浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强同步练习(优生加练)

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名称 浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强同步练习(优生加练)
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科目 科学
更新时间 2021-07-20 18:09:11

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浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2020八上·杭州期中)乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(球沿逆时针方向旋转)、下旋球(球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种 ( )
A.上旋球、下旋球、不转球 B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球 D.下旋球、不转球、上旋球
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据相对运动的原理,分析乒乓球上下两个表面空气流速的大小,然后根据流体压强和流速的关系产生压力的方向,进而对乒乓球的运动规律进行判断即可。
【解答】当乒乓球向右运动时,如果以乒乓球为参照物,那么空气则是向左运动的。
上旋球:乒乓球沿逆时针方向旋转,在球的下面,乒乓球的运动方向与空气运动方向相反,合速度为二者速度之差;在球的上面,乒乓球的运动方向与空气与流动方向相同,合速度为二者速度之和,即乒乓球上表面的空气流速大于下表面的空气流速,于是上表面受到的压强小,下表面受到的压强大,产生向上的托力,因此乒乓球在向右运动的同时还会向上运动,因此运动轨迹偏高。
下旋球:与上旋球完全相反,即乒乓球受到向下的压力,因此乒乓球在向右运动的同时加速向下运动,即运动轨迹偏低。
将三条路径对比可知,轨迹1为上旋球,2为不转球,3为下旋球。
故选C。
2.如图是氧气三种状态的图示(三相图)。图中实线表示氧以两种状态共存时,温度和压力的关系线、据图判断下列叙述正确的是(  )
A.一标准大气压下,固态氧的熔点约为80K
B.一标准大气压下,液态氧的沸点约为90K
C.液态氧在74K时,其蒸气压约为300mmHg
D.当压力为400mmHg、温度为95K时,氧为液念
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】首先明确直线是熔点图,曲线是沸点图;知道一标准大气压等于760mmHg产生的压强,然后根据图中的横坐标(或纵坐标)确定对应的纵坐标(或横坐标)从而判断有关选项正误。
【解答】气压对晶体熔点的影响不大,所以直线是熔点图;而气压对液体沸点的影响较大,所以曲线是沸点图。氧以两种状态共存时,要么是固液共存,此时对应的温度是熔点; 要么是液气共存,此时对应的温度是沸点。
图中一标准大气压下(760mmHg)对应液态氧的沸点大致是90K,对应固态氧的熔点大致为55K,故A错误,B正确。
气压为300mmHg时,液态氧的沸点约为74K,但蒸汽压在图中是看不出来的,气压和蒸汽压是2个不同的概念,故C错误。
当压力为400mmHg时,对应液态氧的沸点约为80K,而95K的温度高于80K的温度,所以95K时氧为气态,故D错。
故答案为:B
3.(2018八上·秀洲期中)某同学自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示.把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗自重忽略不计.则根据这些数据计算大气压P的公式是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当皮碗刚刚被拉开时,它受到的大气压力等于先物体的重力;
(2)已知压力和受力面积根据公式计算大气压强。
【解答】当皮碗刚刚被拉开时,它受到的大气压力等于物体的重力,即F=G;
皮碗的受力面积为:;
那么大气压强。
故选C。
4.(2018八上·天台期中)科技兴趣小组在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管 A、B、C 连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。现将抽气机与 C 管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t 图象如图乙所示。则下列描述正确的是(  )
A.实验室的大气压为标准大气压
B.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
C.曲线①是A 管中的气体压强随时间变化图
D.0~4 s,C 管中的气体压强变化最大
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)标准大气压的值为;
(2)由于三节气管串联,因此相同时间内气体流量相同;
(3)流体流速越大的位置压强越小。
【解答】A.观察乙图可知,实验室中的气压是101.4kPa,而标准气压是100kPa,因此实验室的大气压不是标准大气压;
B.抽气过程中,三节管中气体流量相同,因此最细的A中流速最大,最粗的C管中流速最小,故B错误;
C.A管中气体流速最大,压强最小,因此A管中压强变化是最大的,那么曲线①是A管中的气体压强变化时间图,故C正确;
D.0~4s时,A管中的气体压强变化最大,故D错误。
故选C。
5.(2017八上·海宁月考)为改善地下车站的通风状况,小科设计抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高 抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】气体的流速与压强有关,流速越大压强越小,当两侧的气体流速不同时,由于气压不同出现气压差,引起气体流动。据此可以判断设计是否正确。
【解答】A、设计中井口与井口上方的空气流动速度相同,不能形成气压差,没有自动抽气的效果,A错误;
B、设计中井口上方遮雨盖是下向凸起的,空气在通过这个凸起时流速增大,而井口上方的空气流速小气压大,所以形成向上流动的气流,能够实现抽气的效果,B正确;
C、与B选项中的设计刚好相反,凹面没有增大流速的效果,反而会使气流向下运动,没有抽气效果,C错误;
D、设计与C相似,气流会向下运动,没有向上抽气的效果,D错误。
故选B
6.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,某同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为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7.7×10-5m2,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(  )
A.1.2×105Pa B.1.1×105Pa C.1.0×105Pa D.0.9×105Pa
【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。利用注射器测量大气压时,用到的公式是 ,所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S。利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积S,便可求出大气压的值了。
【解答】解:当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析:f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析:F-f=G2=5.6N;
两式联立解得:F=7.7N;
所以
故答案为:C
7.家用水龙头在水流较小且稳定流动时,水流的形状应该是图中的(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】水向下流动过程中,体积不变,运动速度越来越大,长度越来越长,根据体积与长度、横截面积的关系分析解答。水下落过程中体积不变,流速变大,单位时间内的路程变大,水流被“拉长”,截面积减小,本题考查了生活中的现象,平时应注意多观察。
【解答】解:水向下流的过程中受重力作用,流速越来越大,水流被“拉长”,水的体积不变,长度变大,则横截面积减小,由图知A符合实际。
故答案为:A
8.一根试管竖直放置,5cm长水银柱封住一部分气体,那么气体的压强为(  )
A.81cm水银柱 B.71cm水银柱 C.76cm水银柱 D.86cm水银柱
【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】1标准大气压=76cmHg,被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和.
【解答】初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和,即为:
p1=p0+ph=76cmHg+5cmHg=81cmHg。
故答案为:A
9.由于长期的河道淤塞,黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图所示的方式,引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式,下列说法中错误的是(  )
A.这种取水灌溉方式在使用前必须先让管道中充满水
B.使用时B端管口位置必须低于A处水面
C.管道中水的流动需要借助水泵才能实现
D.高度差H越大,管道中的水流得就越快
【答案】C
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】如图所示的方法实际是利用了物理学中的虹吸原理,虹吸原理实现的条件有三个:一是管内先装满水;二是管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度;三是出水口比上容器的水面必须低.这样使得出水口液面受到向下的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压,保证水的流出。
【解答】先让管道中充满水,则A、B两处存在水位差,在水压作用下,水沿水管从A处流向B处;AB之间的高度差越大,B处压强越大、水压越大,管道内水流动的越快,其中水的流动不需要水泵,故ABD正确、C错。
故答案为:C
10.在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间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=10N/kg,轮轴间的摩擦和绳重不计。则所测大气压的值应为(  )
A.1.26×105Pa B.1.10×105Pa C.1.01×105Pa D.0.96×105Pa
【答案】B
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】当注射器中的活塞开始向右滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向左滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析 F﹣f=G2=5.6N;两式联立解得:F=7.7N;
∴ ;
故选B。
【分析】当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。
11.如图是某同学自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平.打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中,则接水后与接水前相比较,下列说法错误的是(  )
A.玻璃管外的水面下降
B.玻璃管口的水面上升
C.容器底内表面a点的压强不变
D.容器内玻璃管外的气体压强变大
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少,所以水面下降,选项A正确,不合题意;
玻璃管内的水面恰好与下端管口相平,说明瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,打开阀门K,由于阀门K里面压强大于外界大气压强,水会流出来,同时瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和减小,大气压将空气通过玻璃管压入容器内,始终保持瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,关闭阀门后,玻璃管口的水面不会上升,选项B错误,符合题意;
C、容器内玻璃管口处压强始终不变,且管口的下端仍在水中,故容器底内表面a点的压强不变,选项C正确,不合题意;
由于玻璃管外的水面下降,玻璃管下口上方水的压强变小,又瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强不变,容器内玻璃管外的气体压强变大,选项D正确,不合题意;
故选B。
【分析】根据接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少分析水面下降还是上升;液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关。
12.小明学习了汽化和液化后,对书本练习的第3题“用纸盒可以烧开水”感到疑问,于是他回家动手实验,发现水烧开了可纸盒却没有烧着.关于纸盒没有烧着,以下解释正确的是(  )
A.水的沸点高于火焰温度 B.水的沸点低于纸的着火点
C.纸的着火点高于火焰温度 D.纸的着火点低于水的沸点
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】若火焰温度低于水的沸点,水就不可能烧开(沸腾),选项A错误;
因为水的沸点低于纸的着火点,纸盒从火焰吸收的热量被水迅速吸收,通过水汽化放出大量热量,使纸盒的温度始终低于纸的着火点,选项B正确;
纸遇火易燃,着火点低于火焰温度,选项C错误;
若纸的着火点低于水的沸点,水没烧开纸就着火了,选项D错误;
故选B。
【分析】理解水沸腾时吸热,温度不变。
13.假如在“流体中流速越大的位置压强越大”。则不会出现的情况是(  )
A.跑车尾翼的截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台安全线不必设置
D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如果在流体中流速越大的位置压强越大,那么.跑车尾翼的截面形状应该倒过来,所以A会出现;.
