内容正文:
第八章 压强
课时8.3 大气压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.8知道大气压强及其与人类生活的关系。
物理观念:通过观察、实验,检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
科学思维:能简单描述托里拆利实验,能说出标准大气压的数量级,能说出大气压随高度变化的规律。
科学探究:能说出液体沸点跟气压的关系。
科学态度与责任:培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度;
1、大气压强的存在
由于空气具有重力,且具有流动性,故大气内部向各个方向都有压强,大气内部某一点向各个方向的压强相等。
马德堡半球实验,不仅证明了大气压强的存在,而且说明大气压很大。
2、大气压的测量
①粗略测量大气压
器材:弹簧测力计、刻度尺、玻璃板、吸盘或注射器等
原理: P=F/S
注:由于空气不能排净,测量结果偏小。
②托里拆利实验——首次测出大气压的值
玻璃管内水银面上方是真空,管外水银面上方是大气,因此,是大气压支持着这段水银柱使其不落下。
1 标准大气压等于 760 mm 水银柱产生的压强,即:1 标准大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.013×10 5Pa
(1)实验过程:在长约1m,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放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=pgh=1.36 x 104 kg/m3×9.8 N/kg ×0.76 m=1.013 x 105 Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
A、实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
B、本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m,所以实验用水银做比较方便。
C、将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
3、大气压的测量工具:气压计。分类:水银气压计和无液气压计
4、大气压的特点:
⑴空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
⑵大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa
5、沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高 。
6、应用:活塞式抽水机和离心式抽水机。
问题一:实验
【角度1】托里拆利实验
【典例1】1654年,著名的 实验向世人证明了大气压强的存在且很大;意大利科学家 用如图所示装置进行实验,首先测得了标准大气压强的值约为帕,表示1平方米受力面积受到 ,实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,则管内水银柱长度将 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
【变式1-1】意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。物理知识在生活中有广泛的应用,如图 (a) 所示的装置是利用 原理工作的; 如图 (b) 所示的装置是利用了 的知识。
【变式1-2】
历史上著名的 实验证明了大气压强的存气,意大利物理学家 首先利用 (填液体种类)测出了大气压的值。神州十三号飞船发射升空的过程中,外壳受到的大气压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米 B.2米 C.10米 D.20米
问题二:大气压强
【角度1】标准大气压强的计算
【典例1】
下列关于普通教室内的物理量的估测,符合实际的是( )
A.教室的宽度约为8m B.课桌的质量约为100kg
C.室内大气压强约为1000Pa D.室温约为50℃
【变式1-1】
下列对生活中物理量的估测,错误的是( )
A.一根头发丝能承受的拉力约为 1N
B.成年人双脚站立时,对水平地面的压强约15000pa
C.一个标准大气压能支持76cm高的水银柱
D.一位中学生的体重 500kg
问题三:应用
【角度1】大气压强的应用
【典例1】
关于下面三幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,实验中玻璃管内水银柱上方会有少量气体
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变高
C.如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱下降
D.如丙图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
【变式1-1】下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.切菜用的刀,磨得较薄,是为了便于增大压力
B.用注射器把药液注入人体内是利用大气压的作用
C.大气压随着海拔高度的增加而增大
D.最早测量大气压的实验是由意大利科学家托里拆利完成的
【变式1-2】
如图所示,在一个一端开口的U形管内装有水,管的左端封闭着一些空气,一只小试管浮在水面,小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况( )
A.小试管将不动 B.小试管将下沉一些
C.小试管将先向上浮一些,再下沉 D.小试管将上浮一些
【基础强化】
一、单选题
1.最早测出大气压数值的科学家是( )
A.马德堡 B.牛顿 C.托里拆利 D.法拉第
2.做托里拆利实验时,按正确的实验方法测得水银柱高76厘米,当玻璃管倾斜时,水银柱的竖直高度将( )
A.大于76厘米 B.小于76厘米
C.等于76厘米 D.无法判断
3.如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,这是测大气压值的实验,下列有关说法正确的是( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱长度将不变
B.测量时如果管内混有少量空气,则测量结果将偏小
C.使用更粗的玻璃管,管内外水银面的高度差将变小
D.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
5.以下估值最合理的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为5N
B.一名中学生的体重约为50N
C.一名中学生双脚站在地面上的压强约
