9.3大气压强 培优训练2024-2025学年人教版物理八年级下册
2025-02-13
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内容正文:
第九章《压强》—9.3大气压强 培优训练
一.选择题(共37小题)
1.小明发现将如图所示的气球从1楼带到40楼的家中,气球变得更鼓了,其原因是随着高度的增加( )
A.大气压减小,气球体积增大,气球变得膨胀
B.大气压减小,气球体积减小,气球变得膨胀
C.大气压增大,气球体积增大,气球变得膨胀
D.大气压增大,气球体积减小,气球变得膨胀
2.利用饮料瓶可完成如图所示的实验,其中能证明大气压存在的是( )
A.B. C.D.
3.如图所示,这是一种汽车凹痕修复器。使用时,用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘就会紧贴在汽车凹痕处,再用力向外拉,使凹痕平复,吸盘能紧贴在汽车上是因为( )
A.电荷间相互作用 B.大气压的作用
C.磁极间相互作用 D.人对吸盘的拉力
4.以下为“大气压强”一节的知识结构图,其中标有下划线的内容中不正确的一项是( )
大气压强
大气压强的存在—覆杯实验(a)、大河有水小河满(b)
大气压强的测量—托里拆利实验(c)
大气压强的应用—抽水机(d)、脱排油烟机(e)
A.(a) B.(b) C.(d) D.(e)
5.陕西历史博物馆中收藏了一件稀奇的宋代青釉瓷壶,它的壶盖与壶身浑然一体,无法打开,而壶底却有一个小洞。它该如何使用呢?考古学家对它进行了X光“透视”,终于揭开了它的奥秘。此壶就是传说中的“倒灌壶”,它的内部结构如图丙所示。添水时,需先将壶倒置如图丁,从底部小洞灌入。正放如图丙后,就能像普通茶壶一样从壶嘴倒出水来了。下列说法错误的是( )
A.注水时,倒灌壶的整体结构属于连通器模型
B.倒置灌水时,能存储的最大水量由壶内隔水管开口高度决定
C.注水结束(如图丁),倒转回正过程中,为了尽量减少水漏出,应沿逆时针旋转
D.往外倒水过程中,会因为壶内气压变小而导致水流不畅
6.下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释正确的是( )
A.甲图中轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图中撞击锤柄紧固锤头,是为了增大锤头的惯性
C.丙图中运动员手上涂防滑粉,是为了增大单杠对运动员的支持力
D.丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里,是由于吸管受到浮力的作用
7.下列说法正确的是( )
A.马德堡半球实验首次测得大气压的值
B.用吸管喝饮料利用了大气压
C.在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压增加100Pa
D.大气压的方向是竖直向下的
8.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽内加水银,玻璃管内水银面将不变
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若玻璃管上端有少量气体,水银柱高度差将大于76mm
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
9.生活处处有物理,厨房里也涉及很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.厨刀的刀刃磨得很薄,减小了压强,用刀切菜时会更轻松
B.用高压锅更容易煮熟食物,这是利用液体沸点随气压增大而降低的原理
C.洗菜盆下面的排水管有一段做成U形管,这样做的目的是使水流出的速度更快
D.墙上的塑料吸盘能挂餐具,是利用了大气压强
10.如图为托里拆利实验的实验装置,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.托里拆利实验第一次证明了大气压强的存在
B.若玻璃管中混入少量空气,测出的大气压值将偏小
C.若用该装置在西藏地区进行实验,水银柱的高度将增大
D.若不小心将玻璃管A端碰裂,水银会从裂口喷涌而出
11.关于以下四幅图,描述错误的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,减小水面上方的气压从而降低水的沸点
C.图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平
D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,气压计细玻璃管中的液面会上升
12.小明在超市买回一个“真空”罐头,罐头瓶盖很难被打开,哥哥找来一把勺子在瓶盖边缘撬了几下(如图所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.瓶盖难打开是瓶盖与瓶口间的分子引力很大
C.用勺子撬瓶盖可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,使空气进入瓶内,减小压强差
13.如图是用一根两端开口的玻璃管制作的简易气压计,拿着它从山顶到山脚的过程中,玻璃管内的水柱将( )
A.不变 B.升高 C.降低 D.无法判断
14.下图中不是利用大气压的是( )
A.瓶吞鸡蛋 B.注射器将药注入肌肉
C.拔火罐 D.纸片托住杯中的水
15.如图为某同学自制的气压计,他将气压计由山上拿到山下时,细玻璃管中液面会降低,下列说法正确的是( )
A.细玻璃管越粗水柱高度变化越明显
B.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
C.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变大
D.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水不能装满
16.周末,小童妈妈买了一些“香辣锥螺”,如图所示。小童在吃的时候发现锥螺已被敲掉了尾部,你只要对着锥螺的头部吸一下,螺肉就被吸出来了。这里应用到的物理知识是( )
A.物体间力的作用是相互的 B.大气压强
C.液体内部向各个方向都有压强 D.连通器原理
17.某同学做托里拆利实验,让玻璃管由竖直位置慢慢倾斜到图示位置,此时水银充满全管,下列有关说法中正确的是( )
A.玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,水银柱会上升
B.此时外界大气压强等于74cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
18.如图所示,小明在实验课上自制气压计,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的透明玻璃管,在管壁上刻度,穿过橡胶塞插入水中,从管口向瓶内吹入少量的气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。关于自制气压计,下列说法正确的是( )
A.大气压在数值上等于玻璃管内水柱产生的压强
B.小明提着瓶子从一楼到楼顶,玻璃管内水柱高度逐渐升高
C.小明提着瓶子从一楼到楼顶,瓶内气体压强始终小于外界大气压
D.若瓶外是标准大气压,则瓶子内外的气压差为105Pa
19.小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。如图所示,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,当瓶口又被浸没时,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。则( )
A.盆景盘和塑料瓶构成了一个连通器
B.大气压的作用使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中
C.瓶中的水不再流出时,瓶内气体压强大于瓶外的大气压
D.将此装置从1楼带到5楼的过程中,瓶中的水柱会逐渐升高
20.对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理
C.丙图托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm
D.丁图自制气压计从山脚拿到山顶,液柱会上升
21.对如图所示实验的分析不正确的是( )
A.甲:铁球的运动方向发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态
B.乙:蔗糖溶解后形成均一稳定的溶液,因为蔗糖以离子形式分散在水中
C.丙:将自制气压计从山脚下拿到山顶,玻璃管内液柱会升高,说明大气压减小
D.丁:使用浓盐酸比使用稀盐酸的反应速率更快,因为反应物的浓度会影响化学反应速率
22.如图所示的是托里拆利实验的过程,其中玻璃管长约1m。下列说法中正确的是( )
A.图甲中:在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气
B.图乙中:松开堵住管口的手指,管内水银将不会下降
C.图丙中:玻璃管外大气压大于760mm水银柱产生的压强
D.图丁中:玻璃管倾斜时,水银柱的长度增加说明外界大气压发生了改变
23.如图甲,是中国地势三级阶梯分布示意图(北纬36°剖面),图乙是小明同学自制的气压计,他先用橡皮塞把瓶口密封,再取一根两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从玻璃管上端向瓶子里吹入适量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当小明将此气压计从晋江带到如图甲中的四个地区时,气压计玻璃管中的水柱最高的地区是( )
A.黄海 B.华北平原 C.黄土高原 D.青藏高原
24.如图所示,是护士给患者输液的装置,药水瓶盖上插着两根管,均插入药液中,一根给患者输液,另一根开口“闲置”。在输液过程中,下列说法不正确的是( )
A.瓶盖受到的液体压强越来越小
B.闲置管的作用是药水瓶中液体流走后,向药水瓶中补充空气,保持流速不变
C.药水瓶内气体压强保持不变
D.堵住闲置管后,药液瓶中的药液将慢慢停止流出