两艘并列同向行驶的船只将会远离,所以B会出现;
当火车、地铁快速运行带动周围的空气快速流动时,周围空气的流速增大,压强增大,大于附近的大气压,这样火车、地铁附近的人就会受到向外的推力,确实不会出现火车撞人的现象,但是,如果这样的推力足够大时,还可以将人推倒甚至使人受伤,这也是不安全的,所以地铁站、火车站设置安全线还是很必要的,所以C不会出现;
喷雾器会由于大气压的作用下再怎么用力吹也喷不出雾来,所以D会出现;故选C
【分析】流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,如果流速大的地方压强大,就将相应想物理现象倒过来想就行。
二、填空题
14.(2020八上·兰溪期中)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)想像下,如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,则会出现的情况是 ;
A.飞机翅膀的截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台安全线不必设置
D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
【答案】(1)大气压强
(2)G币
(3)A;B;D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)将V=0代入公式分析即可;
(2)根据二力平衡的知识分析;
(3)以题目提供的理论为基础,对各个选项中的现象进行分析判断即可。
【解答】(1)将V=0代入公式0.5ρV2+P=C得到:C=p,而p是大气压强,因此常量C表示空气流速为0时的大气压强。
(2)当硬币刚好被吹起来时,它受到竖直向上的压力差和竖直向下的重力,二者相互平衡,即压力差△F=G硬币=m硬币g;
(3)A.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大, 那么飞机的机翼应该上面是平面,下面是曲面,即飞机翅膀的截面形状应该反过来,故A正确;
B.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,那么两艘并列同向行驶的船只中间的水流速度大压强大,会将两船推开,不含发生碰撞,故B正确;
C.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,那么地铁、火车经过时空气流速大压强大,会对人产生向车站里面的推力,仍然可能发生碰撞,故C错误;
D.喷雾器用来吹气时,气流速度越大,外面的气压越大,因此里面的液体不能喷出来,故D正确。
故选ABD。
15.(2020八上·江北期中)如下图所示,在甲、乙、丙、丁四个装置中的玻璃管内灌满水,一端插入盛满水的大烧杯内,另一端用手按住管口,放手后,能把水虹吸到小烧杯的是   ,最后两杯液面保持相平的是   。(均选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
【答案】丙、丁;丁
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)虹吸原理其实就是利用大气压强的作用,将水从水位高的地方抽到水位低的地方;
(2)当两个烧杯中水面相平时,它们之间不存在压强差,于是水就停止流动。
【解答】(1)根据图片可知,甲、乙两图中,装满水的大烧杯的位置都低于小烧杯,无法实现虹吸现象。而丙和丁中,装满水的大烧杯内水面都高于小烧杯,因此可以实现虹吸现象。
(2)丁图中,两个烧杯都放在同一高度,当两边的水面相平时,就不存在压强差,于是水会静止下来。
16.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精产生的压强为p酒精,则p水   p酒精(选填“>”“=”或“<”),B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,   。
【答案】=;压强减小
【知识点】流体压强与流速的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)两个玻璃管外液面上始终为大气压强,即管外气压相等。当液柱的高度不再发生改变时,两个液柱上方的气压相等。管外的大气压强等于管内的液柱压强和气体压强之和,即p0=p液+p内,那么管内酒精上方的压强等于管内水柱上方的压强,即p水=p酒精;
(2)根据流体和流速的关系分析。
【解答】(1)甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精产生的压强为p酒精,则p水=p酒精;
(2)B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,压强减小。
17.(2018八上·柯桥期中)读“北半球某地区天气图”,回答下列问题:
(1)天气状况以阴雨天气为主的是   (填“甲”或“乙”)地。
(2)丁地附近活动的锋面在丁地过境时,丁地的天气状况是   。
【答案】(1)甲
(2)降雨
【知识点】大气压对天气的影响
【解析】【分析】冷暖锋符号表示冷暖空气的移动方向,三角符号表示冷空气移动方向,半圆符号表示暖空气移动方向。
【解答】(1)天气状况以阴雨天气为主的是甲地,因为甲地为低气压区,通常天气不好,为阴雨天气。
(2) 冷暖锋符号表示冷暖空气的移动方向,三角符号表示冷空气移动方向,半圆符号表示暖空气移动方向. 丁地附近活动的锋面在丁地过境时,丁地为暖锋过境, 暖锋过境时一般出现连续性降雨,因此丁地的天气状况是降雨。
故答案为:(1)甲(2)降雨
18.(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
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】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。
三、解答题
19.(2020八上·浙江期末)小林利用注射器(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,请通过计算说明应该选用哪一个注射器。
(2).小林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(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=   
(3)小林了解到班内同学们的测量结果与标准大气压值存在差异,有的偏大,有的偏小,请分析该实验过程中导致数值偏大的原因可能是   。 ( 写出一个原因即可)。
【答案】(1)因甲、乙、注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2、2cm2,
①当大气压约为105Pa,当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由P=F/S,可得F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
②当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由P= F/S,可得F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,乙超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器;
(2)
(3)拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦,会造成最终测量的结果偏大。
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据现有的器材,求出每个注射器在拉动时的最大拉力,再与弹簧测力计的量程进行比较即可;
(2)根据压强公式P=F/S计算即可,而F由弹簧测力计得出,面积通过V=Sh计算可知;
(3)P=F/S误差肯定是在F这儿,因为S是固定的;
【解答】(1) 因甲、乙、注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2、2cm2,
①当大气压约为105Pa,当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由P=F/S,可得F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
②当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由P= F/S,可得F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,乙超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器;
(2)注射器的面积是;所以压强为:;
(3)测量结果偏大,说明F偏大,则有可能是活塞与筒壁之间的摩擦导致的;
故答案为:(1)选用甲注射器;(2);(3) 拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦,会造成最终测量的结果偏大。
20.(2020八上·奉化期末)如今城市拥堵,地铁、地下通道成了城市缓解交通拥堵的妙招,那如何解决地下H型通道的通风问题呢 同学们设计了道如图甲、乙两种方案,“ ”为安装在过道顶的换气扇,黑色部分为墙面凸出部分。其中既有效又节能的是   方案,请你运用科学知识说明理由    。
【答案】乙;过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较快,所以过道右的气压小于左端的气压,空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要酒耗其他能量,既有效又节能。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】注意乙图中右侧通道墙壁上的凸起对气体流速的影响,然后根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】根据甲和乙两图可知,即有效又节能的是乙方案,理由是:过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较快,所以过道右的气压小于左端的气压,空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要酒耗其他能量,既有效又节能。
21.(2019八上·衢州期中)科科感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液”,粗心的科科将口服液盒内特制吸管弄丢,只好找一根较细的吸管来代替,结果她发现有两种吸管,这两种吸管形状不一样,一种吸管外壁光滑,另一种吸管外壁有棱,两种吸管的截面形状如图所示。这两种吸管中吸取药液时一种容易吸取药液,另一种却很难吸到药液。请你运用科学相关知识帮科科选出适合的吸管并说明理由。
【答案】答题要素:(1)外壁不同的比较(2)空气进入的难易(3)产生气压差(4)大气压强将液体压入;答题范例:选乙吸管。吸管插入药液后,由于甲吸管的外壁比较光滑,它与药瓶的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”,所以很难“吸”上药液;而乙吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)当吸管内的气压小于药瓶里面的气压时,药液才会沿着吸管流入口中;
(2)当气体的体积不变时,气体的质量越小,压强越小;
(3)有棱的吸管,可以保证瓶内与大气相同,保证药液上方的气压始终为标准气压,而光滑的吸管由于与瓶口紧密接触,因此没有这个效果,据此分析即可。
【解答】吸管插入药液后,由于甲吸管的外壁比较光滑,它与药瓶的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”,所以很难“吸”上药液;而乙吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
22.阅读材料,回答下列问题:
制动液
汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时,驾驶员踩踏板通过刹车管线内的制动液把压力传递到刹车块,刹车块和车轮上的轮毂摩擦,制止车轮转动。车轮制动时候,由于摩擦产生的热量会使制动液温度升高。如果温度过高,达到沸点,制动液就会产生大量气体,造成制动失灵。制动液的沸点在遇潮吸水后会下降,因此国家规定制动液的沸点不得低于140℃,如表所示为某种制动液的含水量与对应的沸点。
含水量/% 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
沸点/℃ 210 180 158 142 132 124 120
(1)由于制动液具有吸水特性,当汽车长期使用时会吸收空气中的水分,从而   (填“升高”或“降低”)制动液的沸点。
(2)当含水量约为   %时,这种制动液就需要更换。
(3)汽车制动液是衡量车辆安全性能的重要指标,为适用不同气候条件下汽车的刹车需求,应选择的制动液的特点是________(填字母)。
A.沸点高、凝固点高 B.沸点低、凝固点高
C.沸点低、凝固点低 D.沸点高、凝固点低
【答案】(1)降低
(2)3
(3)D
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)根据表格可知,制动液的沸点随含水量的增大而降低;
(2)观察表格,哪种含水量对应的沸点低于140℃,这时制动液失灵;
(3)为了保证良好的刹车性能,制动液必须保持液态,且不易沸腾,据此判断它的特点。
【解答】(1)由于制动液具有吸水特性,当汽车长期使用时会吸收空气中的水分,使它的含水量增大,从而降低制动液的沸点;
(2)根据表格可知,当含水量为3%时,制动液的沸点142℃略高于140℃,而4%时沸点就为132℃低于140℃,因此含水量为4%时,制动液需要更换;
(3)为适用不同气候条件下汽车的刹车需求,制动液必须保持液态,因为沸点高,它就不容易变成气体;凝固点低就不容易变成固体,因此选择制动液的特点是沸点高和凝固点低,故选D。
23.有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上如图所示。
(1)无风时,托盘测力计示数为15N;当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,可以判定飞机受到了一个新的力,我们把这个新的力称为   力,方向是   。
(2)下面是某小组研究该力的大小与风速关系的实验数据:
风速/(m/s) 5 10 15 20 25 30 35
托盘测力计的示数/N 14.5 13.0 10.5 7.0 2.5 0 0
①根据上面的实验数据可知:飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而   。由此推测,飞机短距离快速起飞时应该   (顺风、逆风)起飞。
②当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明了什么?   。
【答案】(1)升力;竖直向上
(2)增大;逆风;飞机模型受到的升力等于模型的重力
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)无风时,托盘的示数等于飞机的重力;有风时,托盘的示数减小,说明产生了一个与重力方向相反的力,据此判断这个力的方向和名称;
(2)①根据表格中的数据来判断风速和升力的关系,并找出数据规律。
②托盘测力计的示数等于重力和升力二者的差,示数越小,说明升力越大,示数为零时,说明升力等于重力。【解答】(1)当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,说明受的力与重力方向相反,因此方向竖直向上,这个力就是 升力;
(2)①数据表格显示,风速越小,测力计的示数越小,说明产生的升力越大,因此飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而增大;飞机短距离快速起飞时应该逆风起飞,这样可以加大风速,从而提高升力。
(2)当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明此时飞机模型受到的升力等于模型的重力。
24.(2020八上·余杭期末)小会利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积:甲为0.5cm2、乙为2cm2,若弹簧测力计量程为10N,请通过计算说明应该选用哪一个注射器。
(2)小金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(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,用刻序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=   。
【答案】(1)当面积为0.5cm2时,由P=F/S,可得 F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;当面积为2cm2时,由P=F/S,可得 F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,因为乙超过了测力计的量程(10N),所以实验时应选用甲注射器
(2)FL/V
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据压强公式F=pS分别计算出作用在两个注射器活塞上的大气压力,然后与弹簧测力计的量程比较即可;
(2)注射器有刻度的部分为圆柱形,可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的值。
【解答】(1)当面积为0.5cm2时,
由P=F/S可得: F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
当面积为2cm2时,
由P=F/S可得: F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为乙超过了测力计的量程(10N),
所以实验时应选用甲注射器。
(2)注射器活塞的横截面积;
大气压强的值为:。
25.(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)
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)在计算C时,要把握住“空气流速为0”的条件,将其代入已知的公式即可得出C表示的物理量。
(2)对硬币进行受力分析,进而得到压力差与硬币重力的关系;
(3)根据公式0.5ρV2+P=C 计算出硬币上下表面的压强差,然后根据F=pS计算出压力差,最后根据压力差等于重力计算出速度即可。
【解答】(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: 。
26.(2019八上·绍兴期末)小明利用如图所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很好,但摩擦较大。他进行了如下实验。
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,当绳端钩码加至2N时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为1.5N,则活塞与针筒间的摩擦力为1.5N,若绳端钩码增加为3N,则弹簧测力计的示数将   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)为减小活塞与针筒之间的摩擦,小明找来润滑油涂在活塞与针筒壁上,再次测量后发现摩擦减到很小。于是他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔。当弹簧测力计示数为5.1N时,针筒开始向右移动,又测得针筒全部刻度的总长度为4cm,则本地大气压强的测量值为多少帕?