D.一标准大气压约
6.生活中经常对某些物理量进行估测,下列说法与实际情况相符合的是( )
A.八年级物理课本的重力约为250N
B.人体感觉舒适的环境温度为18℃~26℃
C.京港澳高速上小车的限速120m/s
D.一个标准大气压约为100Pa
7.在如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是( )
A. 纸托水杯 B. “瓶吞”鸡蛋
C. 用吸管吸饮料 D. 橡皮膜凸出
8.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示,利用连通器原理来工作的是( )
A. 吸管喝饮料 B. 船闸
C. 托里拆利实验 D. 橡皮膜凸出
9.下列现象中不能说明存在大气压强的是( )
A.钢笔吸墨水
B.生产灯泡时,用抽气机抽出灯泡内的空气
C.用塑料吸管能把饮料吸入口中
D.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水不容易被倒出来
10.下列说法正确的是( )
A.某同学双脚站在地面上对地面的压强约为1.8×103Pa
B.一块砖的重力约为1N
C.水的沸点为100℃
D.一个标准大气压为760mmHg
11.关于如图所示的四个实验,下列描述正确的是( )
A.甲:只利用该装置不可探究压力作用效果与受力面积的关系
B.乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差变大
C.丙:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
D.丁:小车从斜面上滑下,继续向前运动是因为受到惯性
12.根据你的生活经验,下列数据最接近实际情况的是( )
A.一张物理课本内纸的厚度约为1mm B.高速公路上行驶的汽车速度约为10m/s
C.大部分人的身高是自己脚长的7倍左右 D.仁寿最高气温约标准大气压水沸点的一半
13.人类生活在大气层中,依赖大气生存,因此有必要了解大气压强,下列有关大气压强的知识错误的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压强的存在,显示了大气压强非常大
B.人体内部的压强跟外部的大气压强相等,互相平衡,所以人不觉得受到巨大的大气压力
C.托里拆利实验间接地测量出一个标准大气压大约是1×105Pa
D.大气压随高度的增加而增大
14.如图所示,我国自主设计生产的C919大飞机在2024年首度服务春运,为乘客带来全新体验。下列说法正确的是( )
A.飞机在飞行过程中只受重力作用
B.飞机所在高空的大气压比地面附近的小
C.飞机在加速升空过程中,运动状态保持不变
D.乘客乘坐飞机时,系好安全带是为了减小惯性
15.如图所示,甲、乙、丙三个相同的容器内盛有部分水并在竖直方向上依次放置。甲、丙两容器内的水通过细玻璃管相连;另外一根两端开口的细玻璃管的下端穿过甲容器底部插入乙容器水内,贴近甲容器水面有一个旋扭开关M,开关下方充满了水。乙、丙两容器内水面上方的气体通过细玻璃管相连,甲容器上方与大气相通。如果打开旋扭开关M,待重新平衡后,关于乙、丙两容器内的气体体积相比开始状态时( )
A.V乙增大,V丙减少,且ΔV乙>ΔV丙 B.V乙减少,V丙增大,且ΔV乙>ΔV丙
C.V乙增大,V丙减少,且ΔV乙=ΔV丙 D.V乙减少,V丙增大,且ΔV乙<ΔV丙
二、多选题
16.关于大气压强的说法正确的是( )
A.大气压强产生的原因是因为大气受到重力作用且具有流动性
B.最早能证明大气压存在的实验是托里拆利实验
C.最早测量出大气压强的值的实验是马德堡半球实验
D.一个标准大气压的值是1.013×105Pa
17.所有推动社会发展的科学知识和规律,都是经过众多科学家长期艰苦地科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述,符合物理学发展实际的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验提出力是改变物体运动状态的原因
B.帕斯卡通过裂桶实验,总结出密闭液体能够传递压强的特点
C.托里拆利及其同伴通过实验第一次测量出了大气压强的大小
D.汤姆逊通过α粒子散射实验,发现比原子小并带负电的电子
18.下列事例中与大气压强无关的是( )
A.用嘴通过吸管吸牛奶,牛奶沿吸管上升
B.用活塞式抽水机把井中的水抽上来
C.拦河大坝修建成上窄下宽的结构
D.茶壶盖上开小孔便于把壶中的水倒出
19.如图所示事例中,属于大气压应用的是( )
A.气垫船向下喷气,使船体被抬升 B.用吸管吸饮料
C.用吸盘式挂钩挂物体 D.用活塞式抽水机把水抽到高处
20.在生物实验操作考试中,学生正在制作“黄瓜表层果肉细胞临时装片”,下列关于在此制作过程中涉及的物理知识说法正确的是( )
A.用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水,利用了大气压
B.用单面刀片刮取黄瓜表层果肉,刀片做得锋利是为了增大压力
C.手拿镊子夹取盖玻片时,盖玻片受到的力的施力物体是手
D.当用纱布向左擦拭载玻片时,纱布受到玻璃片对它向右的摩擦力
三、实验题
21.如图是小华和同学们做“估测大气压的值”的实验示意图。
(1)请将下列实验步骤补充完整;
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,使绳的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开始滑动时,记下此时弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F;
C.测出注射器的 ,记为L,读出注射器的容积V;
D.最后计算出此时大气压的数值;
(2)完成实验步骤A的目的是 ;
(3)计算大气压强的表达式为p= ;
(4)小华发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小华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。上述原因可能会使测量值大于真实值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
22.如图所示,小华用手柄尾部截面积0.55cm2,规格为2.5mL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。
(1)本实验的原理是p = ;
(2)小华同学的实验设计如图甲,步骤如下:
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: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,记下弹簧测力计的示数为5.5N;
步骤三:用刻度尺测出注射器 长度为5.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 Pa.