25.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(P点为细玻璃管内水面的位置),P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.利用甲图中的实验装置测出当地的大气压是ρ水银g(h1+h2)
B.将甲图中的玻璃管适当倾斜,管内水银柱长度不变
C.利用乙图中的装置测出当地当时的大气压是ρ水gh3
D.如果同时带着两装置登山,会发现h1变小,h3增大
26.如图为一种自带吸管的创意玻璃杯,玻璃吸管与杯子底部连通,通过吸管可以吸取杯中的饮料。下列分析正确的是( )
A.吸取饮料时,吸管与杯子构成连通器
B.未吸取饮料时,吸管与杯子的液面一定相平
C.吸取饮料时,杯中的饮料对杯底的压强变大
D.吸取饮料时,饮料在吸管中上升是因为杯内大气压强变大
27.在如图所示的事例中关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中瓶子倒置时瓶盖受到水的压力小于瓶子正立时瓶底受到水的压力
B.图乙中的洗手间的下水管是利用流体中流速大的地方压力小的原理工作的
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则无法完成实验
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为大气压的作用
28.如图所示,2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的。下列说法正确的是( )
A.返回舱在大气层中下降的过程中不受重力的作用
B.返回舱在大气层中下降的过程中舱外的大气压减小
C.减速下降过程说明力可以改变物体的形状
D.反推发动机喷气使返回舱减速利用了力的作用是相互的
29.如图1所示侧长图为我国战国时期的青铜汲酒器,取“应龙吸水”之意,反映了我国古人高超的智慧与非凡匠心。如图2所示①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程,要完成这两个过程,手指正确的操作分别是( )
A.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
B.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
C.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
D.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
30.下列实例或实验与大气压无关的是( )
A.用注射器注射药液 B.用吸管吸饮料
C.马德堡半球实验 D.覆杯实验
31.如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.a→b表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.b→c表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.c→d表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为c→d过程受到了影响
32.如图所示的现象中,不能说明大气压强存在的是( )
A.甲图:用一纸片盖住装满水的杯口,快速倒置,纸片不会掉下,水不会流出
B.乙图:瓶中燃烧浸过酒精的棉花,鸡蛋剥皮堵住瓶口,鸡蛋被“吸”入瓶中
C.丙图:洗手盆的下面连有排水管,排水管装有U形“反水弯”与下水道相连
D.丁图:喝饮料时将塑料吸管插入瓶中,从吸管一端吸气,饮料“吸”入口中
33.小敏利用如图甲所示的高脚玻璃杯做实验,下列说法中不正确的是( )
A.纸片被击打后迅速飞出,鸡蛋却落入杯中,这是因为鸡蛋具有惯性
B.轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,说明声音是由物体振动产生的
C.改变杯内水量,敲击杯子发声时的音调改变,这是由于杯壁的振幅改变引起的
D.用装满水的玻璃杯做如图乙所示的“覆杯实验”,可以证明大气压强的存在
34.如图,甲是水银气压计,乙是自制气压计,下列有关说法中错误的是( )
A.将自制气压计从1楼拿到10楼,玻璃管中的水柱会上升
B.将水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
C.在使用水银气压计时,如果将玻璃管略微倾斜不会影响测量结果(上方继续有真空)
D.测同一气压时,水银气压计管内装酒精的液面高度与装水的液面高度相等(管子足够长)
35.下列情形与大气压强无关的是( )
A.甲图中火罐紧紧吸附皮肤
B.乙图中真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上
C.丙图中用注射器将药液注入肌肉里
D.丁图中将墨水吸进钢笔
36.如图所示,某同学通过下列过程可以不湿手取水中的硬币,下列说法正确的是( )
A.图甲中硬币受到的重力与盘子的支持力是一对相互作用力
B.图乙中看到水中硬币的像比实际位置深
C.图丙中蜡烛燃烧时,杯中的氧气含量减少,里面的空气密度不变
D.图丁中氧气耗尽时,盘子里的水在大气压的作用下进入杯中
37.如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.工作时,吸盘内的气压小于外界大气压
C.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是竖直向上的
D.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人受到的摩擦力变大
二.填空题(共13小题)
38.飞机飞入高空的过程中,舱外大气压强 ;机舱内密封很好的食品袋会慢慢鼓起,袋内气体质量 ,密度 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
39.著名的 实验证明了大气压强存在且很大。如图(a)所示,锥子做得尖锐,是通过减小 的方法来增大压强。如图(b)所示,堤坝下部比上部更为厚实,是因为水对堤坝的压强随深度的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
40.物理学知识在生活、生产中有大量的应用。图(a)中,“乳牛自动喂水器”利用的是 原理,使两容器中的水面静止时相平;根据 知识,可用图(b)的装置进行排空气法收集气体;图(c)中,书包带做得比较宽大,是为了能减小 。
41.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。图(a)中的拖拉机安装履带后,减小了它对泥地的 ;图(b)中的吸盘式挂钩是利用了 的作用,1654年,著名的 实验有力地证明了它是很大的。
42.如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,若提起活塞,阀门A受到 的作用而关闭,活塞下面的气压 (填“大于”“等于”或“小于”)外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图图甲所示);当压下活塞时,阀门 (填“A”或“B”)被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门 (填“A”或“B”)进入圆筒的上部(如图乙所示,阀门未画出);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
43.在本学期的物理学习过程中,我们认识了很多的实验装置。图(a)为 实验的装置,可以用来证明 的存在;图(b)所示实验装置的名称为 。
44.复习阶段,请你对本学期所学物理知识进行梳理并分类。对下列实例进行归类,并完成表格。
实例
①属于减小压强的是 。
A锥尖尖锐 B吸盘 C液位计 D宽大的书包带 E密度计 F船闸 G吸管吸饮料 H抽水机 I图钉钉帽宽大 J牲畜自动喂水机
②利用大气压工作的是 。
③利用连通器原理工作的是 。
45.如图甲,小明将圆形厚壁玻璃瓶装满带颜色的水,用插有细玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,双手戴着隔热手套用力挤压玻璃瓶,观察到细管中水面升高,这一现象说明力可以 。把瓶中水倒出一部分,然后向细管内吹入少量气体,细管内水柱如图乙所示。将该装置从一楼拿到十楼,会发现细管内水面 (填“上升”“下降”或“不变”)。
46.在学校科技创新节活动中,小明利用光盘、饮料瓶盖和气球制作了如图所示的光盘气垫船,制作时在瓶盖的正中心位置扎一个直径为2~3cm的小孔。然后把瓶盖用胶水粘在光盘的正中心位置,待胶水干透,把气球充满气,用手捏住口防止漏气,再把气球嘴套在瓶盖上,松开气球,气体会从瓶盖的小孔向下喷出,在光盘和桌面间形成一层空气膜,只要很小的外力推动,光盘就能轻易的在桌面滑动。
(1)气球在充满气后,理论上来讲,它内部的大气压会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压。松开气球,气体会从瓶盖的小孔向下喷出,气垫船被抬起,这说明物体间力的作用是 ;在光盘和桌面间形成一层空气膜,这是通过 的方式来减小桌面对光盘的摩擦力。
(2)用手指轻轻推动光盘,光盘就能在桌面上滑动,这说明力能改变物体的 。
47.物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在图中,吸盘式挂钩(a图),是利用了 的作用;铁轨铺设在枕木上(b图),是为了减小铁轨对地面的 ;装有水的塑料袋向外鼓出(c图)的原因是 。
48.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图(a)中,针筒吸取药液利用的是 的知识;针尖做得尖锐是为了能产生很大的 。如图(b)所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是 (均填写所学物理概念或规律)。
49.图(a)所示的洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的(选填“相等”或“不相等”),利用了 原理。图(b)所示茶壶的壶盖上有一个小孔,小孔的作用使壶内液面上方的压强 大气压强(选填“大于”“小于”或“等于”),便于倒出液体。
50.风油精是大家常用的产品,在使用时经常要甩一下,这是为什么呢?