(3)小明发现将活塞推至底端时,注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值   (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)不变
(2)1.02×105
(3)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当橡皮帽打开时,活塞由静止向右运动时,它处于平衡状态,利用二力平衡的知识判断弹簧测力计的示数变化即可;
(2)弹簧测力计的示数就相当于作用在活塞上的大气压力;首先根据公式计算出活塞的受力面积,然后再根据公式计算大气压强即可;
(3)注射器内有空气,那么就会产生向左的压力,这时活塞受到向左的拉力,内部空气的压力和向右的大气压力,分析它们之间的数量关系即可。
【解答】(1)当橡皮帽打开时,活塞由静止向右运动时,活塞受到平衡力,弹簧测力计的拉力与针筒对活塞的摩擦力相等,即摩擦力是1.5N;当绳端钩码增加为3N时,摩擦力的大小不变,那么弹簧测力计的示数也不变;
(2)活塞的横截面积为:;
本地的大气压强为:。
(3)注射器内有空气,那么就会产生向左的压力,这时活塞受到向左的拉力,内部空气的压力和向右的大气压力,它们之间的关系为:,此时,因此测得的大气压强的值偏小。
故答案为:(1)不变;(2);(3)偏小
27.(2018八上·柯桥期中)在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为ρv2+p=C(式
中C是常量,ρ表示空气密度).如图所示,在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币, 并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币 一个向上的动力。
(1)根据上述关系式可知:空气流速越大,压强越   。
(2)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下=   。
(3)请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度的表达式:v=   (用ρ、S、m表示)。
【答案】(1)小
(2)C
(3)
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)根据流体压强和流速的数学关系式进行分析即可;
(2)硬币下方没有空气通过,则速度为0,将这一数据代入公式中即可得出硬币下方空气的压强;
(3)根据上面的分析可知,当硬币刚好被吹起时,上下表面的压力差正好等于重力,根据ρv2+p=C得到重力和速度的关系式,并进行推导即可。
【解答】(1)由公式ρv2+p=C可知,当v增大时,ρv2增大,而C不变,所以p变小,所以得到结论:空气流速越大,压强越小;
(2)硬币下方的空气流速为0,代入公式ρv2+p=C中,得到:ρ×0+p下=C,即:p下=C。
(3)当硬币上方有气流经过时,硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G之间的关系为:F下=F上+G;
即:硬币上、下表面的压力差△F=F下-F上=G。
硬币上方的受到的压力:F上=p上S=(C-ρv2)S=CS-Sρv2;
硬币下方受到的压力:F下=p下S=CS;
那么硬币上下的压力差为:△F=F下-F上=ρSv2=G。
解得:

四、实验探究题
28.(2020八上·拱墅期末)小乐在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
(1)【实验1】小乐设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。实验时,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速;若发现   ;可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)【实验2】小乐设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)的探头,右端与吹风机的尾部相连。
当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每节管子的气体总量相同,则A管内气体流速比C管内气体流速   (选填“大”或“小”)。
(3)三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是   (选填“A”“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速   (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大(合理即可)
(2)大
(3)C;增大
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)当机翼保持静止状态时,它受到测力计向上的拉力、自身向下的重力和空气产生的托力。对于上面的测力计来说,根据G=F拉+F托可知,测力计的示数变小;对于下面的测力计来说,受到的向上的拉力增大,那么示数增大,这都说明空气产生的托力增大,即气体流速越大,压强越小。
(2)根据V=SL=svt分析即可;
(3)根据流体压强和流速的关系对A、B、C三处的压强大小进行排序,然后与丙图对照即可。流体的流速越大,压强越小,据此判断气体流速的变化。
【解答】(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速;若发现弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大;可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)根据V=SL=svt可知,当气体的流量相同时,气体的流速与横截面积成反比。因为SA<SB<SC,所以气体流速vA>vB>vC,即A管内气体流速比C管内气体流速大。
(3)根据(2)中分析可知,气体流速vA>vB>vC,那么气压pA<pB<pC,则图线①反映的是C。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,说明气压变得更小,由此判断,三节管中气体的流速增大了。
29.(2020八上·拱墅月考)如图所示,密闭小瓶未装满水,插入一根两端开口的竖直细玻璃管,玻璃管内水柱高于瓶内水面,此时,瓶内气体压强   (选填“大于”“小于”或“等于”)瓶外大气压强。现用一根吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,此时,玻璃管中水柱会   (选填“下降”“上升”或“不变”),原因是   。
【答案】大于;上升;吹气时,水柱上方空气流速大,压强小于外界大气压,玻璃管中水柱在瓶内气体压强的作用下升高(合理即可)
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)以瓶内的水面为研究对象,根据二力平衡的知识分析内外气压的大小关系;
(2)根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】(1)以瓶内水面为参考面,当玻璃管内的水柱高度不变时,瓶内气体的压强等于水柱压强和大气压强之和,即p内=p水+p大气,因此p内>p大气,即瓶内气体压强大于瓶外的大气压强。
(2)现用一根吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,玻璃管上方空气流速加快,气压减小,而瓶内的气压不变,因此水柱的压强就增大。根据液体压强公式p=ρ水gh可知,玻璃管内水面会上升。
30.(2021八上·柯桥月考)科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,都隐含着科学道理,学习科学要善于观察、善于发现。
生活发现:①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;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:一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
建立建设:假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的   有关;
实验检验:为验证假设一,逬行如下操作:
步骤一:取一根长度约为1m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;
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到   ;
步骤三:将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
现象描述:空气柱的温度越高,上方的水银柱也越长。
得出结论:   。
【答案】体积(或密度);水银柱下表面到达标记处,一定质量的气体;温度越高,压强越大
【知识点】气体压强跟体积的关系
【解析】【分析】(1)根据生活发现②的描述分析哪个因素发生改变即可;
(2)为了探究气体压强与温度的关系,必须控制气体的体积相同而改变温度。步骤一和步骤二中,水银柱的下表面都到达同一刻度时,封闭气体的体积相同,通过上面水银柱的长度就能判断气体压强的大小;
(3)根据p=ρ液gh可知,水银柱的长度越大,产生的压强越大。根据二力平衡的条件可知,封闭气体的压强与水银柱的压强相等,据此分析气体压强和体积的关系。
【解答】(1)建立建设:根据生活发现②可知,压缩后气体的体积减小,而越费力说明气体压强越大,因此得到假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积有关;
(2)实验检验:步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面到达标记处;
(3)得出结论:温度越高,压强越大。
31.(2020八上·缙云期末)在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小珂同学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和水,测出吸盘的直径 d;
②将装有适量细沙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,测得当时大气压数值的表达式是:
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)有利于排尽吸盘内的空气
(2)4mg/πd2
(3)吸盘内还有空气
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)吸盘内蘸上水,水占据了空间,那么吸盘内就没有空气。当挤压吸盘时,里面的水排出,接近真空,这样测出的结果误差更小;
(2)当吸盘刚刚脱离玻璃板时,它受到的大气压力与小桶和沙子的总重力相互平衡,即F=G,然后根据圆的面积公式S=πr2计算出吸盘的底面积,最后根据压强公式计算大气压强即可。
(3)如果吸盘内还有空气,那么会对吸盘产生向外的压力,此时F大气=F测力计+F内,因此F测力计<F大气,即测出的大气压力偏小,得到的大气压强会偏小。
【解答】(1)蘸水的目的是:有利于排尽吸盘内的空气;
(2)吸盘受到的大气压力F=G=mg;
吸盘的底面积;
大气压强的值为:;
(3)实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因是:吸盘内还有空气。
32.(2020八上·杭州月考)小科学了大气的压强后,借助注射器(容积为5mL)、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下∶
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,并用天平测量其总质量为78g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,并用天平测量其总质量为548g;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题∶

(1)本实验中主要应以   (选填"注射器"、"活塞"或"小桶")为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出大气压强的值为   ,其中步骤②将活塞重新推至顶端井用橡皮帽封口,其目的是   。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2)中所测得值相比   (选填"较大"、"不变"或"较小")。
【答案】(1)活塞
(2)9.4×104pa;排出注射器内的空气
(3)较大
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当活塞开始向下移动时,活塞受到向上的大气压力、摩擦力和小桶的总重力相互平衡,那么G总=F大气+f,据此计算出大气压力,最后用大气压力除以活塞的横截面积计算出大气压强;
(2)根据步骤①,利用f=mg计算出活塞受到的摩擦力;根据步骤②,利用G总=m总g计算出小桶的总重力,然后根据G总=F大气+f计算出大气压力,接下来根据计算活塞的横截面积,最后根据压强公式计算大气压强。
如果注射器内残留空气,那么会对活塞产生向外的压强,从而使测力计的示数变小,计算出的大气压强的数值变小。
(3)如果考虑活塞的重力,那么相当于小桶的重力变大,则计算出的大气压力更大,得到的大气压强的值更大。
【解答】(1)本实验中主要应活塞为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)根据步骤①可知,活塞受到的摩擦力f=mg=0.078kg×10N/kg=0.78N;
根据步骤②可知,小桶和水的总重力为:G总=m总g=0.548kg×10N/kg=5.48N;
根据公式G总=F大气+f得到:5.48N=F大气+0.78N;
解得:F大气=4.7N。
活塞的横截面积;
大气压强的值:。
其中步骤②将活塞重新推至顶端井用橡皮帽封口,其目的是排出注射器内的空气。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2)中所测得值相比较大。
33.(2020八上·柯桥期末)小科学了大气的压强后,借助注射器(容积为V)、铁架台、小筒、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下:
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小简内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测量其总质量为m1;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小简(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小简内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小简,并用天平测量其总质量为m2;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为L。