(3)由于摩擦的影响,小华的测量结果 (偏大/不变/偏小)。为减小该因素对实验结果的影响小明对实验进行改进(如图乙);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 5.5N,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4.5N,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值为 Pa。
【素养提升】
四、科普阅读题
23.阅读《可探究的科学问题》回答问题。
可探究的科学问题
日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题。像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题。比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题。
科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。
并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”。一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。
一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种。方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,导体的长度影响导体的电阻大小吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大导体两端的电压,导体中的电流就增大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,电流跟电压有关吗?
科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是 ;
A.哪种类型的音乐更好听?
B.改变气压,液体的沸点会改变吗?
C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?
D.改变物体的温度,物体的质量会改变吗?
E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?
(2)请根据“晾晒衣服的时候,通常将衣服摊开一些,这样会干的更快一些”这一现象,提出一个可以探究的科学问题: 。
【能力培优】
五、计算题
24.近日,江西南昌遭遇强对流天气,对当地建筑物造成巨大破坏,其中多处居民楼窗户玻璃被吹落。当大风来袭时,由于空气流速加大,屋外的气压可急剧下降到,当时门窗紧闭,可以近似地认为屋内的气压是标准大气压,约为。假如某户居民家的落地窗玻璃面积为,这时窗户玻璃所受的内外压力差是多大?
25.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6×10-6m2,求:
(1)限压阀受到的重力?
(2)锅内气体的压强增大多少可将限压阀顶起?
(3)若要将锅内最大压强增大为为2×105Pa,则应该换质量为多少的限压阀?(外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
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第八章 压强
课时8.3 大气压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.8知道大气压强及其与人类生活的关系。
物理观念:通过观察、实验,检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
科学思维:能简单描述托里拆利实验,能说出标准大气压的数量级,能说出大气压随高度变化的规律。
科学探究:能说出液体沸点跟气压的关系。
科学态度与责任:培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度;
1、大气压强的存在
由于空气具有重力,且具有流动性,故大气内部向各个方向都有压强,大气内部某一点向各个方向的压强相等。
马德堡半球实验,不仅证明了大气压强的存在,而且说明大气压很大。
2、大气压的测量
①粗略测量大气压
器材:弹簧测力计、刻度尺、玻璃板、吸盘或注射器等
原理: P=F/S
注:由于空气不能排净,测量结果偏小。
②托里拆利实验——首次测出大气压的值
玻璃管内水银面上方是真空,管外水银面上方是大气,因此,是大气压支持着这段水银柱使其不落下。
1 标准大气压等于 760 mm 水银柱产生的压强,即:1 标准大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.013×10 5Pa
(1)实验过程:在长约1m,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放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=pgh=1.36 x 104 kg/m3×9.8 N/kg ×0.76 m=1.013 x 105 Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
A、实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
B、本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m,所以实验用水银做比较方便。
C、将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
3、大气压的测量工具:气压计。分类:水银气压计和无液气压计
4、大气压的特点:
⑴空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
⑵大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa
5、沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高 。
6、应用:活塞式抽水机和离心式抽水机。
问题一:实验
【角度1】托里拆利实验
【典例1】上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米 B.2米 C.10米 D.20米
【答案】C
【详解】上海海拔低,接近标准大气压,约为101.3kPa,根据液体压强的计算公式p=ρgh,可以求得水柱高度为