①保持风油精瓶口向下,静止时瓶内液体上方气压小于瓶外大气压
②甩的动作可以促进气体流通
大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。
序号
海拔(千米)
大气压强(标准大气压)
空气密度(千克/米3)
1
0
1.00
1.29
2
2
0.78
1.01
3
3
0.69
0.91
4
5
0.53
0.74
5
8
0.35
0.51
(1)根据表中数据,西藏班的同学认为从高原地区到上海学习的过程中,风油精更好流出了,这一观点是: (选填“正确”或“错误”)的,判断依据是: 。
(2)请说明甩一下风油精有利于液体溢出的原因: 。
三.实验探究题(共3小题)
51.某小组同学在学习了大气压的知识后,回顾了如图(a)所示的“覆杯”实验,他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后,将杯子往各个方向转动,发现薄片始终没有落下。
(1)小方根据实验现象得出结论:大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 (选填“支持”或“不支持”)小明的观点,请结合所学知识简述理由。 。
(2)小珠认为薄片没有下落,并不是因为大气“顶”住了薄片,而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图(b)所示实验:将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中(玻璃罩内的气压与罩外大气压相同),用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连(橡胶管与玻璃罩、抽机器的连接口均密封),启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点,并结合所学知识简述理由。 。
A.若薄片落下,可证明小珠的观点是错误的
B.若薄片没有落下,可证明小珠的观点是正确的
C.该实验无法证明小珠的观点是否正确
52.学习托里拆利实验测大气压后,有同学利用图1注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值:
(1)在实验时,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)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。
(3)有同学在同一地点用公式p测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是 。
(4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力大小。
(5)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。
(6)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:一是增强活塞的密封性,二是可以 。
(7)图2装置是小雨和小明自制的气压计,当将此装置从山下移到山顶,则细管中的水柱 (选填“上升”、“不变”或“下降”),说明大气压随海拔的升高而 (选填“升高”或“降低”)。
53.初三的小明将两个小吸盘按图所示按压在一起,吸盘就紧紧地吸在了一起。
(一)该实验证实了 的存在。
(二)由此,他利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案,如图所示。
(1)用刻度尺测出吸盘的 ,算出吸盘与塑料板的接触面积S约为5cm2;
(2)将吸盘沾上水,紧紧按压在光滑的塑料板上;
(3)用弹簧测力计钩着挂钩竖直向上拉,当吸盘脱离塑料板的瞬间记录弹簧测力计的示数为F=46N;
(4)算出此时大气压p= Pa,在进行评估时,小明发现,测得的大气压与标准大气压存在较大差异。你认为导致这种结果的原因是: 。
四.计算题(共2小题)
54.如图所示是某同学设计的一种按压式抽水器的示意图。向下按压气囊,阀门A、D关闭,阀门B、C打开,气囊内的空气被挤压进水桶内,使水桶内气压增大,水被压入出水管并从管口排出;松手后气囊由于弹性自动恢复原状,这个过程中阀门B、C关闭,阀门A、D打开,桶外空气进入气囊,可再次按压出水。若需停止出水,只需轻轻按压止水阀,使桶内空气排出泄压。已知桶和按压器的总质量为0.9kg,放在水平地面上时与水平地面的接触面积为300cm2,出水管下端接近桶底,桶底到出水管管口的竖直高度为50cm。当桶内装有30cm高的15L水时,
(1)水对桶底的压强是多少Pa?
(2)桶对地面的压强是多少Pa?
(3)若此时要将桶内的水压出,则应使桶内气压至少比外界气压大多少Pa?
(4)该同学翻阅资料后得知:桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比。已知桶的容积为19L,此时的大气压p0=1×105Pa,若要保证按压一次气囊就能将剩余的接近桶底的水压出来,则气囊的容积至少要多少L?(不计水管体积,假设按压气囊时,能使其内的空气全部挤进水桶)
55.如图甲所示的是高压锅的构造图,高压锅出气孔的直径为4mm,图乙为水的沸点与气压的关系图象。
(1)请说明高压锅为什么能将食物加热到100℃以上?
(2)当外界气压为1个标准大气压时,用这种高压锅烧水时,水的沸点为115℃。
①此时锅内外的压强差为多少Pa?
②应使用质量为多大的限压阀?(π取3,外界大气压值取1×105Pa)
五.科普阅读题(共1小题)
56.【活动主题】2021年8月20日14时33分,经过约6h的出舱活动,“神舟十二号”航天员乘组密切协同,圆满完成了出舱活动期间全部既定任务。这次出舱活动进一步检验了我国研制的“飞天”新一代舱外航天服的功能、性能,令世人瞩目。
航天服的功能和性能是什么?它的结构是怎样的?它有哪些分类?它的发展进程是怎样的?……
通过对航天服的研究学习,利用物理、生物、化学、材料等知识,学会用综合性、跨学科思维分析问题,培养科学思维与创新能力,发扬勇攀科技高峰的精神,增强强国的责任感和使命感。
阅读下面材料,结合材料与所学知识,回答下列问题。
(一)航天服的分类
类型
舱内航天服
舱外航天服
功能
航天员在载人飞船中的压力应急救生装备,主要在待发段、上升段、返回段、变轨、交会对接过程中或飞船出现压力应急时使用
航天员出舱活动时使用的个体防护装备(结构复杂,能够抵御太空中的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害)
作用
为航天员提供生命保障
(二)航天服的构造
航天服在结构上分为多层,包括以下6种,内衣舒适层:提供穿着的舒适性和透气性。保暖层:用于保持航天员的体温。通风服和水冷服(液冷服):通过循环冷却水或其他冷却介质,带走航天员身体产生的热量,保持体温稳定。气密限制层:确保航天服内部气压的稳定。隔热层:防止太空中的极端温度对航天员的影响。外罩防护层:保护航天员免受微流星、宇宙射线等的伤害。
(三)航天服的作用
航天服有保持航天员体温,保持压力平衡,阻挡强而有害的辐射,实现通信与联络,提供氧及抽去二氧化碳等作用,是航天员在太空中执行任务时不可或缺的装备。其设计和制造充分体现了人类科技的进步和创新。随着人类对太空探索的深入,航天服的技术也将不断发展和完善(图1)。
(1)与在地球上相比,航天员在太空时质量 ,受到的重力 。(均填“变大”“不变”或“变小”)
(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳。当航天员意外脱离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是 的和力可以改变物体的 。
(3)地球被大气包围着,大气具有质量,并和液体一样具有流动性,所以地球大气层内存在大气压强。因此,我们可以推断出舱的航天员所处太空环境应该 (填“有”或“没有”)大气压强。为保证航天员的生命安全,航天员在太空穿的航天服内要保持一定的气压。中国制造的航天服内的规定气压约为3×104Pa,相当于 个标准大气压。
(4)若不穿舱外航天服只穿便服,且携带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动? (填“能”或“不能”),理由是 。
(5)舱外航天服的手掌部分有凸粒状橡胶颗粒,如图2所示,是为了在压力一定的条件下,增大接触面的粗糙程度,从而 有益摩擦力。
(6)假如让你设计一件舱外航天服,你所设计的航天服应具备哪些功能:
① ;② ;③ 。(写出三条)
第九章《压强》—9.3大气压强 培优训练
参考答案
一.选择题(共37小题)
1.小明发现将如图所示的气球从1楼带到40楼的家中,气球变得更鼓了,其原因是随着高度的增加( )
A.大气压减小,气球体积增大,气球变得膨胀
B.大气压减小,气球体积减小,气球变得膨胀
C.大气压增大,气球体积增大,气球变得膨胀
D.大气压增大,气球体积减小,气球变得膨胀
【分析】大气压随高度的增加而减小。
【解答】解:小明发现将如图所示的气球从1楼带到40楼的家中,大气压随高度的增加而减小,大气压减小,气球体积增大,气球变得膨胀,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查大气压与高度的关系,属于基础题。
2.利用饮料瓶可完成如图所示的实验,其中能证明大气压存在的是( )