请回答以下问题:
(1)本实验中主要应以   (选填“针筒”、“活塞”或“小筒”)为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)上述实验中, 在不考虑活塞的重力情况下,可得出大气压强的值为   (结果用V、L、m1、m2来表示),其中步骤②将活塞重新推至顶端并用橡皮帽封口,其目的是    。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2) 中所测得值相比   (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)活塞
(2);排尽针筒中的空气
(3)不变
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】1、针筒活塞的两侧气压是不同的,所以应以活塞为研究对象来分析其所受大气压力;
2、以活塞为研究对象对其进行受力分析,活塞受到向下的力有活塞和小筒及水的总重,向上的力有摩擦力和大气向上的压力;
3、对活塞进行受力分析可知,活塞受到的大气压力是两次小筒的重力差,即使考虑活塞的重力,两次差值中活塞的重力也是相互抵消了的。
【解答】(1)本实验中活塞的两侧气压是不同的,所以应以活塞为研究对象来分析其所受大气压力;
(2)大气的压力为:m2g-m1g,活塞的横截面积为:V/L,由公式P=F/S=。其中步骤②将活塞重新推至顶端并用橡皮帽封口,其目的是排尽针筒中的空气;
(3)对活塞进行受力分析可知,活塞受到的大气压力是两次小筒的重力差,即使考虑活塞的重力,两次差值中活塞的重力也是相互抵消了的。所以测出的大气压值与(2) 中所测得值相比不变。
故答案为:(1)活塞 (2);排尽针筒中的空气 (3)不变
34.气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢 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
【知识点】气体压强跟体积的关系
【解析】【分析】(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。
35.(2018八上·杭州月考)利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是   ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(2)如图所示,水平向左缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞   时,记下弹簧测力计的示数为19N。
(3)用刻度尺测出注射器   长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积。
(4)则大气压的值为   Pa。
(5)提出提高测量大气压值精确度的一条建议:   。
【答案】(1)排尽针筒内空气
(2)刚刚开始滑动
(3)刻度部分
(4)
(5)加润滑剂等
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)如果注射器中残存空气,那么测定大气压力偏小,即大气压强偏小;
(2)当活塞缓慢移动时,大气压力和拉力是平衡力,据此测出大气压力;
(3)已知注射器的容积V和有刻度部分的长度L,根据公式能够计算出活塞的横截面积;
(4)首先根据计算出活塞的横截面积,然后根据计算出大气压强的值;
(5)活塞和针筒之间的摩擦力也会影响测出大气压强的值。
【解答】(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是排尽针筒内空气,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(2)如图所示,水平向左缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚刚开始活动时,记下弹簧测力计的示数为19N。
(3)用刻度尺测出注射器刻度部分长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(4)活塞的横截面积为:;
那么大气压强为:;
(5)活塞和针筒之间的摩擦力也会影响测出大气压强的值,因此加润滑剂减小摩擦,也可以提高测量精度。
36.(2018八上·杭州期中)为了探究大气压随高度的变化规律,小明在一次登山过程中利用如图甲所示的实验装置测出不同高度下的大气压,并在坐标纸上描出大气压强p与对应海拔高度h的六个点,如图乙所示.
(1)测量前,小明把注射器的活塞推至针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的 是   .
(2)分析图象时,小明发现1km高度处的测量数据可能有误,重新正确实验后,测得弹簧测力计示数为4.5N,2mL注射器的全部刻度的总长度为4cm,则实际大气压约为   Pa.小明第一次实验出错的原因不可能是   .(选填“活塞和针筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”)
(3)修正数据后,可看出大气压随高度变化的数量关系大致为:在2km高度内,高度每升高100m,大气压降低   Pa.
(4)根据这一规律,小明认为可将图甲中的弹簧测力计改装成一个高度测量仪.那么弹簧测力计4.2N刻度线处应标刻的海拔高度为   km.
【答案】(1)排尽注射器内的空气
(2)90000;活塞和针筒的摩擦太大
(3)1000
(4)1.6
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当活塞保持静止时,大气压强=测力计产生压强+注射器内压强;注射器内的气压越小,测量出来的大气压强越准确;
(2)根据公式求出活塞的横截面积S和测出活塞刚被拉动时的拉力F,然后根据求出大气压强的值;当注射器内的空气没有排尽,或拉动时活塞与筒间的摩擦都会影响到测量值;
(3)由图象可知在2km高度内得出大气压的变化量,然后与100m相除即可解答;
(4)首先根据计算出此地大气压强的值,然后计算出大气压强减小的值,最后根据(3)中的规律计算出此地的高度即可。【解答】(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)注射器的体积为V=2mL=2cm3;
活塞的横截面积;
活塞刚被拉动时,大气压强的数值:;
若活塞和针筒的摩擦太大,则拉力增大,导致测出的大气压强的数值偏大,因为计算出的大气压强的数值偏小,故小明第一次实验出错的原因可能是橡皮帽的密封性不好;
(3)由图象可知在2km高度内得出大气压的变化量为△p=1×105Pa-0.8×105Pa=2×104Pa;
则高度每升高100m,大气压降低:
(4)当F′=4.2N,活塞刚被拉动时,
大气压强的数值:;
则大气压共降低:△P=1×105Pa-8.4×104Pa=1.6×104Pa;
根据高度每升高100m,大气压降低1000Pa可知:此时高度为:1.6×104Pa÷1000Pa×100m=1.600m=1.6km。
37.(2017八上·海宁月考)小科发现电脑是利用风扇来降温的。他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。 他猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶的倾斜角度都有关系。为此他制作几个 不同的小风扇,并用一个转速为 300 转/分的电机分别带动这几个风扇转动,去吹动同一 位置的同一纸片(如左下图所示)。右下表为实验记录的数据:
(1)在研究风扇产生的空气流动强度和扇叶长度的关系时,应选用序号为   的两次 实验数据,得出的结论为:   。
(2)小海的父亲对他说:“生活中电风扇转动速度都比较快,因此空气流动强度应与风扇 的转动速度有关。”针对这个猜想,请你帮助小海设计一个实验方案加以验证   。
【答案】(1)1,3(或4,5);在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大
(2)利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)在进行探究实验时,如果涉及多个因素我们可以用控制变量法进行研究,控制变量设置对照实验时,对要研究的变量进行控制使之不同,而使其余的量保持相同,实验中出现的不同现象就与这一控制的因素有关,从而得出结论。
(2)根据猜想中的因素,在设计实验时可以使这一因素保持不同,而使其余的因素保持相同。
【解答】(1)要研究风扇产生的空气流动强度和扇叶长度的关系时,设计的实验组要满足扇叶长度不同而使其余的因素相同。由表中数据可知,可选取序号1、3。由1、3实验中纸片被吹起的角度1是30 ,3是20 可知,在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大。
(2)要研究空气流动强度与扇叶的转动速度的关系时,可以控制扇叶的转动速度不同,而使其余因素都相同,所以设计的实验为:利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
故答案为:(1)1、3;在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大;(2)利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
五、综合说理题
38.(2020八上·柯桥期末)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,选择图甲方式(开口在下)倒饮料,会出现果汁不易流出,断断续续的现象,果汁也很容易溅出杯子外面;选择图乙方式(开口在上)倒饮料,果汁容易稳定的倒出,不易溅到杯子外面。请分析说明图甲、乙两种方式倒果汁效果不同的原因。
【答案】甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】当瓶内压强大于大气压时液体会流下。甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,然后有液体倒出,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
【解答】由上面分析可知,这种现象与大气压有关。甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
故答案为:甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
39.(2019八上·嘉兴期末)香水能使人保持悦人的气味而受到人们的喜爱。如图甲是球压式的香水瓶,使用时,挤压气囊就会有香水呈雾状喷出,松开后停止喷洒,该香水瓶的结构原理如图乙。
请你解释该种香水瓶喷洒香水的过程及原理。
【答案】 用手挤压气囊,气体从进气杆流到尖嘴时管道变细流速变大,由于流速越大,压强越小,香水液面上通过通气管与外界大气相通,大气压大于高于汲水管上方气压,香水被压上汲水管而喷出。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】流体的流速越大,压强越小。
【解答】用手挤压气囊,气体从进气杆流到尖嘴时管道变细流速变大,由于流速越大,压强越小,香水液面上通过通气管与外界大气相通,大气压大于高于汲水管上方气压,香水被压上汲水管而喷出。
40.(2018八上·宁波期中)有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让跑车高速行驶时,车轮能更好地抓紧地面。请解释其中涉及的物理道理。
【答案】由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气流速较慢,压强较大;而流过下方的空气速度较快,压强较小。这样,偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力,从而使车对地面的压力增大,摩擦力随之增大,提高了车轮的着地性能
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系,分析偏导器上下两个表面的压力大小关系,进而确定产生压力的方向即可。
【解答】由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气流速较慢,压强较大;而流过下方的空气速度较快,压强较小。这样,偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力,从而使车对地面的压力增大,摩擦力随之增大,提高了车轮的着地性能。
1 / 1浙教版科学八上第二章 第3节 大气的压强同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2020八上·杭州期中)乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(球沿逆时针方向旋转)、下旋球(球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种 ( )
A.上旋球、下旋球、不转球 B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球 D.下旋球、不转球、上旋球
2.如图是氧气三种状态的图示(三相图)。图中实线表示氧以两种状态共存时,温度和压力的关系线、据图判断下列叙述正确的是(  )
A.一标准大气压下,固态氧的熔点约为80K
B.一标准大气压下,液态氧的沸点约为90K
C.液态氧在74K时,其蒸气压约为300mmHg
D.当压力为400mmHg、温度为95K时,氧为液念
3.(2018八上·秀洲期中)某同学自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示.把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗自重忽略不计.则根据这些数据计算大气压P的公式是 (  )
A. B.
C. D.
4.(2018八上·天台期中)科技兴趣小组在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管 A、B、C 连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。现将抽气机与 C 管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t 图象如图乙所示。则下列描述正确的是(  )
A.实验室的大气压为标准大气压
B.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
C.曲线①是A 管中的气体压强随时间变化图
D.0~4 s,C 管中的气体压强变化最大
5.(2017八上·海宁月考)为改善地下车站的通风状况,小科设计抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高 抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的(  )
A.