大气压能托起的水柱高度接近10m,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式1-1】
下列关于普通教室内的物理量的估测,符合实际的是( )
A.教室的宽度约为8m B.课桌的质量约为100kg
C.室内大气压强约为1000Pa D.室温约为50℃
【答案】A
【详解】A.教室的宽度约为7m~8m,故A符合题意;
B.课桌的质量约为6kg~10kg,故B不符合题意;
C.室内大气压强约为一个标准大气压105Pa,故C不符合题意;
D.教室的温度随季节的变化约为16℃~26℃,不可能达到50℃,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】
下列对生活中物理量的估测,错误的是( )
A.一根头发丝能承受的拉力约为 1N
B.成年人双脚站立时,对水平地面的压强约15000pa
C.一个标准大气压能支持76cm高的水银柱
D.一位中学生的体重 500kg
【答案】D
【详解】A.一根头发丝非常细,有时能拉起2个鸡蛋,而2个鸡蛋所受的重力约1N,故其能承受的拉力约1N左右,故A正确,不符合题意;
B.成年人双脚站立时,对水平地面的压力大约等于其重力,约为600N,双脚与地面的接触面积大约为0.04m2,对水平地面的压强约
故B正确,不符合题意;
C.一个标准大气压能支持的水银柱的高度为
故C正确,不符合题意;
D.一位中学生的体重50kg左右,故D错误,符合题意。
故选D。
问题二:大气压强
【角度1】标准大气压强的计算
【典例1】
关于下面三幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,实验中玻璃管内水银柱上方会有少量气体
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变高
C.如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱下降
D.如丙图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
【答案】C
【详解】A.如甲图,玻璃管立起来前,里面水银是满的,立起来后水银柱产生的压强等于大气压强,此时玻璃管内水银柱上方是真空,故A错误;
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度变长,由于大气压强不变,因此水银柱的高度不变,故B错误;
C.大气压随海拔高度的增加而降低,随海拔高度的减小而升高;如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,瓶外大气压增大,根据瓶内大气压等于瓶外大气压加上水柱压强可知,瓶内气体压强不变,水柱压强减小,所以,细管内的水柱下降,故C正确;
D.盆景中的水位能保持一定高度,是利用了大气压,瓶子上方时是封闭的,不属于连通器,所以没有利用连通器原理,故D错误。
故选C。
【变式1-1】
下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.切菜用的刀,磨得较薄,是为了便于增大压力
B.用注射器把药液注入人体内是利用大气压的作用
C.大气压随着海拔高度的增加而增大
D.最早测量大气压的实验是由意大利科学家托里拆利完成的
【答案】D
【详解】A.切菜用的刀,磨得较薄,是为了通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.用注射器把药液注入人体内是利用了人对活塞的压力,故B错误;
C.大气压随着海拔高度的增加而减小,故C错误;
D.意大利科学家托里拆利最早利用水银和长玻璃管测出了大气压的值,后来该实验以他的名字来命名,故D正确。
故选D。
【变式1-2】
如图所示,在一个一端开口的U形管内装有水,管的左端封闭着一些空气,一只小试管浮在水面,小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况( )
A.小试管将不动 B.小试管将下沉一些
C.小试管将先向上浮一些,再下沉 D.小试管将上浮一些
【答案】B
【详解】向右管中注水,密闭端的气体压强增大,小试管内的气压也要跟着增加,小试管才会保持平衡,小试管中的一定量空气,压强增大,体积减小,空气柱长度变短,相对水面是下沉的,故B正确,ACD错误。
故选B 。
问题三:应用
【角度1】大气压强的应用
【典例1】1654年,著名的 实验向世人证明了大气压强的存在且很大;意大利科学家 用如图所示装置进行实验,首先测得了标准大气压强的值约为帕,表示1平方米受力面积受到 ,实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,则管内水银柱长度将 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 压力是1.0×105N 变大
【详解】[1]1654年,德国马德堡市的市长做了著名马德堡半球的实验,这一生动、有趣的实验使普通民众确信大气压强存在且很大。
[2][3]1644年意大利科学家托里拆利首次测定了大气压的值,后过用他的名字命名了这一著名的实验,压强是单位面积上物体受到的压力,标准大气压强的值约为帕,表示1平方米受力面积受到的压力是1.0×105N。
[4]实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,由于大气压不变,管内水银柱高度不变,管内水银柱长度将变大。
【变式1-1】
意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。物理知识在生活中有广泛的应用,如图 (a) 所示的装置是利用 原理工作的; 如图 (b) 所示的装置是利用了 的知识。
【答案】 托里拆利 连通器 大气压
【详解】[1]意大利科学家托里拆利首先通过实验测定了大气压强的数值,并且得到一个标准大气压可以支持760mm的水银柱。
[2]船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器;所以,船闸是利用连通器原理工作的。
[3]吸盘挂钩挂在使用时,是先把吸盘用力往墙上挤压,吸盘内的空气被挤出,压强变小,在外界大气压的作用下,吸盘紧紧压在墙面上,利用了大气压的知识。
【变式1-2】
历史上著名的 实验证明了大气压强的存气,意大利物理学家 首先利用 (填液体种类)测出了大气压的值。神州十三号飞船发射升空的过程中,外壳受到的大气压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 水银 变小
【详解】[1]1654年马德堡市长奥托·冯·格里克的马德堡半球实验证实了压强的存在。