A. B.
C. D.
【分析】逐一分析各选项中现象产生的原因,找出符合题意的答案。
【解答】解:A.由于大气压强的存在,纸片悬空而水不流出,故A正确;
B.水从侧孔喷出的距离不同是由于液体的压强随深度的增加而增大,故B不正确;
C.用手弹开纸片,钢球由于惯性落入容器中,故C不正确;
D.将瓶按入水中,由于瓶子受到浮力的作用,所以会感到费力,故D不正确。
故选:A。
【点评】本题考查证明大气压存在的实例,难度不大。
3.如图所示,这是一种汽车凹痕修复器。使用时,用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘就会紧贴在汽车凹痕处,再用力向外拉,使凹痕平复,吸盘能紧贴在汽车上是因为( )
A.电荷间相互作用 B.大气压的作用
C.磁极间相互作用 D.人对吸盘的拉力
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:
用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘内大气压几乎为零,吸盘就在外界的大气压的作用下紧贴在车上,这是大气压的应用。
故选:B。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
4.以下为“大气压强”一节的知识结构图,其中标有下划线的内容中不正确的一项是( )
大气压强
大气压强的存在—覆杯实验(a)、大河有水小河满(b)
大气压强的测量—托里拆利实验(c)
大气压强的应用—抽水机(d)、脱排油烟机(e)
A.(a) B.(b) C.(d) D.(e)
【分析】(1)地球周围存在大气压强;托里拆利实验测量出了大气压强的数值;
(2)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(3)根据连通器的定义进行判断。上端开口,底部相互连通的容器是连通器;
(4)气体和液体都属于流体,流体流速越大的位置压强越小。
【解答】解:
(a)覆杯实验中的硬纸片不会掉下来,是因为受到了大气压强,证明了大气压强的存在,故(a)项内容正确;
(b)大河和小河是连通的,当大河里水的液面高于小河的液面时,水就会流动,一直到液面相平,这是连通器原理,故(b)项内容不正确;
(c)托里拆利实验测量出了大气压强的数值,故(c)项内容正确;
(d)活塞式抽水机工作时,使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,属于大气压的应用,故(d)项内容正确;
(e)由流体压强与流速的关系可知,流速越大的位置压强越小;脱排油烟机工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大、压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向风口,因此也属于大气压的应用,故(e)项内容也正确。
故选:B。
【点评】此题通过知识结构的形式考查了学生对大气压强的存在、测量和应用等,属于识记性内容,比较简单。
5.陕西历史博物馆中收藏了一件稀奇的宋代青釉瓷壶,它的壶盖与壶身浑然一体,无法打开,而壶底却有一个小洞。它该如何使用呢?考古学家对它进行了X光“透视”,终于揭开了它的奥秘。此壶就是传说中的“倒灌壶”,它的内部结构如图丙所示。添水时,需先将壶倒置如图丁,从底部小洞灌入。正放如图丙后,就能像普通茶壶一样从壶嘴倒出水来了。下列说法错误的是( )
A.注水时,倒灌壶的整体结构属于连通器模型
B.倒置灌水时,能存储的最大水量由壶内隔水管开口高度决定
C.注水结束(如图丁),倒转回正过程中,为了尽量减少水漏出,应沿逆时针旋转
D.往外倒水过程中,会因为壶内气压变小而导致水流不畅
【分析】根据上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的,据此结合图形分析即可解答;
大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A.注水时,倒灌壶的整体结构符合连通器特点,所以属于连通器,故A正确;
B.倒置灌水时,能存储的最大水量由壶内隔水管开口高度决定的,隔水管开口高度越高,装水量越大,故B正确;
C.注水结束(如图丁),为了尽量减少水漏出,应逆时针旋转,否则水会从隔水管开口流出,故C正确;
D.往外倒水过程中,由于壶内与壶外大气是连通的,内外大气压强相等,使得倒水比较顺畅,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查连通器原理和大气压的应用,是一道综合性较强的题目,解答此题的关键是紧扣连通器原理和大气压的作用结合图形进行分析。
6.下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释正确的是( )
A.甲图中轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图中撞击锤柄紧固锤头,是为了增大锤头的惯性
C.丙图中运动员手上涂防滑粉,是为了增大单杠对运动员的支持力
D.丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里,是由于吸管受到浮力的作用
【分析】(1)船闸是利用连通器的原理工作的;
(2)一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关;
(3)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(4)饮料在大气压的作用下被压入吸管。
【解答】解:A、图中船闸是利用了连通器的原理工作的,故A正确;
B、锤柄在石墩上撞击时,锤柄停止运动,松动的锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,所以锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,惯性的大小不变,故B错误;
C、运动员手涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C错误;
D、用吸管吸饮料时,吸走管内一部分空气,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,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了连通器、惯性、摩擦力和大气压的应用,属于基础题。
7.下列说法正确的是( )
A.马德堡半球实验首次测得大气压的值
B.用吸管喝饮料利用了大气压
C.在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压增加100Pa
D.大气压的方向是竖直向下的
【分析】(1)托里拆利实验是首次测出大气压强值且证明大气压强存在的著名实验,它重在测量大气压值;马德堡半球实验是首次有力证明大气压强很大且也证明大气压强存在的著名实验,它重在验证大气压不仅存在而且很大;
(2)大气压来自空气的重力,海拔越高、空气越稀薄,因此大气压也越小。
【解答】解:A.托里拆利实验首次测得大气压的值,马德堡半球实验是首次有力证明大气压强很大且也证明大气压强存在的著名实验,故A错误;
B.用吸管喝饮料时,先将吸管内空气吸走,利用了大气压将饮料压入吸管内,故B正确;
C.在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa,故C错误;
D.大气内部,大气向各个方向都有压强,故D错误。
故选:B。
【点评】托里拆利实验和马德堡半球实验都是大气压研究史上的著名实验,它们各自在物理学史上的意义要记牢。
8.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽内加水银,玻璃管内水银面将不变
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若玻璃管上端有少量气体,水银柱高度差将大于76mm
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
【分析】托里拆利实验的结果已经证明,在一标准大气压下,大气压能支持约760mm高的水银柱,与管的长短(当然不能短于760mm)、粗细、倾斜与否都没有关系。但如果管上方混入空气就不同了,因为空气也会产生一定的压强,从而抵消了一部分外界气压,从而使水银柱变短。
【解答】解:
A、往水银槽加水银、既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化,槽内水银面升高,玻璃管内的水银面也升高,故A错误;
B、将玻璃管倾斜一些角度,不能改变大气压的大小,不能改变水银柱的压强,不能使管内外高度差变化,玻璃管内的水银柱会变长,故B正确;
C、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C错误;
D、把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,玻璃管内的水银面会下降,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查大气压强的测量方法,难度不大。
9.生活处处有物理,厨房里也涉及很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.厨刀的刀刃磨得很薄,减小了压强,用刀切菜时会更轻松