B.
C.
D.
6.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,某同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为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7.7×10-5m2,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(  )
A.1.2×105Pa B.1.1×105Pa C.1.0×105Pa D.0.9×105Pa
7.家用水龙头在水流较小且稳定流动时,水流的形状应该是图中的(  )
A. B.
C. D.
8.一根试管竖直放置,5cm长水银柱封住一部分气体,那么气体的压强为(  )
A.81cm水银柱 B.71cm水银柱 C.76cm水银柱 D.86cm水银柱
9.由于长期的河道淤塞,黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图所示的方式,引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式,下列说法中错误的是(  )
A.这种取水灌溉方式在使用前必须先让管道中充满水
B.使用时B端管口位置必须低于A处水面
C.管道中水的流动需要借助水泵才能实现
D.高度差H越大,管道中的水流得就越快
10.在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间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=10N/kg,轮轴间的摩擦和绳重不计。则所测大气压的值应为(  )
A.1.26×105Pa B.1.10×105Pa C.1.01×105Pa D.0.96×105Pa
11.如图是某同学自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平.打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中,则接水后与接水前相比较,下列说法错误的是(  )
A.玻璃管外的水面下降
B.玻璃管口的水面上升
C.容器底内表面a点的压强不变
D.容器内玻璃管外的气体压强变大
12.小明学习了汽化和液化后,对书本练习的第3题“用纸盒可以烧开水”感到疑问,于是他回家动手实验,发现水烧开了可纸盒却没有烧着.关于纸盒没有烧着,以下解释正确的是(  )
A.水的沸点高于火焰温度 B.水的沸点低于纸的着火点
C.纸的着火点高于火焰温度 D.纸的着火点低于水的沸点
13.假如在“流体中流速越大的位置压强越大”。则不会出现的情况是(  )
A.跑车尾翼的截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台安全线不必设置
D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
二、填空题
14.(2020八上·兰溪期中)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)想像下,如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,则会出现的情况是 ;
A.飞机翅膀的截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台安全线不必设置
D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
15.(2020八上·江北期中)如下图所示,在甲、乙、丙、丁四个装置中的玻璃管内灌满水,一端插入盛满水的大烧杯内,另一端用手按住管口,放手后,能把水虹吸到小烧杯的是   ,最后两杯液面保持相平的是   。(均选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
16.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精产生的压强为p酒精,则p水   p酒精(选填“>”“=”或“<”),B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,   。
17.(2018八上·柯桥期中)读“北半球某地区天气图”,回答下列问题:
(1)天气状况以阴雨天气为主的是   (填“甲”或“乙”)地。
(2)丁地附近活动的锋面在丁地过境时,丁地的天气状况是   。
18.(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   。
三、解答题
19.(2020八上·浙江期末)小林利用注射器(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,请通过计算说明应该选用哪一个注射器。
(2).小林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(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=   
(3)小林了解到班内同学们的测量结果与标准大气压值存在差异,有的偏大,有的偏小,请分析该实验过程中导致数值偏大的原因可能是   。 ( 写出一个原因即可)。
20.(2020八上·奉化期末)如今城市拥堵,地铁、地下通道成了城市缓解交通拥堵的妙招,那如何解决地下H型通道的通风问题呢 同学们设计了道如图甲、乙两种方案,“ ”为安装在过道顶的换气扇,黑色部分为墙面凸出部分。其中既有效又节能的是   方案,请你运用科学知识说明理由    。
21.(2019八上·衢州期中)科科感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液”,粗心的科科将口服液盒内特制吸管弄丢,只好找一根较细的吸管来代替,结果她发现有两种吸管,这两种吸管形状不一样,一种吸管外壁光滑,另一种吸管外壁有棱,两种吸管的截面形状如图所示。这两种吸管中吸取药液时一种容易吸取药液,另一种却很难吸到药液。请你运用科学相关知识帮科科选出适合的吸管并说明理由。
22.阅读材料,回答下列问题:
制动液
汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时,驾驶员踩踏板通过刹车管线内的制动液把压力传递到刹车块,刹车块和车轮上的轮毂摩擦,制止车轮转动。车轮制动时候,由于摩擦产生的热量会使制动液温度升高。如果温度过高,达到沸点,制动液就会产生大量气体,造成制动失灵。制动液的沸点在遇潮吸水后会下降,因此国家规定制动液的沸点不得低于140℃,如表所示为某种制动液的含水量与对应的沸点。
含水量/% 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
沸点/℃ 210 180 158 142 132 124 120
(1)由于制动液具有吸水特性,当汽车长期使用时会吸收空气中的水分,从而   (填“升高”或“降低”)制动液的沸点。
(2)当含水量约为   %时,这种制动液就需要更换。
(3)汽车制动液是衡量车辆安全性能的重要指标,为适用不同气候条件下汽车的刹车需求,应选择的制动液的特点是________(填字母)。
A.沸点高、凝固点高 B.沸点低、凝固点高
C.沸点低、凝固点低 D.沸点高、凝固点低
23.有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上如图所示。
(1)无风时,托盘测力计示数为15N;当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,可以判定飞机受到了一个新的力,我们把这个新的力称为   力,方向是   。
(2)下面是某小组研究该力的大小与风速关系的实验数据:
风速/(m/s) 5 10 15 20 25 30 35
托盘测力计的示数/N 14.5 13.0 10.5 7.0 2.5 0 0
①根据上面的实验数据可知:飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而   。由此推测,飞机短距离快速起飞时应该   (顺风、逆风)起飞。
②当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明了什么?   。
24.(2020八上·余杭期末)小会利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积:甲为0.5cm2、乙为2cm2,若弹簧测力计量程为10N,请通过计算说明应该选用哪一个注射器。
(2)小金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(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,用刻序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=   。
25.(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)
26.(2019八上·绍兴期末)小明利用如图所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很好,但摩擦较大。他进行了如下实验。
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,当绳端钩码加至2N时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为1.5N,则活塞与针筒间的摩擦力为1.5N,若绳端钩码增加为3N,则弹簧测力计的示数将   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)为减小活塞与针筒之间的摩擦,小明找来润滑油涂在活塞与针筒壁上,再次测量后发现摩擦减到很小。于是他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔。当弹簧测力计示数为5.1N时,针筒开始向右移动,又测得针筒全部刻度的总长度为4cm,则本地大气压强的测量值为多少帕?
(3)小明发现将活塞推至底端时,注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值   (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
27.(2018八上·柯桥期中)在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为ρv2+p=C(式
中C是常量,ρ表示空气密度).如图所示,在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币, 并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币 一个向上的动力。
(1)根据上述关系式可知:空气流速越大,压强越   。
(2)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下=   。
(3)请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度的表达式:v=   (用ρ、S、m表示)。
四、实验探究题
28.(2020八上·拱墅期末)小乐在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
(1)【实验1】小乐设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。实验时,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速;若发现   ;可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)【实验2】小乐设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)的探头,右端与吹风机的尾部相连。
当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每节管子的气体总量相同,则A管内气体流速比C管内气体流速   (选填“大”或“小”)。
(3)三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是   (选填“A”“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速   (选填“增大”或“减小”)。
29.(2020八上·拱墅月考)如图所示,密闭小瓶未装满水,插入一根两端开口的竖直细玻璃管,玻璃管内水柱高于瓶内水面,此时,瓶内气体压强   (选填“大于”“小于”或“等于”)瓶外大气压强。现用一根吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,此时,玻璃管中水柱会   (选填“下降”“上升”或“不变”),原因是   。
30.(2021八上·柯桥月考)科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,都隐含着科学道理,学习科学要善于观察、善于发现。
生活发现:①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;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:一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
建立建设:假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的   有关;
实验检验:为验证假设一,逬行如下操作:
步骤一:取一根长度约为1m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;
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到   ;
步骤三:将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
现象描述:空气柱的温度越高,上方的水银柱也越长。
得出结论:   。
31.(2020八上·缙云期末)在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小珂同学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和水,测出吸盘的直径 d;
②将装有适量细沙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,测得当时大气压数值的表达式是:
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)。
32.(2020八上·杭州月考)小科学了大气的压强后,借助注射器(容积为5mL)、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下∶
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,并用天平测量其总质量为78g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,并用天平测量其总质量为548g;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题∶

(1)本实验中主要应以   (选填"注射器"、"活塞"或"小桶")为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出大气压强的值为   ,其中步骤②将活塞重新推至顶端井用橡皮帽封口,其目的是   。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2)中所测得值相比   (选填"较大"、"不变"或"较小")。
33.(2020八上·柯桥期末)小科学了大气的压强后,借助注射器(容积为V)、铁架台、小筒、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下:
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小简内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测量其总质量为m1;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小简(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小简内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小简,并用天平测量其总质量为m2;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为L。
请回答以下问题:
(1)本实验中主要应以   (选填“针筒”、“活塞”或“小筒”)为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)上述实验中, 在不考虑活塞的重力情况下,可得出大气压强的值为   (结果用V、L、m1、m2来表示),其中步骤②将活塞重新推至顶端并用橡皮帽封口,其目的是    。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2) 中所测得值相比   (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
34.气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢 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。
35.(2018八上·杭州月考)利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是   ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(2)如图所示,水平向左缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞   时,记下弹簧测力计的示数为19N。
(3)用刻度尺测出注射器   长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积。
(4)则大气压的值为   Pa。
(5)提出提高测量大气压值精确度的一条建议:   。
36.(2018八上·杭州期中)为了探究大气压随高度的变化规律,小明在一次登山过程中利用如图甲所示的实验装置测出不同高度下的大气压,并在坐标纸上描出大气压强p与对应海拔高度h的六个点,如图乙所示.
(1)测量前,小明把注射器的活塞推至针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的 是   .