[2][3]1643年托里拆利利用水银测出了1个标准大气压的大小为约760mm汞柱产生的压强。
[4]大气压强受高度影响,高度越高,压强越小,神州十三号飞船发生升空过程中,高度不断增加,外壳受到的大气压强将变小。
【基础强化】
一、单选题
1.最早测出大气压数值的科学家是( )
A.马德堡 B.牛顿 C.托里拆利 D.法拉第
【答案】C
【详解】早在1643年,意大利科学家托里拆利就在一根1米长的细玻璃管中注满水银(汞)倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降到760毫米高度后就不再下降了,托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱产生的压强,从而测量出了大气压的数值,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.做托里拆利实验时,按正确的实验方法测得水银柱高76厘米,当玻璃管倾斜时,水银柱的竖直高度将( )
A.大于76厘米 B.小于76厘米
C.等于76厘米 D.无法判断
【答案】C
【详解】做托里拆利实验时,按正确的实验方法测得水银柱高76厘米,当玻璃管倾斜时,玻璃管中的水银柱会变长,但是不影响水银柱的竖直高度,因为大气压的值等于深度为76cm的水银柱的压强。所以当玻璃管倾斜时,水银柱的竖直高度等于76厘米,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.船闸开启后,上下游与船室构成连通器,使得船只能顺利通过,故A不符合题意;
B.锅炉水位计外边的管和内部锅炉构成了一个连通器,故B不符合题意;
C.活塞式抽水利用了大气压强将水抽上来,与连通器无关,故C符合题意;
D.乳牛自动喂水器水箱和喂水槽上端开口,底部相连,构成了一个连通器,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示,这是测大气压值的实验,下列有关说法正确的是( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱长度将不变
B.测量时如果管内混有少量空气,则测量结果将偏小
C.使用更粗的玻璃管,管内外水银面的高度差将变小
D.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
【答案】B
【详解】A.大气压等于水银柱产生的压强,将玻璃管稍倾斜一点,会使管内水银柱长度变长,但竖直高度依然会不变,故A错误;
B.如果管中进了些空气,少量的空气产生的压强+水银柱产生的压强=外界大气压,所以结果会偏小,故B正确;
C.当玻璃管内是真空时,大气压等于水银柱产生的压强,水银柱产生的压强跟水银柱粗细无关,跟高度有关,所以使用更粗的玻璃管,管内外水银面的高度差将不变,故C错误;
D.由于大气压随高度的增加而减小,将它从山下移到山上,大气压减小,管内外水银面的高度差将变小,故D错误。
故选B。
5.以下估值最合理的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为5N
B.一名中学生的体重约为50N
C.一名中学生双脚站在地面上的压强约
D.一标准大气压约
【答案】C
【详解】A.一个鸡蛋的质量在
50g=0.05kg
左右,受到的重力为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
故A不符合题意;
B.一名中学生的体重约500N,故B不符合题意;
C.中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,双脚对水平地面的压强
故C符合题意;
D.一标准大气压约,故D不符合题意。
故选C。
6.生活中经常对某些物理量进行估测,下列说法与实际情况相符合的是( )
A.八年级物理课本的重力约为250N
B.人体感觉舒适的环境温度为18℃~26℃
C.京港澳高速上小车的限速120m/s
D.一个标准大气压约为100Pa
【答案】B
【详解】A.八年级物理课本的重力约为2N左右,故A不符合题意;
B.人体感觉舒适的环境温度为18℃~26℃,故B符合题意;
C.京港澳高速上小车的限速120km/h,故C不符合题意;
D.一个标准大气压约为105Pa,故D不符合题意。
故选B。
7.在如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是( )
A. 纸托水杯 B. “瓶吞”鸡蛋
C. 用吸管吸饮料 D. 橡皮膜凸出
【答案】D
【详解】A.悬空的玻璃杯里的水不会流出是因为外界大气压使纸片紧紧压在管口,故A不符合题意;
B.瓶内气体温度升高,在外界大气压的作用下,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料是利用管内压强小于大气压强,能说明大气压存在;
D.容器中装有液体时,说明液体对容器的底部有压强,故D符合题意。
故选D。
8.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示,利用连通器原理来工作的是( )
A. 吸管喝饮料 B. 船闸
C. 托里拆利实验 D. 橡皮膜凸出
【答案】B
【详解】A.饮料在大气压的作用下,进入吸管,不是利用连通器来工作的,故A不符合题意;
B.船闸是上端开口,下端连接的大容器,是最大的连通器,故B符合题意;
C.托里拆利实验,玻璃管内的水银被托起一定高度,是因为水银槽中的水银受到大气压的作用,不是利用连通器工作的,故C不符合题意;
D.橡皮膜向下凸出,是因为液体对橡皮膜有向下的压强,不是利用连通器工作的,故D不符合题意。
故选B。
9.下列现象中不能说明存在大气压强的是( )
A.钢笔吸墨水
B.生产灯泡时,用抽气机抽出灯泡内的空气
C.用塑料吸管能把饮料吸入口中
D.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水不容易被倒出来
【答案】B
【详解】A.钢笔吸墨水时,需先把胶头中的空气挤出,在外界大气压的作用下,墨水就被压进滴管中,能说明存在大气压强,故A不符合题意;
B.用抽气机抽出灯泡里的空气这种现象是利用气压差,抽气机在高速旋转时空气流速很大,气压则变得很小,在灯泡外制造了一个低压区,使其被抽空,不能说明存在大气压强,故B符合题意;
C.用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,能说明存在大气压强,故C不符合题意;
D.堵上茶壶盖上的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下里面的水不易流出来,能说明存在大气压强,故D不符合题意。
故选B。
10.下列说法正确的是( )
