。
(1)那么,小华同学测得的大气压值为 Pa。?
(2)该实验只能粗略测出大气压的值,结果并不精确,请指出小华所设计的方案中产生误差的主要原因有哪些:(写出两点即可)
①
;?
②
。?
四、简答题
9.炎热的夏天,人们经常喝饮料,如图所示,完成以下问题。
(1)图中的小姑娘靠 作用将饮料“喝”到嘴里。?
(2)若将杯内装满了饮料,并用带吸管的橡皮塞将杯口塞紧,小姑娘能不能喝到饮料?请说明理由。
五、计算题
10.有一种气压保温瓶,其结构如图所示。用手压下按压器,气室上方小孔被堵住,在瓶内气体压强作用下,水经出水管流出。按压器面积为S0(cm2),瓶内水面到瓶底的距离为h(cm),瓶内水面到出水管口的距离为h0(cm)。已知弹簧的平均弹力为F0(N),外界大气压为p0(Pa),水的密度为ρ(kg/m3),按压器所受重力忽略不计。要将水压出管口,则:
(1)瓶内水面上方的压强至少要多大?
(2)瓶内外气体对按压器的压力差ΔF至少为多大?
(3)在按压器上至少要加多大的压力?
(3)按压器受到向上的瓶内外气体的压力差ΔF、弹簧的弹力F0和手向下的压力F,所以
F=ΔF+F0=10-6×ρgh0S0+F0