B.用高压锅更容易煮熟食物,这是利用液体沸点随气压增大而降低的原理
C.洗菜盆下面的排水管有一段做成U形管,这样做的目的是使水流出的速度更快
D.墙上的塑料吸盘能挂餐具,是利用了大气压强
【分析】(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)液体沸点随着气压的升高而升高;
(3)U形“反水管”等都是利用了连通器的原理,用里面的存水将上下隔开,防止异味上行,据此来进行解答;
(4)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A.厨刀的刃磨得很薄,在压力一定时,减小受力面积,增大压强,切菜更轻松,故A错误;
B.液体沸点随着气压的升高而升高,用高压锅更容易煮熟食物是利用液体沸点随气压增大而升高的原理,故B错误;
C.洗手盆下方排水管的U形弯利用了连通器的原理,使管中存有一定量的水,将上下隔开,防止异味上行,故C错误;
D.墙上的塑料吸盘挤压后内部压强减小,在大气压的作用下吸附在墙壁上,能挂餐具,是利用了大气压强,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强、沸点与气压的关系以及连通器原理,难度不大。
10.如图为托里拆利实验的实验装置,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.托里拆利实验第一次证明了大气压强的存在
B.若玻璃管中混入少量空气,测出的大气压值将偏小
C.若用该装置在西藏地区进行实验,水银柱的高度将增大
D.若不小心将玻璃管A端碰裂,水银会从裂口喷涌而出
【分析】托里拆利实验第一次准确测出的大气压的值。在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变。大气压随高度的增加而减小。
【解答】解:A、托里拆利实验第一次准确测出的大气压的值,故A错误;
B、玻璃管内进入空气,外界大气压等于水银柱压强和管内空气压强的和,因此,管内和管外水银柱的高度差将减小,故B正确;
C、将该实验装置移到西藏地区,外界大气压减小,所以管内外水银柱的高度差将变小,故C错误;
D、玻璃管顶端突然破了一个小孔,空气进入试管,试管内有大气压作用,水银柱下降,直到试管内和容器内水银面相平,故D错误。
故选:B。
【点评】在学习托里拆利实验时,对各种变化的情况是否会影响实验的结果,必须有一个明确的认识,这也是我们掌握这一实验的基本要求。
11.关于以下四幅图,描述错误的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,减小水面上方的气压从而降低水的沸点
C.图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平
D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,气压计细玻璃管中的液面会上升
【分析】(1)压力的作用效果与受力面积有关,压力相同,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)液体的沸点随气压的减小而降低;
(3)上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理;
(4)大气压随着高度的增加而减小。
【解答】解:A、由图甲可知,同一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,压力相同,受力面积不同,海绵凹陷程度不同,说明压力作用效果不同,故A错误;
B、向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,使得内部水蒸气液化,内部压强减小,减小了水面上方的气压从而降低水的沸点,故B正确;
C、连通器是指上端开口、下部连通的容器,连通器中装入同种液体,在液体静止时,各容器的液面总保持相平。由图可知,图丙是连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分中的液面总保持相平,故C正确;
D、大气压随着高度的增加而减小,将自制气压计从山下移动到山上,气压减小,液柱会在内部气压的作用下被压高,故D正确。
故选:A。
【点评】此题涉及到液体沸点与气压关系、影响压力作用效果的因素、连通器的原理的应用、大气压与高度的关系等,是一道综合性较强的题目。
12.小明在超市买回一个“真空”罐头,罐头瓶盖很难被打开,哥哥找来一把勺子在瓶盖边缘撬了几下(如图所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.瓶盖难打开是瓶盖与瓶口间的分子引力很大
C.用勺子撬瓶盖可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,使空气进入瓶内,减小压强差
【分析】罐头是真空包装,罐头内部是真空的,所以罐头的盖子是被外界的大气压给压在了瓶口。
【解答】解:如图所示的瓶子是真空包装,瓶盖在外界大气压的作用下很难打开,用勺子撬瓶盖时,使空气进入瓶内,减小了瓶内外的压强差,所以用手一拧瓶盖就打开了。故D正确,ABC错误。
故选D。
【点评】生活中常常会遇到瓶盖难开的现象,这种情况多数是因为瓶内外气压不同,造成内外压力差大,大气压将瓶盖压的紧的缘故,只要将瓶盖轻轻撬几下,让瓶内外压力差变小即可轻松打开瓶盖。
13.如图是用一根两端开口的玻璃管制作的简易气压计,拿着它从山顶到山脚的过程中,玻璃管内的水柱将( )
A.不变 B.升高 C.降低 D.无法判断
【分析】海拔越高,气压越低,海拔越低,气压越高。
【解答】解:拿着它从山顶到山脚的过程中,海拔越来越低,外界气压越来越高,而瓶内气压不变,故玻璃管内的液柱会越来越低。
故选:C。
【点评】本题考查了气压与海拔的关系,属于基础题。
14.下图中不是利用大气压的是( )
A.瓶吞鸡蛋 B.注射器将药注入肌肉
C.拔火罐 D.纸片托住杯中的水
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A.瓶吞鸡蛋是瓶内气体冷缩时体积变小,压强变小,鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶内,利用了大气压,故A不符合题意;
B.注射器将药注射进肌肉里是利用了注射器活塞对药物的推力,与大气压无关,并没有利用到大气压,故B符合题意;
C.拔火罐是用药棉等物在罐内烧一下,使内部气体受热排出,之后迅速将火罐扣在皮肤上,罐内气体冷却后气压降低,小于外界大气压,从而使火罐紧紧扣在人身上,利用了大气压,故C不符合题意;
D.纸托水杯实验中,水为什么没有把纸压下来,是因为纸下面有大气压给纸一个向上的压力,能够证明大气压的存在,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
15.如图为某同学自制的气压计,他将气压计由山上拿到山下时,细玻璃管中液面会降低,下列说法正确的是( )
A.细玻璃管越粗水柱高度变化越明显
B.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
C.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变大
D.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水不能装满
【分析】(1)大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小;
(2)瓶中水面上方是空气,这部分气体的压强等于外界大气压与液柱产生的压强之和;若水柱高度越高,说明瓶内外的气压差越大,据此可对选项中的描述做出判断。大气压随高度的增加而减小。
【解答】解:A.水柱高度变化反映了瓶内外的气压差大小的变化,由于液体的压强只与液体的密度和深度有关,与玻璃管的粗细没有关系,若考虑瓶内气体体积变化对压强的影响,越粗体积变化越大,内部压强减小越多,故现象越不明显,故A错误;
B.利用自制气压计水柱高度变化反映了瓶内外的气压差大小的变化,只能粗略显示大气压的变化,不能精确测量,故B错误;
C.将气压计由山上拿到山下时,细玻璃管中液面会降低,说明由于高度降低,外界大气压增大;如果细玻璃管中液面升高,说明外界大气压在减小,大气压随高度的增加而变小,故C错误;
D.自制气压计是利用大气压工作的,当外界的气压发生变化时,内部气压保持不变,液柱在内外气压的作用下,其高度会发生变化,所以瓶中的水不能装满,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查建议气压计的分析,属于基础题。
16.周末,小童妈妈买了一些“香辣锥螺”,如图所示。小童在吃的时候发现锥螺已被敲掉了尾部,你只要对着锥螺的头部吸一下,螺肉就被吸出来了。这里应用到的物理知识是( )
A.物体间力的作用是相互的
B.大气压强
C.液体内部向各个方向都有压强
D.连通器原理
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:敲掉锥螺尾部,对着锥螺的头部吸一下,内部气压减小,螺肉在外界大气压作用下被“吸”进嘴里。
故选:B。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释