A.某同学双脚站在地面上对地面的压强约为1.8×103Pa
B.一块砖的重力约为1N
C.水的沸点为100℃
D.一个标准大气压为760mmHg
【答案】D
【详解】A.初中生的体重在500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强约为
故A错误;
B.一块砖的质量大约是2kg,重力约为
故B错误;
C.在一标准大气压下水的沸点是100℃,气压变化,水的沸点也会随之变化,故C错误;
D.由托里拆利实验可知,一个标准大气压为760mmHg,故D正确。
故选D。
11.关于如图所示的四个实验,下列描述正确的是( )
A.甲:只利用该装置不可探究压力作用效果与受力面积的关系
B.乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差变大
C.丙:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
D.丁:小车从斜面上滑下,继续向前运动是因为受到惯性
【答案】C
【详解】A.甲:把金属块沿不同方向放在海绵上,可以在保持压力不变的情况下改变海绵的受力面积,只利用该装置可以探究压力作用效果与受力面积的关系,故A错误;
B.乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内水银柱变长,但是管内外水银面高度差不变,水银柱产生的压强仍等于大气压,故B错误;
C.丙:把水气压计从山下移到山顶,外界大气压随高度增大而减小,瓶内的水在水面上方气压的作用下进入管内,细管内的水柱上升,故C正确;
D.丁:小车从斜面上滑下,继续向前运动是因为具有惯性,要保持原来的运动状态,故D错误。
故选C。
12.根据你的生活经验,下列数据最接近实际情况的是( )
A.一张物理课本内纸的厚度约为1mm B.高速公路上行驶的汽车速度约为10m/s
C.大部分人的身高是自己脚长的7倍左右 D.仁寿最高气温约标准大气压水沸点的一半
【答案】C
【详解】A.一张物理课本内纸的厚度约为0.1mm,故A不符合题意;
B.高速公路上行驶的汽车速度约为30m/s,故B不符合题意;
C.大部分人脚长约25cm,身高约为175cm,身高是自己脚长的7倍左右,故C符合题意;
D.标准大气压下水沸点为100℃,仁寿最高气温约40℃,仁寿最高气温不到标准大气压水沸点的一半,故D不符合题意。
故选C。
13.人类生活在大气层中,依赖大气生存,因此有必要了解大气压强,下列有关大气压强的知识错误的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压强的存在,显示了大气压强非常大
B.人体内部的压强跟外部的大气压强相等,互相平衡,所以人不觉得受到巨大的大气压力
C.托里拆利实验间接地测量出一个标准大气压大约是1×105Pa
D.大气压随高度的增加而增大
【答案】D
【详解】A.马德堡半球实验中,抽成真空的半球很难被拉开,证明了大气压强的存在,同时显示了大气压强非常大,故A正确,不符合题意;
B.人体内部也有压强,体内压强跟外部的大气压强相等,内外压强互相平衡,所以人不觉得受到巨大的大气压力,故B正确,不符合题意;
C.托里拆利实验间接地测量出一个标准大气压能支持76cm高的水银柱,大约是,故C正确,不符合题意;
D.大气压随高度的增加而减小,故D错误,符合题意。
故选D。
14.如图所示,我国自主设计生产的C919大飞机在2024年首度服务春运,为乘客带来全新体验。下列说法正确的是( )
A.飞机在飞行过程中只受重力作用
B.飞机所在高空的大气压比地面附近的小
C.飞机在加速升空过程中,运动状态保持不变
D.乘客乘坐飞机时,系好安全带是为了减小惯性
【答案】B
【详解】A.飞机在飞行过程中除了受重力,还受到空气的阻力,故A错误;
B.海拔越高,气压越低,飞机所在高空的大气压比地面附近的小,故B正确;
C.飞机在加速升空过程中,速度改变,运动状态改变,故C错误;
D.惯性只跟质量有关,乘客乘坐飞机时,系好安全带是为了防止因惯性造成的伤害,故D错误。
故选B。
15.如图所示,甲、乙、丙三个相同的容器内盛有部分水并在竖直方向上依次放置。甲、丙两容器内的水通过细玻璃管相连;另外一根两端开口的细玻璃管的下端穿过甲容器底部插入乙容器水内,贴近甲容器水面有一个旋扭开关M,开关下方充满了水。乙、丙两容器内水面上方的气体通过细玻璃管相连,甲容器上方与大气相通。如果打开旋扭开关M,待重新平衡后,关于乙、丙两容器内的气体体积相比开始状态时( )
A.V乙增大,V丙减少,且ΔV乙>ΔV丙 B.V乙减少,V丙增大,且ΔV乙>ΔV丙
C.V乙增大,V丙减少,且ΔV乙=ΔV丙 D.V乙减少,V丙增大,且ΔV乙<ΔV丙
【答案】A
【详解】由于乙、丙两容器气体相连所以有
而丙中气体的压强为甲容器中的液面与丙容器中液面差的高度的液体所产生的压强再加上外界大气压即
由于乙容器中的压强与丙容器中的压强相等,但是乙容器中的液面与细玻璃管顶端的液面高度差小于,故当打开旋钮开关M时细玻璃管中液面会有所上升,因此乙容器中的液面有所下降,于是便导致乙、丙两容器中的气体体积增大,从而使乙、丙两容器中压强减少;由于丙容器中的压强减少,于是甲容器中的液体将通过导管进入丙容器中,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的有所减少。当乙容器中的细玻璃管中的液体表面与乙容器中液面的高度差与甲容器中的液面与丙容器中液面差相同时为止;此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,故乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,但丙容器中由于液体的液面上升,故丙中气体的体积减少,但由于气体的总体积在增大,丙中的气体的体积在减少,所以乙容器中气体体积的增加量要大于丙容器中气体的减少量,故
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
二、多选题
16.关于大气压强的说法正确的是( )
A.大气压强产生的原因是因为大气受到重力作用且具有流动性
B.最早能证明大气压存在的实验是托里拆利实验
C.最早测量出大气压强的值的实验是马德堡半球实验
D.一个标准大气压的值是1.013×105Pa
【答案】AD
【详解】A.大气压强产生的原因是由于空气具有流动性,且受重力的作用,所以大气对各个方向都有压强,故A正确;
B.最早能证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,故B错误;
C.最早测量出大气压强的值的实验是托里拆利实验,故C错误;
D.托里拆利通过实验测出一个标准大气压的大小是1.013×105Pa,故D正确。
故选AD。