(2)分析图象时,小明发现1km高度处的测量数据可能有误,重新正确实验后,测得弹簧测力计示数为4.5N,2mL注射器的全部刻度的总长度为4cm,则实际大气压约为   Pa.小明第一次实验出错的原因不可能是   .(选填“活塞和针筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”)
(3)修正数据后,可看出大气压随高度变化的数量关系大致为:在2km高度内,高度每升高100m,大气压降低   Pa.
(4)根据这一规律,小明认为可将图甲中的弹簧测力计改装成一个高度测量仪.那么弹簧测力计4.2N刻度线处应标刻的海拔高度为   km.
37.(2017八上·海宁月考)小科发现电脑是利用风扇来降温的。他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。 他猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶的倾斜角度都有关系。为此他制作几个 不同的小风扇,并用一个转速为 300 转/分的电机分别带动这几个风扇转动,去吹动同一 位置的同一纸片(如左下图所示)。右下表为实验记录的数据:
(1)在研究风扇产生的空气流动强度和扇叶长度的关系时,应选用序号为   的两次 实验数据,得出的结论为:   。
(2)小海的父亲对他说:“生活中电风扇转动速度都比较快,因此空气流动强度应与风扇 的转动速度有关。”针对这个猜想,请你帮助小海设计一个实验方案加以验证   。
五、综合说理题
38.(2020八上·柯桥期末)将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,选择图甲方式(开口在下)倒饮料,会出现果汁不易流出,断断续续的现象,果汁也很容易溅出杯子外面;选择图乙方式(开口在上)倒饮料,果汁容易稳定的倒出,不易溅到杯子外面。请分析说明图甲、乙两种方式倒果汁效果不同的原因。
39.(2019八上·嘉兴期末)香水能使人保持悦人的气味而受到人们的喜爱。如图甲是球压式的香水瓶,使用时,挤压气囊就会有香水呈雾状喷出,松开后停止喷洒,该香水瓶的结构原理如图乙。
请你解释该种香水瓶喷洒香水的过程及原理。
40.(2018八上·宁波期中)有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让跑车高速行驶时,车轮能更好地抓紧地面。请解释其中涉及的物理道理。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据相对运动的原理,分析乒乓球上下两个表面空气流速的大小,然后根据流体压强和流速的关系产生压力的方向,进而对乒乓球的运动规律进行判断即可。
【解答】当乒乓球向右运动时,如果以乒乓球为参照物,那么空气则是向左运动的。
上旋球:乒乓球沿逆时针方向旋转,在球的下面,乒乓球的运动方向与空气运动方向相反,合速度为二者速度之差;在球的上面,乒乓球的运动方向与空气与流动方向相同,合速度为二者速度之和,即乒乓球上表面的空气流速大于下表面的空气流速,于是上表面受到的压强小,下表面受到的压强大,产生向上的托力,因此乒乓球在向右运动的同时还会向上运动,因此运动轨迹偏高。
下旋球:与上旋球完全相反,即乒乓球受到向下的压力,因此乒乓球在向右运动的同时加速向下运动,即运动轨迹偏低。
将三条路径对比可知,轨迹1为上旋球,2为不转球,3为下旋球。
故选C。
2.【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】首先明确直线是熔点图,曲线是沸点图;知道一标准大气压等于760mmHg产生的压强,然后根据图中的横坐标(或纵坐标)确定对应的纵坐标(或横坐标)从而判断有关选项正误。
【解答】气压对晶体熔点的影响不大,所以直线是熔点图;而气压对液体沸点的影响较大,所以曲线是沸点图。氧以两种状态共存时,要么是固液共存,此时对应的温度是熔点; 要么是液气共存,此时对应的温度是沸点。
图中一标准大气压下(760mmHg)对应液态氧的沸点大致是90K,对应固态氧的熔点大致为55K,故A错误,B正确。
气压为300mmHg时,液态氧的沸点约为74K,但蒸汽压在图中是看不出来的,气压和蒸汽压是2个不同的概念,故C错误。
当压力为400mmHg时,对应液态氧的沸点约为80K,而95K的温度高于80K的温度,所以95K时氧为气态,故D错。
故答案为:B
3.【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当皮碗刚刚被拉开时,它受到的大气压力等于先物体的重力;
(2)已知压力和受力面积根据公式计算大气压强。
【解答】当皮碗刚刚被拉开时,它受到的大气压力等于物体的重力,即F=G;
皮碗的受力面积为:;
那么大气压强。
故选C。
4.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)标准大气压的值为;
(2)由于三节气管串联,因此相同时间内气体流量相同;
(3)流体流速越大的位置压强越小。
【解答】A.观察乙图可知,实验室中的气压是101.4kPa,而标准气压是100kPa,因此实验室的大气压不是标准大气压;
B.抽气过程中,三节管中气体流量相同,因此最细的A中流速最大,最粗的C管中流速最小,故B错误;
C.A管中气体流速最大,压强最小,因此A管中压强变化是最大的,那么曲线①是A管中的气体压强变化时间图,故C正确;
D.0~4s时,A管中的气体压强变化最大,故D错误。
故选C。
5.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】气体的流速与压强有关,流速越大压强越小,当两侧的气体流速不同时,由于气压不同出现气压差,引起气体流动。据此可以判断设计是否正确。
【解答】A、设计中井口与井口上方的空气流动速度相同,不能形成气压差,没有自动抽气的效果,A错误;
B、设计中井口上方遮雨盖是下向凸起的,空气在通过这个凸起时流速增大,而井口上方的空气流速小气压大,所以形成向上流动的气流,能够实现抽气的效果,B正确;
C、与B选项中的设计刚好相反,凹面没有增大流速的效果,反而会使气流向下运动,没有抽气效果,C错误;
D、设计与C相似,气流会向下运动,没有向上抽气的效果,D错误。
故选B
6.【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。利用注射器测量大气压时,用到的公式是 ,所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S。利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积S,便可求出大气压的值了。
【解答】解:当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析:f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析:F-f=G2=5.6N;
两式联立解得:F=7.7N;
所以
故答案为:C
7.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】水向下流动过程中,体积不变,运动速度越来越大,长度越来越长,根据体积与长度、横截面积的关系分析解答。水下落过程中体积不变,流速变大,单位时间内的路程变大,水流被“拉长”,截面积减小,本题考查了生活中的现象,平时应注意多观察。
【解答】解:水向下流的过程中受重力作用,流速越来越大,水流被“拉长”,水的体积不变,长度变大,则横截面积减小,由图知A符合实际。
故答案为:A
8.【答案】A
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】1标准大气压=76cmHg,被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和.
【解答】初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和,即为:
p1=p0+ph=76cmHg+5cmHg=81cmHg。
故答案为:A
9.【答案】C
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】如图所示的方法实际是利用了物理学中的虹吸原理,虹吸原理实现的条件有三个:一是管内先装满水;二是管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度;三是出水口比上容器的水面必须低.这样使得出水口液面受到向下的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压,保证水的流出。
【解答】先让管道中充满水,则A、B两处存在水位差,在水压作用下,水沿水管从A处流向B处;AB之间的高度差越大,B处压强越大、水压越大,管道内水流动的越快,其中水的流动不需要水泵,故ABD正确、C错。
故答案为:C
10.【答案】B
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】当注射器中的活塞开始向右滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向左滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析 F﹣f=G2=5.6N;两式联立解得:F=7.7N;
∴ ;
故选B。
【分析】当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。
11.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少,所以水面下降,选项A正确,不合题意;
玻璃管内的水面恰好与下端管口相平,说明瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,打开阀门K,由于阀门K里面压强大于外界大气压强,水会流出来,同时瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和减小,大气压将空气通过玻璃管压入容器内,始终保持瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,关闭阀门后,玻璃管口的水面不会上升,选项B错误,符合题意;
C、容器内玻璃管口处压强始终不变,且管口的下端仍在水中,故容器底内表面a点的压强不变,选项C正确,不合题意;
由于玻璃管外的水面下降,玻璃管下口上方水的压强变小,又瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强不变,容器内玻璃管外的气体压强变大,选项D正确,不合题意;
故选B。
【分析】根据接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少分析水面下降还是上升;液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关。
12.【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】若火焰温度低于水的沸点,水就不可能烧开(沸腾),选项A错误;
因为水的沸点低于纸的着火点,纸盒从火焰吸收的热量被水迅速吸收,通过水汽化放出大量热量,使纸盒的温度始终低于纸的着火点,选项B正确;
纸遇火易燃,着火点低于火焰温度,选项C错误;
若纸的着火点低于水的沸点,水没烧开纸就着火了,选项D错误;
故选B。
【分析】理解水沸腾时吸热,温度不变。
13.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如果在流体中流速越大的位置压强越大,那么.跑车尾翼的截面形状应该倒过来,所以A会出现;.