17.某同学做托里拆利实验,让玻璃管由竖直位置慢慢倾斜到图示位置,此时水银充满全管,下列有关说法中正确的是( )
A.玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,水银柱会上升
B.此时外界大气压强等于74cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
【分析】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小,在正常测量时,外界大气压不变,水银柱的高度差就不会改变。该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强。
【解答】解:A、玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,大气压随高度升高而减小,因此水银柱会下降,故A错误。
B、该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强,故外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故B错误。
C、水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强变小,则玻璃管向下的压强与水银柱的压强之和等于大气压,所以会有向上压强,故C正确。
D、上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了托里拆利实验的原理,能知道玻璃管倾斜时水银柱的长度大于水银柱的竖直高度是本题的关键。
18.如图所示,小明在实验课上自制气压计,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的透明玻璃管,在管壁上刻度,穿过橡胶塞插入水中,从管口向瓶内吹入少量的气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。关于自制气压计,下列说法正确的是( )
A.大气压在数值上等于玻璃管内水柱产生的压强
B.小明提着瓶子从一楼到楼顶,玻璃管内水柱高度逐渐升高
C.小明提着瓶子从一楼到楼顶,瓶内气体压强始终小于外界大气压
D.若瓶外是标准大气压,则瓶子内外的气压差为105Pa
【分析】简易气压计利用瓶内压强等于大气压加上水柱压强显示大气压的,大气压随高度的升高而减小;
【解答】解:A.大气压在数值上等于瓶内气压瓶内气压减去玻璃管内水柱产生的压强,不等于水柱的压强,故A错误;
B.小明提着瓶子从一楼到楼顶,高度升高,大气压减小,瓶内气压不变,在内外气压差作用下,玻璃管内水柱高度逐渐升高,故B正确;
C.小明提着瓶子从一楼到楼顶,瓶内气体压强始终等于外界大气压与玻璃管内水柱产生的压强,则瓶内气体压强始终大于外界大气压,故C错误;
D.若瓶外是标准大气压,则瓶子内外的气压差为等于瓶外气压与水柱产生的压强之和,则瓶子内外的气压差小于一个标准大气压,小于105Pa,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查简易气压计的原理与大气压随高度的变化,属于基础题。
19.小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。如图所示,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,当瓶口又被浸没时,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。则( )
A.盆景盘和塑料瓶构成了一个连通器
B.大气压的作用使得水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中
C.瓶中的水不再流出时,瓶内气体压强大于瓶外的大气压
D.将此装置从1楼带到5楼的过程中,瓶中的水柱会逐渐升高
【分析】(1)随着盆中水的蒸发,盆景内水减少,当瓶口刚露出水面时,会有少量空气进入瓶中,瓶内气压增大,瓶子的水会下降流出一部分,使瓶外水位重新升高,瓶口继续没入水中,空气不再进入,如此反复。
(2)上端开口,底部连通的容器叫做连通器。
【解答】解:A.上端开口,底部连通的容器叫做连通器,盆景盘与塑料瓶底部相连,塑料瓶上端不开口,不属于连通器,故A不正确;
B.当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,故B正确;
C.当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,当水面下降瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内的气压等于外界大气压,由于重力作用水会流出,一旦瓶口再次被水淹没,外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,故C不正确;
D.将此装置从一楼搬到五楼,外界的气压会减小,玻璃瓶中的水在瓶内气体的压强下会流出一部分,玻璃瓶中的液面将下降,故D不正确。
故选:B。
【点评】本题考查学生运用所学知识分析解决实际问题的能力,对学生的要求较高,是中考重点考查的内容。
20.对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理
C.丙图托里拆利实验的玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm
D.丁图自制气压计从山脚拿到山顶,液柱会上升
【分析】(1)压力的作用效果与压力大小和受力面积有关;
(2)上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理;
(3)影响托里拆利实验值的因素是大气压值,而与玻璃管的粗细、长短、以及水银槽中的水银的多少无关;
(4)大气压随着高度的增加而降低。
【解答】解:A.甲图中两手指受到的压力相同,右手指受力面积小,感觉疼,表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故A正确;
B.乙图中的盆景自动供水装置中,当液面降低到瓶口以下时,外面空气进入瓶内,瓶内的水就会流到盆内,利用了大气压强,瓶子上方密闭,不是连通器,故B错误;
C.管内的水银柱高度与玻璃管的长短、粗细和倾斜程度都无关,管内的水银柱高度只与大气压的大小有关;由于大气压大小不变,所以,玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱高度仍为760mm,故C正确;
D.大气压随高度的升高而减小,丁图自制气压计从山脚拿到山顶,外面的大气压强减小,内部气压将液体向上压,液柱会上升,故D正确。
故选:B。
【点评】此题考查了压强的影响因素、连通器、大气压的测量和自制气压计的理解,是一道综合题,但难度不大。
21.对如图所示实验的分析不正确的是( )
A.甲:铁球的运动方向发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态
B.乙:蔗糖溶解后形成均一稳定的溶液,因为蔗糖以离子形式分散在水中
C.丙:将自制气压计从山脚下拿到山顶,玻璃管内液柱会升高,说明大气压减小
D.丁:使用浓盐酸比使用稀盐酸的反应速率更快,因为反应物的浓度会影响化学反应速率
【分析】A、力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态;
B、蔗糖溶解后形成均一稳定的溶液;
C、海拔越高,大气压越小;
D、反应物浓度越高,反应速率越快。
【解答】解:A.铁球在力的作用下运动方向发生变化,因此其运动状态发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.蔗糖溶解后形成均一稳定的溶液,因为蔗糖在水中是以分子形式分散的,而不是离子形式。故B错误;
C.因为随着海拔的升高,大气压会减小,将自制气压计从山脚下拿到山顶,瓶内气压几乎不变,瓶外大气压减小,瓶内的水在瓶内大气压的作用下被压进玻璃管,导致玻璃管内液柱上升。故C正确;
D.由于浓盐酸的盐酸浓度大于稀盐酸的盐酸浓度,所以,使用浓盐酸比使用稀盐酸的反应速率更快,故D正确。
故选:B。
【点评】本题不仅涉及物理中的力的作用效果,还涉及化学知识,综合性强。
22.如图所示的是托里拆利实验的过程,其中玻璃管长约1m。下列说法中正确的是( )
A.图甲中:在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气
B.图乙中:松开堵住管口的手指,管内水银将不会下降
C.图丙中:玻璃管外大气压大于760mm水银柱产生的压强
D.图丁中:玻璃管倾斜时,水银柱的长度增加说明外界大气压发生了改变
【分析】(1)在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气。
(2)标准大气压只能支持760mm水银柱产生的压强。
(3)当玻璃管上方为真空时,大气压等于水银柱产生的压强。
(4)水银柱产生的压强跟水银柱的高度和水银的密度有关,跟管内水银多少无关。
【解答】解:A.在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气,使大气压等于水银柱产生的压强,故A正确;
C.由图可知,大气压可以支持760mm高的水银柱,说明玻璃管外大气压等于760mm水银柱产生的压强,故C错误;