17.所有推动社会发展的科学知识和规律,都是经过众多科学家长期艰苦地科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述,符合物理学发展实际的是( )
A.伽利略通过理想斜面实验提出力是改变物体运动状态的原因
B.帕斯卡通过裂桶实验,总结出密闭液体能够传递压强的特点
C.托里拆利及其同伴通过实验第一次测量出了大气压强的大小
D.汤姆逊通过α粒子散射实验,发现比原子小并带负电的电子
【答案】AC
【详解】A.伽利略通过大量的实验和科学推理,提出了力是改变物体运动的原因,为牛顿第一定律的建立奠定了基础,故A符合题意;
B.帕斯卡裂桶实验,得出液体压强与深度的关系, 故B不符合题意;
C.托里拆利最先准确测量出大气压的值,故C符合题意;
D.汤姆孙发现阴极射线就是带负电的电子,从而证实了原子是可分的,故D不符合题意。
故选AC。
18.下列事例中与大气压强无关的是( )
A.用嘴通过吸管吸牛奶,牛奶沿吸管上升
B.用活塞式抽水机把井中的水抽上来
C.拦河大坝修建成上窄下宽的结构
D.茶壶盖上开小孔便于把壶中的水倒出
【答案】C
【详解】A.用嘴通过吸管吸牛奶,口腔空间增大气压减小,外界大气压就把牛奶沿吸管压入嘴中,利用了大气压强,故A不符合题意;
B.抽水时,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.拦河大坝修建成上窄下宽的结构是因为在同一液体当中,深度越深,压强越大,没有利用大气压,故C符合题意;
D.壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相等,在重力和大气压的作用下,水可以更容易的倒出,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
19.如图所示事例中,属于大气压应用的是( )
A.气垫船向下喷气,使船体被抬升 B.用吸管吸饮料
C.用吸盘式挂钩挂物体 D.用活塞式抽水机把水抽到高处
【答案】BCD
【详解】A.气垫船向下喷气,使船体被抬升,脱离接触面,减小摩擦力,不是利用了大气压,故A不符合题意;
B.用吸管喝饮料时,吸管内的压强小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入吸管,利用了大气压的作用,故B符合题意;
C.用力挤压,排出吸盘内的空气,使里面接近真空,内部气压远小于外界大气压,此时吸盘就会在大气压的作用下紧贴在墙面上,故C符合题意;
D.用活塞式抽水机抽水,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,故D符合题意。
故选BCD。
20.在生物实验操作考试中,学生正在制作“黄瓜表层果肉细胞临时装片”,下列关于在此制作过程中涉及的物理知识说法正确的是( )
A.用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水,利用了大气压
B.用单面刀片刮取黄瓜表层果肉,刀片做得锋利是为了增大压力
C.手拿镊子夹取盖玻片时,盖玻片受到的力的施力物体是手
D.当用纱布向左擦拭载玻片时,纱布受到玻璃片对它向右的摩擦力
【答案】AD
【详解】A.用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水时,先挤出内部空气,使得内部气压小于大气压,大气压将水压入吸管,故A正确;
B.刀片锋利是为了减小受力面积增大压强,故B错误;
C.手拿镊子夹取盖玻片时,盖玻片受到的力的施力物体是镊子,故C错误;
D.当用纱布向左擦拭载玻片时,纱布相对于玻璃片向左运动,则受到玻璃片对它向右的摩擦力,故D正确。
故选AD。
三、实验题
21.如图是小华和同学们做“估测大气压的值”的实验示意图。
(1)请将下列实验步骤补充完整;
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,使绳的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开始滑动时,记下此时弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F;
C.测出注射器的 ,记为L,读出注射器的容积V;
D.最后计算出此时大气压的数值;
(2)完成实验步骤A的目的是 ;
(3)计算大气压强的表达式为p= ;
(4)小华发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小华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。上述原因可能会使测量值大于真实值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】 全部刻度长度 排尽注射器筒内空气,并密封 C
【详解】(1)[1]测出注射器的刻度部分的长度,记为L,读出注射器的容积V。
(2)[2]注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,减少注射器内空气对活塞的作用,从而减小误差。
(3)[3]根据V=SL得:活塞的横截面积,所以大气压强
(4)[4]①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;④活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气都会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;②活塞与注射器筒壁间有摩擦,拉力等于大气压力+摩擦力,会使拉力变大,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏大;③没有读准弹簧测力计的示数可能会导致测量值小于真实值,也可能会大于真实值。综合分析,测量值可能会大于真实值的是②③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.如图所示,小华用手柄尾部截面积0.55cm2,规格为2.5mL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。
(1)本实验的原理是p = ;
(2)小华同学的实验设计如图甲,步骤如下:
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: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,记下弹簧测力计的示数为5.5N;
步骤三:用刻度尺测出注射器 长度为5.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 Pa.