两艘并列同向行驶的船只将会远离,所以B会出现;
当火车、地铁快速运行带动周围的空气快速流动时,周围空气的流速增大,压强增大,大于附近的大气压,这样火车、地铁附近的人就会受到向外的推力,确实不会出现火车撞人的现象,但是,如果这样的推力足够大时,还可以将人推倒甚至使人受伤,这也是不安全的,所以地铁站、火车站设置安全线还是很必要的,所以C不会出现;
喷雾器会由于大气压的作用下再怎么用力吹也喷不出雾来,所以D会出现;故选C
【分析】流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,如果流速大的地方压强大,就将相应想物理现象倒过来想就行。
14.【答案】(1)大气压强
(2)G币
(3)A;B;D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)将V=0代入公式分析即可;
(2)根据二力平衡的知识分析;
(3)以题目提供的理论为基础,对各个选项中的现象进行分析判断即可。
【解答】(1)将V=0代入公式0.5ρV2+P=C得到:C=p,而p是大气压强,因此常量C表示空气流速为0时的大气压强。
(2)当硬币刚好被吹起来时,它受到竖直向上的压力差和竖直向下的重力,二者相互平衡,即压力差△F=G硬币=m硬币g;
(3)A.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大, 那么飞机的机翼应该上面是平面,下面是曲面,即飞机翅膀的截面形状应该反过来,故A正确;
B.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,那么两艘并列同向行驶的船只中间的水流速度大压强大,会将两船推开,不含发生碰撞,故B正确;
C.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,那么地铁、火车经过时空气流速大压强大,会对人产生向车站里面的推力,仍然可能发生碰撞,故C错误;
D.喷雾器用来吹气时,气流速度越大,外面的气压越大,因此里面的液体不能喷出来,故D正确。
故选ABD。
15.【答案】丙、丁;丁
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)虹吸原理其实就是利用大气压强的作用,将水从水位高的地方抽到水位低的地方;
(2)当两个烧杯中水面相平时,它们之间不存在压强差,于是水就停止流动。
【解答】(1)根据图片可知,甲、乙两图中,装满水的大烧杯的位置都低于小烧杯,无法实现虹吸现象。而丙和丁中,装满水的大烧杯内水面都高于小烧杯,因此可以实现虹吸现象。
(2)丁图中,两个烧杯都放在同一高度,当两边的水面相平时,就不存在压强差,于是水会静止下来。
16.【答案】=;压强减小
【知识点】流体压强与流速的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)两个玻璃管外液面上始终为大气压强,即管外气压相等。当液柱的高度不再发生改变时,两个液柱上方的气压相等。管外的大气压强等于管内的液柱压强和气体压强之和,即p0=p液+p内,那么管内酒精上方的压强等于管内水柱上方的压强,即p水=p酒精;
(2)根据流体和流速的关系分析。
【解答】(1)甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p水,C管内酒精产生的压强为p酒精,则p水=p酒精;
(2)B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,压强减小。
17.【答案】(1)甲
(2)降雨
【知识点】大气压对天气的影响
【解析】【分析】冷暖锋符号表示冷暖空气的移动方向,三角符号表示冷空气移动方向,半圆符号表示暖空气移动方向。
【解答】(1)天气状况以阴雨天气为主的是甲地,因为甲地为低气压区,通常天气不好,为阴雨天气。
(2) 冷暖锋符号表示冷暖空气的移动方向,三角符号表示冷空气移动方向,半圆符号表示暖空气移动方向. 丁地附近活动的锋面在丁地过境时,丁地为暖锋过境, 暖锋过境时一般出现连续性降雨,因此丁地的天气状况是降雨。
故答案为:(1)甲(2)降雨
18.【答案】H>h;p=ρgh或p>ρgh
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】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。
19.【答案】(1)因甲、乙、注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2、2cm2,
①当大气压约为105Pa,当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由P=F/S,可得F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
②当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由P= F/S,可得F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,乙超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器;
(2)
(3)拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦,会造成最终测量的结果偏大。
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据现有的器材,求出每个注射器在拉动时的最大拉力,再与弹簧测力计的量程进行比较即可;
(2)根据压强公式P=F/S计算即可,而F由弹簧测力计得出,面积通过V=Sh计算可知;
(3)P=F/S误差肯定是在F这儿,因为S是固定的;
【解答】(1) 因甲、乙、注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2、2cm2,
①当大气压约为105Pa,当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由P=F/S,可得F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
②当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由P= F/S,可得F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,乙超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器;
(2)注射器的面积是;所以压强为:;
(3)测量结果偏大,说明F偏大,则有可能是活塞与筒壁之间的摩擦导致的;
故答案为:(1)选用甲注射器;(2);(3) 拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦,会造成最终测量的结果偏大。
20.【答案】乙;过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较快,所以过道右的气压小于左端的气压,空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要酒耗其他能量,既有效又节能。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】注意乙图中右侧通道墙壁上的凸起对气体流速的影响,然后根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】根据甲和乙两图可知,即有效又节能的是乙方案,理由是:过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较快,所以过道右的气压小于左端的气压,空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要酒耗其他能量,既有效又节能。
21.【答案】答题要素:(1)外壁不同的比较(2)空气进入的难易(3)产生气压差(4)大气压强将液体压入;答题范例:选乙吸管。吸管插入药液后,由于甲吸管的外壁比较光滑,它与药瓶的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”,所以很难“吸”上药液;而乙吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)当吸管内的气压小于药瓶里面的气压时,药液才会沿着吸管流入口中;
(2)当气体的体积不变时,气体的质量越小,压强越小;
(3)有棱的吸管,可以保证瓶内与大气相同,保证药液上方的气压始终为标准气压,而光滑的吸管由于与瓶口紧密接触,因此没有这个效果,据此分析即可。
【解答】吸管插入药液后,由于甲吸管的外壁比较光滑,它与药瓶的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”,所以很难“吸”上药液;而乙吸管的外壁是有棱的,(或凹凸不平)利于空气的进入,药液在大气压的作用下很容易被压入口中。
22.【答案】(1)降低
(2)3
(3)D
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)根据表格可知,制动液的沸点随含水量的增大而降低;
(2)观察表格,哪种含水量对应的沸点低于140℃,这时制动液失灵;
(3)为了保证良好的刹车性能,制动液必须保持液态,且不易沸腾,据此判断它的特点。
【解答】(1)由于制动液具有吸水特性,当汽车长期使用时会吸收空气中的水分,使它的含水量增大,从而降低制动液的沸点;
(2)根据表格可知,当含水量为3%时,制动液的沸点142℃略高于140℃,而4%时沸点就为132℃低于140℃,因此含水量为4%时,制动液需要更换;
(3)为适用不同气候条件下汽车的刹车需求,制动液必须保持液态,因为沸点高,它就不容易变成气体;凝固点低就不容易变成固体,因此选择制动液的特点是沸点高和凝固点低,故选D。
23.【答案】(1)升力;竖直向上
(2)增大;逆风;飞机模型受到的升力等于模型的重力
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)无风时,托盘的示数等于飞机的重力;有风时,托盘的示数减小,说明产生了一个与重力方向相反的力,据此判断这个力的方向和名称;
(2)①根据表格中的数据来判断风速和升力的关系,并找出数据规律。
②托盘测力计的示数等于重力和升力二者的差,示数越小,说明升力越大,示数为零时,说明升力等于重力。【解答】(1)当迎面有风吹过时,托盘测力计的示数减小,说明受的力与重力方向相反,因此方向竖直向上,这个力就是 升力;
(2)①数据表格显示,风速越小,测力计的示数越小,说明产生的升力越大,因此飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而增大;飞机短距离快速起飞时应该逆风起飞,这样可以加大风速,从而提高升力。
(2)当风速达到30m/s以上,托盘测力计的示数是0,说明此时飞机模型受到的升力等于模型的重力。
24.【答案】(1)当面积为0.5cm2时,由P=F/S,可得 F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;当面积为2cm2时,由P=F/S,可得 F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,因为乙超过了测力计的量程(10N),所以实验时应选用甲注射器
(2)FL/V
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据压强公式F=pS分别计算出作用在两个注射器活塞上的大气压力,然后与弹簧测力计的量程比较即可;
(2)注射器有刻度的部分为圆柱形,可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的值。
【解答】(1)当面积为0.5cm2时,
由P=F/S可得: F1=pS1=105Pa×0.00005m2=5N;
当面积为2cm2时,
由P=F/S可得: F2=pS2=105Pa×0.0002m2=20N,
因为乙超过了测力计的量程(10N),
所以实验时应选用甲注射器。
(2)注射器活塞的横截面积;
大气压强的值为:。
25.【答案】(1)大气压强的大小
(2)mg
(3)
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)在计算C时,要把握住“空气流速为0”的条件,将其代入已知的公式即可得出C表示的物理量。
(2)对硬币进行受力分析,进而得到压力差与硬币重力的关系;
(3)根据公式0.5ρV2+P=C 计算出硬币上下表面的压强差,然后根据F=pS计算出压力差,最后根据压力差等于重力计算出速度即可。
【解答】(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: 。
26.【答案】(1)不变
(2)1.02×105
(3)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当橡皮帽打开时,活塞由静止向右运动时,它处于平衡状态,利用二力平衡的知识判断弹簧测力计的示数变化即可;
(2)弹簧测力计的示数就相当于作用在活塞上的大气压力;首先根据公式计算出活塞的受力面积,然后再根据公式计算大气压强即可;
(3)注射器内有空气,那么就会产生向左的压力,这时活塞受到向左的拉力,内部空气的压力和向右的大气压力,分析它们之间的数量关系即可。
【解答】(1)当橡皮帽打开时,活塞由静止向右运动时,活塞受到平衡力,弹簧测力计的拉力与针筒对活塞的摩擦力相等,即摩擦力是1.5N;当绳端钩码增加为3N时,摩擦力的大小不变,那么弹簧测力计的示数也不变;
(2)活塞的横截面积为:;
本地的大气压强为:。
(3)注射器内有空气,那么就会产生向左的压力,这时活塞受到向左的拉力,内部空气的压力和向右的大气压力,它们之间的关系为:,此时,因此测得的大气压强的值偏小。
故答案为:(1)不变;(2);(3)偏小
27.【答案】(1)小
(2)C
(3)
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)根据流体压强和流速的数学关系式进行分析即可;
(2)硬币下方没有空气通过,则速度为0,将这一数据代入公式中即可得出硬币下方空气的压强;
(3)根据上面的分析可知,当硬币刚好被吹起时,上下表面的压力差正好等于重力,根据ρv2+p=C得到重力和速度的关系式,并进行推导即可。
【解答】(1)由公式ρv2+p=C可知,当v增大时,ρv2增大,而C不变,所以p变小,所以得到结论:空气流速越大,压强越小;
(2)硬币下方的空气流速为0,代入公式ρv2+p=C中,得到:ρ×0+p下=C,即:p下=C。
(3)当硬币上方有气流经过时,硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G之间的关系为:F下=F上+G;
即:硬币上、下表面的压力差△F=F下-F上=G。
硬币上方的受到的压力:F上=p上S=(C-ρv2)S=CS-Sρv2;