B.玻璃管长约1m,即水银柱高度为1m,由C可知,大气压可以支持760mm即0.76m高的水银柱,所以松开堵住管口的手指,管内水银将会下降,故B错误;
D.玻璃管倾斜时,水银柱的长度增加但水银柱的竖直高度不变,所以外界大气压没有发生改变,故D错误。
故选:A。
【点评】玻璃管的粗细、长度、水银多少、上提下压都不能改变水银柱的高度,如果灌入空气,管内气体压强增加,水银柱的高度会下降。
23.如图甲,是中国地势三级阶梯分布示意图(北纬36°剖面),图乙是小明同学自制的气压计,他先用橡皮塞把瓶口密封,再取一根两端开口的细玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从玻璃管上端向瓶子里吹入适量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当小明将此气压计从晋江带到如图甲中的四个地区时,气压计玻璃管中的水柱最高的地区是( )
A.黄海 B.华北平原 C.黄土高原 D.青藏高原
【分析】大气压随高度的增加而减小。
【解答】解:由题意可知,气压计玻璃管中的水柱最高的地区,是大气压最低的地区,因为大气压随高度的增加而减小,从图甲可知,青藏高原的海拔最高,大气压最低,当将此自制气压计从晋江带到青藏高原的过程中,海拔增高,大气压强减小,玻璃管内水柱高度在内部的压强作用下升高。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查的是大气压与高度的关系,属于基础性题目。
24.如图所示,是护士给患者输液的装置,药水瓶盖上插着两根管,均插入药液中,一根给患者输液,另一根开口“闲置”。在输液过程中,下列说法不正确的是( )
A.瓶盖受到的液体压强越来越小
B.闲置管的作用是药水瓶中液体流走后,向药水瓶中补充空气,保持流速不变
C.药水瓶内气体压强保持不变
D.堵住闲置管后,药液瓶中的药液将慢慢停止流出
【分析】(1)液体压强随深度的减小而减小;
(2)瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,据此分析;
(3)随着瓶内药液的不断减少,瓶内药液压强减小;
(4)流入血管药液的压强等于瓶内气体压强、药液的压强与输液管内液体产生的压强之和,药液之所以能够流入血管是因为药液的压强大于血压。
【解答】解:A、在输液过程中,液体深度减小,液体压强随深度的减小而减小,故A正确;
B、瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,当药水瓶中药液越少,药液压强减小,瓶内上方气体压强增大,总的压强不变,所以输液管中液体流速不变,故B正确;
C、瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,药液压强减小,所以瓶内上方气体的压强应变大,故C错误;
D、流入血管药液的压强等于瓶内气体压强、药液的压强与输液管内液体产生的压强之和,药液之所以能够流入血管是因为药液的压强大于血压;堵住闲置管后,瓶内气体压强减小,当药液的压强等于血压时,药液瓶中的药液将慢慢停止流出,故D正确。
故选:C。
【点评】本题分析了药液压强与血压,以及大气压强的关系,灵活运用二力平衡的知识可解决此题。运用物理知识解释生活中的现象,学以致用,有利于理解所学知识,有利于培养学生分析问题解决问题的能力。
25.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(P点为细玻璃管内水面的位置),P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.利用甲图中的实验装置测出当地的大气压是ρ水银g(h1+h2)
B.将甲图中的玻璃管适当倾斜,管内水银柱长度不变
C.利用乙图中的装置测出当地当时的大气压是ρ水gh3
D.如果同时带着两装置登山,会发现h1变小,h3增大
【分析】(1)在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是水银柱的竖直高度;
(2)大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,大气压与高度有关,随高度的增加而减小;
(3)在托里拆利实验中,根据实验原理,需要记录水银柱的高度,来计算大气压的值;当玻璃管倾斜后,管内水银柱长度会变大,但水银柱的竖直高度不变,即玻璃管倾斜不会影响实验的结果。
【解答】解:A.图甲中h1高度才是水银柱的竖直高度,它产生的压强与大气压大小相等,则甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银gh1,故A错误;
B.将甲图中托里拆利实验中的玻璃管倾斜,外界大气压不变,管内水银柱长度变大,管内水银柱竖直高度不变,故B错误;
C.“自制气压计”的原理:瓶内气体压强等于外界大气压强和玻璃管内水柱的压强之和,ρ水gh3是玻璃管内水柱的压强,不是当地的大气压的,故C错误;
D.带着两装置登山,大气压随高度的增加而减小,甲图中h1会变小,乙图“自制气压计”登山后,瓶外气压减小,瓶内气压不变,因此瓶内管子水面上升,h3会增大,故D正确。
故选:D。
【点评】利用身边的器材做成气压计,探究大气压的变化、培养学生学以致用的能力。
26.如图为一种自带吸管的创意玻璃杯,玻璃吸管与杯子底部连通,通过吸管可以吸取杯中的饮料。下列分析正确的是( )
A.吸取饮料时,吸管与杯子构成连通器
B.未吸取饮料时,吸管与杯子的液面一定相平
C.吸取饮料时,杯中的饮料对杯底的压强变大
D.吸取饮料时,饮料在吸管中上升是因为杯内大气压强变大
【分析】(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器。
(2)连通器的特点:容器中的液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。
(3)根据液体压强公式p=ρgh分析;
(4)吸管吸饮料时,吸气时,管内压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里。
【解答】解:A.上端开口、下端连通,可以看作是一个连通器,自带吸管的玻璃杯,吸取饮料时,不能看成连通器,故A错误;
B.吸取饮料时,吸管与杯子构成连通器,而连通器的特点是容器中的液体不流动时,各个容器中液面总是相平的,所以未吸取饮料时,吸管与杯子的液面一定相平,故B正确;
C.吸取饮料时,随着杯中饮料的下降,杯中液体的深度h减小,液体密度不变,根据p=ρgh可知杯中液体对杯底的压强将变小,故C错误;
D.吸管吸饮料时,吸气时,管内压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里,杯内大气压强不变,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了连通器、液体压强计算公式及大气压的应用,属于基础知识。
27.在如图所示的事例中关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中瓶子倒置时瓶盖受到水的压力小于瓶子正立时瓶底受到水的压力
B.图乙中的洗手间的下水管是利用流体中流速大的地方压力小的原理工作的
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则无法完成实验
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为大气压的作用
【分析】(1)水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系进行分析,注意上下粗细一样的容器中,水对容器底的压力等于水的重力;上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力;上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力;
(2)根据连通器的定义:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的;
(3)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A.图甲中瓶子正立时瓶底受到水的压力等于水的重力,瓶子倒置时瓶底侧壁会分担一部分水的重力,所以倒立时瓶盖受到水的压力小于水的重力,故A正确;
B.图乙中的洗手间的下水管是利用连通器的原理工作的,故B错误;
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,大气朝各个方向都有压强,若瓶子侧放则也可以完成实验,故C错误;
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为摩擦力的存在,摩擦力与重力在竖直方向上平衡,故D错误。
故选:A。
【点评】本题为力学综合题,考查了学生对压力的大小比较、连通器原理、大气压强的存在,虽知识点多、但难度不是很大,掌握基础知识即可正确解题。
28.如图所示,2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的。下列说法正确的是( )
A.返回舱在大气层中下降的过程中不受重力的作用
B.返回舱在大气层中下降的过程中舱外的大气压减小
C.减速下降过程说明力可以改变物体的形状
D.反推发动机喷气使返回舱减速利用了力的作用是相互的