(3)由于摩擦的影响,小华的测量结果 (偏大/不变/偏小)。为减小该因素对实验结果的影响小明对实验进行改进(如图乙);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 5.5N,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4.5N,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值为 Pa。
【答案】 刚刚开始运动 有刻度部分 偏大
【详解】(1)[1]本实验的实验原理是,压强的计算公式。
(2)[2]注射器活塞用绳子与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右缓慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩,当注射器中的活塞开始运动时,说明了弹簧测力计示数等于大气对活塞的压力,故记下弹簧测力计的示数,大气对活塞的压力为。
[3]测出注射器的有刻度部分的长度,才能计算出活塞的横截面积,计算出大气压的大小。
[4]注射器全部刻度的长度为
有刻度部分的容积为
注射器活塞的横截面积为
(3)[5]活塞与注射器内部有存在摩擦力,因为注射器在拉力的作用下平衡,拉力对大于大气压力,从而使测量值偏大。
[6]当活塞开始向左滑动时,对活塞进行受力分析发现
┈①
当活塞开始向右滑动时,对活塞进行受力分析发现
┈②
①②两式联立得
大气压强为
【素养提升】
四、科普阅读题
23.阅读《可探究的科学问题》回答问题。
可探究的科学问题
日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题。像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题。比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题。
科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。
并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”。一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。
一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种。方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,导体的长度影响导体的电阻大小吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大导体两端的电压,导体中的电流就增大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,电流跟电压有关吗?
科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是 ;
A.哪种类型的音乐更好听?
B.改变气压,液体的沸点会改变吗?
C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?
D.改变物体的温度,物体的质量会改变吗?
E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?
(2)请根据“晾晒衣服的时候,通常将衣服摊开一些,这样会干的更快一些”这一现象,提出一个可以探究的科学问题: 。
【答案】 BCD 衣服晾干的快慢与衣服摊开的面积大小有关吗?
【详解】(1)[1]科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。
A.哪种类型的音乐更好?属于价值选择方面的问题,不属于科学问题,故A不符合题意;
B.改变气压,液体的沸点会改变吗?属于科学问题,故B符合题意;
C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?属于科学问题,故C符合题意;
D.改变物体的温度,物体的质量会改变吗?属于科学问题,故D符合题意;
E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?属于道德判断、价值选择方面的问题,不属于科学问题,故E不符合题意。
故选BCD。
(2)[2]提出的问题要可以通过收集数据而得到答案。比如:衣服晾干的快慢与衣服摊开的面积大小有关吗?
【能力培优】
五、计算题
24.近日,江西南昌遭遇强对流天气,对当地建筑物造成巨大破坏,其中多处居民楼窗户玻璃被吹落。当大风来袭时,由于空气流速加大,屋外的气压可急剧下降到,当时门窗紧闭,可以近似地认为屋内的气压是标准大气压,约为。假如某户居民家的落地窗玻璃面积为,这时窗户玻璃所受的内外压力差是多大?
【答案】
【详解】解:屋内的气压为,屋外的气压,这时屋顶所受到的内外压强差为
已知落地窗玻璃面积为,根据压强公式可得,内外压力差为
答:这时窗户玻璃所受的内外压力差是。
25.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6×10-6m2,求:
(1)限压阀受到的重力?
(2)锅内气体的压强增大多少可将限压阀顶起?
(3)若要将锅内最大压强增大为为2×105Pa,则应该换质量为多少的限压阀?(外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
【答案】(1)0.432N;(2)0.72×105Pa;(3)60g
【详解】解:(1)限压阀受到的重力
(2)当限压阀刚要被顶起时,受力平衡,此时压力
F=F0+G=p0S0+m0g
锅内气体最大压强
故锅内气体的压强增大
(3)若要将锅内最大压强增大为2×105Pa,锅内压强比外界大气压大
此时排气孔所受压力为
限压阀的重力
限压阀的质量
答:(1)限压阀受到的重力是0.432N;
(2)锅内气体的压强增大0.72×105Pa可将限压阀顶起;
(3)若要将锅内最大压强增大为为2×105Pa,则应该换质量为60g的限压阀。
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