硬币下方受到的压力:F下=p下S=CS;
那么硬币上下的压力差为:△F=F下-F上=ρSv2=G。
解得:

28.【答案】(1)弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大(合理即可)
(2)大
(3)C;增大
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)当机翼保持静止状态时,它受到测力计向上的拉力、自身向下的重力和空气产生的托力。对于上面的测力计来说,根据G=F拉+F托可知,测力计的示数变小;对于下面的测力计来说,受到的向上的拉力增大,那么示数增大,这都说明空气产生的托力增大,即气体流速越大,压强越小。
(2)根据V=SL=svt分析即可;
(3)根据流体压强和流速的关系对A、B、C三处的压强大小进行排序,然后与丙图对照即可。流体的流速越大,压强越小,据此判断气体流速的变化。
【解答】(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速;若发现弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大;可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)根据V=SL=svt可知,当气体的流量相同时,气体的流速与横截面积成反比。因为SA<SB<SC,所以气体流速vA>vB>vC,即A管内气体流速比C管内气体流速大。
(3)根据(2)中分析可知,气体流速vA>vB>vC,那么气压pA<pB<pC,则图线①反映的是C。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,说明气压变得更小,由此判断,三节管中气体的流速增大了。
29.【答案】大于;上升;吹气时,水柱上方空气流速大,压强小于外界大气压,玻璃管中水柱在瓶内气体压强的作用下升高(合理即可)
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)以瓶内的水面为研究对象,根据二力平衡的知识分析内外气压的大小关系;
(2)根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】(1)以瓶内水面为参考面,当玻璃管内的水柱高度不变时,瓶内气体的压强等于水柱压强和大气压强之和,即p内=p水+p大气,因此p内>p大气,即瓶内气体压强大于瓶外的大气压强。
(2)现用一根吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,玻璃管上方空气流速加快,气压减小,而瓶内的气压不变,因此水柱的压强就增大。根据液体压强公式p=ρ水gh可知,玻璃管内水面会上升。
30.【答案】体积(或密度);水银柱下表面到达标记处,一定质量的气体;温度越高,压强越大
【知识点】气体压强跟体积的关系
【解析】【分析】(1)根据生活发现②的描述分析哪个因素发生改变即可;
(2)为了探究气体压强与温度的关系,必须控制气体的体积相同而改变温度。步骤一和步骤二中,水银柱的下表面都到达同一刻度时,封闭气体的体积相同,通过上面水银柱的长度就能判断气体压强的大小;
(3)根据p=ρ液gh可知,水银柱的长度越大,产生的压强越大。根据二力平衡的条件可知,封闭气体的压强与水银柱的压强相等,据此分析气体压强和体积的关系。
【解答】(1)建立建设:根据生活发现②可知,压缩后气体的体积减小,而越费力说明气体压强越大,因此得到假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积有关;
(2)实验检验:步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面到达标记处;
(3)得出结论:温度越高,压强越大。
31.【答案】(1)有利于排尽吸盘内的空气
(2)4mg/πd2
(3)吸盘内还有空气
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)吸盘内蘸上水,水占据了空间,那么吸盘内就没有空气。当挤压吸盘时,里面的水排出,接近真空,这样测出的结果误差更小;
(2)当吸盘刚刚脱离玻璃板时,它受到的大气压力与小桶和沙子的总重力相互平衡,即F=G,然后根据圆的面积公式S=πr2计算出吸盘的底面积,最后根据压强公式计算大气压强即可。
(3)如果吸盘内还有空气,那么会对吸盘产生向外的压力,此时F大气=F测力计+F内,因此F测力计<F大气,即测出的大气压力偏小,得到的大气压强会偏小。
【解答】(1)蘸水的目的是:有利于排尽吸盘内的空气;
(2)吸盘受到的大气压力F=G=mg;
吸盘的底面积;
大气压强的值为:;
(3)实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因是:吸盘内还有空气。
32.【答案】(1)活塞
(2)9.4×104pa;排出注射器内的空气
(3)较大
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当活塞开始向下移动时,活塞受到向上的大气压力、摩擦力和小桶的总重力相互平衡,那么G总=F大气+f,据此计算出大气压力,最后用大气压力除以活塞的横截面积计算出大气压强;
(2)根据步骤①,利用f=mg计算出活塞受到的摩擦力;根据步骤②,利用G总=m总g计算出小桶的总重力,然后根据G总=F大气+f计算出大气压力,接下来根据计算活塞的横截面积,最后根据压强公式计算大气压强。
如果注射器内残留空气,那么会对活塞产生向外的压强,从而使测力计的示数变小,计算出的大气压强的数值变小。
(3)如果考虑活塞的重力,那么相当于小桶的重力变大,则计算出的大气压力更大,得到的大气压强的值更大。
【解答】(1)本实验中主要应活塞为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)根据步骤①可知,活塞受到的摩擦力f=mg=0.078kg×10N/kg=0.78N;
根据步骤②可知,小桶和水的总重力为:G总=m总g=0.548kg×10N/kg=5.48N;
根据公式G总=F大气+f得到:5.48N=F大气+0.78N;
解得:F大气=4.7N。
活塞的横截面积;
大气压强的值:。
其中步骤②将活塞重新推至顶端井用橡皮帽封口,其目的是排出注射器内的空气。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2)中所测得值相比较大。
33.【答案】(1)活塞
(2);排尽针筒中的空气
(3)不变
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】1、针筒活塞的两侧气压是不同的,所以应以活塞为研究对象来分析其所受大气压力;
2、以活塞为研究对象对其进行受力分析,活塞受到向下的力有活塞和小筒及水的总重,向上的力有摩擦力和大气向上的压力;
3、对活塞进行受力分析可知,活塞受到的大气压力是两次小筒的重力差,即使考虑活塞的重力,两次差值中活塞的重力也是相互抵消了的。
【解答】(1)本实验中活塞的两侧气压是不同的,所以应以活塞为研究对象来分析其所受大气压力;
(2)大气的压力为:m2g-m1g,活塞的横截面积为:V/L,由公式P=F/S=。其中步骤②将活塞重新推至顶端并用橡皮帽封口,其目的是排尽针筒中的空气;
(3)对活塞进行受力分析可知,活塞受到的大气压力是两次小筒的重力差,即使考虑活塞的重力,两次差值中活塞的重力也是相互抵消了的。所以测出的大气压值与(2) 中所测得值相比不变。
故答案为:(1)活塞 (2);排尽针筒中的空气 (3)不变
34.【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
【知识点】气体压强跟体积的关系
【解析】【分析】(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。
35.【答案】(1)排尽针筒内空气
(2)刚刚开始滑动
(3)刻度部分
(4)
(5)加润滑剂等
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)如果注射器中残存空气,那么测定大气压力偏小,即大气压强偏小;
(2)当活塞缓慢移动时,大气压力和拉力是平衡力,据此测出大气压力;
(3)已知注射器的容积V和有刻度部分的长度L,根据公式能够计算出活塞的横截面积;
(4)首先根据计算出活塞的横截面积,然后根据计算出大气压强的值;
(5)活塞和针筒之间的摩擦力也会影响测出大气压强的值。
【解答】(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是排尽针筒内空气,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(2)如图所示,水平向左缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚刚开始活动时,记下弹簧测力计的示数为19N。
(3)用刻度尺测出注射器刻度部分长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(4)活塞的横截面积为:;
那么大气压强为:;
(5)活塞和针筒之间的摩擦力也会影响测出大气压强的值,因此加润滑剂减小摩擦,也可以提高测量精度。
36.【答案】(1)排尽注射器内的空气
(2)90000;活塞和针筒的摩擦太大
(3)1000
(4)1.6
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)当活塞保持静止时,大气压强=测力计产生压强+注射器内压强;注射器内的气压越小,测量出来的大气压强越准确;
(2)根据公式求出活塞的横截面积S和测出活塞刚被拉动时的拉力F,然后根据求出大气压强的值;当注射器内的空气没有排尽,或拉动时活塞与筒间的摩擦都会影响到测量值;
(3)由图象可知在2km高度内得出大气压的变化量,然后与100m相除即可解答;
(4)首先根据计算出此地大气压强的值,然后计算出大气压强减小的值,最后根据(3)中的规律计算出此地的高度即可。【解答】(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)注射器的体积为V=2mL=2cm3;
活塞的横截面积;
活塞刚被拉动时,大气压强的数值:;
若活塞和针筒的摩擦太大,则拉力增大,导致测出的大气压强的数值偏大,因为计算出的大气压强的数值偏小,故小明第一次实验出错的原因可能是橡皮帽的密封性不好;
(3)由图象可知在2km高度内得出大气压的变化量为△p=1×105Pa-0.8×105Pa=2×104Pa;
则高度每升高100m,大气压降低:
(4)当F′=4.2N,活塞刚被拉动时,
大气压强的数值:;
则大气压共降低:△P=1×105Pa-8.4×104Pa=1.6×104Pa;
根据高度每升高100m,大气压降低1000Pa可知:此时高度为:1.6×104Pa÷1000Pa×100m=1.600m=1.6km。
37.【答案】(1)1,3(或4,5);在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大
(2)利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)在进行探究实验时,如果涉及多个因素我们可以用控制变量法进行研究,控制变量设置对照实验时,对要研究的变量进行控制使之不同,而使其余的量保持相同,实验中出现的不同现象就与这一控制的因素有关,从而得出结论。
(2)根据猜想中的因素,在设计实验时可以使这一因素保持不同,而使其余的因素保持相同。
【解答】(1)要研究风扇产生的空气流动强度和扇叶长度的关系时,设计的实验组要满足扇叶长度不同而使其余的因素相同。由表中数据可知,可选取序号1、3。由1、3实验中纸片被吹起的角度1是30 ,3是20 可知,在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大。
(2)要研究空气流动强度与扇叶的转动速度的关系时,可以控制扇叶的转动速度不同,而使其余因素都相同,所以设计的实验为:利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
故答案为:(1)1、3;在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大;(2)利用同一个扇叶 ,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
38.【答案】甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】当瓶内压强大于大气压时液体会流下。甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,然后有液体倒出,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
【解答】由上面分析可知,这种现象与大气压有关。甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
故答案为:甲图中瓶口较低,大量液体将瓶口封住,当有液体流出时,瓶内气体压强较小,大气压大于瓶内气压,在倾倒液体的过程中可看到有气泡从瓶口进入到瓶底,此时瓶内压强突然大于大气压,然后有液体快速喷出,易溅到杯子外面,如此反复。而乙瓶中的液体没有完全封住瓶口,气体可以进入,瓶中液体能够平稳的倒出。
39.【答案】 用手挤压气囊,气体从进气杆流到尖嘴时管道变细流速变大,由于流速越大,压强越小,香水液面上通过通气管与外界大气相通,大气压大于高于汲水管上方气压,香水被压上汲水管而喷出。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】流体的流速越大,压强越小。
【解答】用手挤压气囊,气体从进气杆流到尖嘴时管道变细流速变大,由于流速越大,压强越小,香水液面上通过通气管与外界大气相通,大气压大于高于汲水管上方气压,香水被压上汲水管而喷出。
40.【答案】由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气流速较慢,压强较大;而流过下方的空气速度较快,压强较小。这样,偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力,从而使车对地面的压力增大,摩擦力随之增大,提高了车轮的着地性能
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系,分析偏导器上下两个表面的压力大小关系,进而确定产生压力的方向即可。
【解答】由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气流速较慢,压强较大;而流过下方的空气速度较快,压强较小。这样,偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力,从而使车对地面的压力增大,摩擦力随之增大,提高了车轮的着地性能。
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