【分析】(1)地球表面的物体都受到重力作用;
(2)大气压随海拔高度的升高而减小;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)力的作用是相互的,力是物体改变运动状态的原因。
【解答】解:A、地球表面的物体都受到重力作用,因此返回舱在大气层中下降的过程中受重力的作用,故A错误;
B、大气压随海拔高度的升高而减小,返回舱在不断下降的过程中,舱外大气压会增大,故B错误;
C、返回舱受到力的作用,速度变小,说明可以改变物体的运动状态,故C错误;
D、推发动机工作,使返回舱迅速减速是利用了力的作用是相互的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是一道简单的力学综合题,属于基础题。
29.如图1所示侧长图为我国战国时期的青铜汲酒器,取“应龙吸水”之意,反映了我国古人高超的智慧与非凡匠心。如图2所示①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程,要完成这两个过程,手指正确的操作分别是( )
A.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
B.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
C.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
D.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
【分析】(1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器;
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。据此分析即可解答。
【解答】解:当汲酒器插入酒缸中时,应该松开方孔,此时汲酒器和酒缸就构成一个连通器,酒流入汲酒器;装酒时,摁住方孔,在大气压的作用下酒水不会流出,将汲酒器放到碗上方后松开方孔,酒倒入碗内,综上分析可知,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查连通器原理、大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
30.下列实例或实验与大气压无关的是( )
A.用注射器注射药液
B.用吸管吸饮料
C.马德堡半球实验
D.覆杯实验
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A.用注射器注射药液是由于受到推力作用的缘故,故A不正确;
BCD.用吸管吸饮料、马德堡半球实验、覆杯实验三个实例都由于大气压作用的缘故,所以这些现象都与大气压有关,故BCD正确。
故选:A。
【点评】本题考查了大气压的存在,属于基础题目。
31.如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.a→b表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.b→c表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.c→d表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为c→d过程受到了影响
【分析】(1)呼吸运动是指人体胸廓有节律的扩大和缩小的运动,包括吸气过程和呼气过程,呼吸运动主要与肋间肌和膈肌的运动有关,由于呼吸肌的收缩和舒张导致肺内气压与外界大气压之间形成压力差而形成的。
(2)图示中表示的是平静呼吸时肺内气体容量变化曲线,曲线ab段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气;曲线bc段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气。
【解答】解:A、a→b段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,肺内气压大于大气压,故A错误;
B、b→c段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气,肺内气压小于大气压,故B错误
C、c→d段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,胸廓容积缩小,肺内气压大于大气压,故C正确;
D、当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为b→c表示的吸气过程受到了影响,故D错误。
故选:C。
【点评】对本部分内容的考查常以曲线图的形式出现,涉及到的考查角度有:(1)吸气、呼气时肋间肌和膈肌的运动状态;(2)呼吸运动中胸廓、肺内气压的相应变化。
32.如图所示的现象中,不能说明大气压强存在的是( )
A.甲图:用一纸片盖住装满水的杯口,快速倒置,纸片不会掉下,水不会流出
B.乙图:瓶中燃烧浸过酒精的棉花,鸡蛋剥皮堵住瓶口,鸡蛋被“吸”入瓶中
C.丙图:洗手盆的下面连有排水管,排水管装有U形“反水弯”与下水道相连
D.丁图:喝饮料时将塑料吸管插入瓶中,从吸管一端吸气,饮料“吸”入口中
【分析】大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,例如吸盘、瓶吞鸡蛋、马德堡半球实验等。
【解答】解:A、覆杯实验,水排出了杯子内的空气,在大气压的作用下纸片掉不下来,说明了大气压强的存在,故A不符合题意;
B、瓶中燃烧浸过酒精的棉花,排出瓶内的空气,瓶内气压减小,鸡蛋剥皮堵住瓶口,鸡蛋被“吸入”瓶中,说明了大气压强的存在,故B不符合题意;
C、洗手盆的下面连有排水管,排水管装有U形“反水弯”与下水道相连,属于连通器,没有利用大气压强,故C符合题意;
D、用吸管吸饮料时,用嘴从管中吸气,管内压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里,说明了大气压强的存在,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压的存在,大气压在现实生活中的存在和应用特别广泛,生活中要注意观察,此题属于生活常识。
33.小敏利用如图甲所示的高脚玻璃杯做实验,下列说法中不正确的是( )
A.纸片被击打后迅速飞出,鸡蛋却落入杯中,这是因为鸡蛋具有惯性
B.轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,说明声音是由物体振动产生的
C.改变杯内水量,敲击杯子发声时的音调改变,这是由于杯壁的振幅改变引起的
D.用装满水的玻璃杯做如图乙所示的“覆杯实验”,可以证明大气压强的存在
【分析】(1)任何物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(2)声音是由物体振动产生的;
(3)声音的音调由频率决定;
(4)覆杯实验中杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到水对它向上的大气压的作用,说明大气压的存在。
【解答】解:A、纸片被迅速击打出去后,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有惯性,要保持原来的静止状态,用力迅速击打硬纸板,硬纸板飞出去,鸡蛋由于惯性没有一起飞出,在重力的作用下落入杯中,故A正确;
B、轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,由此可说明声音是由物体振动产生的,故B正确;
C、改变杯内水量,杯子振动的频率变化,音调改变,故C错误;
D、覆杯实验中杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到水对它向上的大气压的作用,说明大气压的存在,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压的存在、物体的惯性、声音的产生和音调的影响因素,难度一般。
34.如图,甲是水银气压计,乙是自制气压计,下列有关说法中错误的是( )
A.将自制气压计从1楼拿到10楼,玻璃管中的水柱会上升
B.将水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
C.在使用水银气压计时,如果将玻璃管略微倾斜不会影响测量结果(上方继续有真空)
D.测同一气压时,水银气压计管内装酒精的液面高度与装水的液面高度相等(管子足够长)
【分析】(1)大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
(2)玻璃管粗细、是否倾斜、是否弯曲以及水银槽内水银的多少不会影响大气压的测量值;
(3)液体压强的大小是通过液体压强计U形管的液面高度差来体现出来的,根据液体压强公式p=ρgh判断哪个U形管内液面高度差最大。
【解答】解:AB把自制气压计从1楼拿到10楼,由于外界大气压变小,瓶内气压不变,故管内水柱高度增大,故A正确;
B、把水银气压计从1楼拿到10楼,由于外界大气压变小,故玻璃管内水银柱会下降,故B正确;
C、在使用水银气压计时,如果将玻璃管略微倾斜不会影响测量结果(上方继续有真空),故C正确;
D、测同一气压时,水银气压计管内分别装酒精和水,则液体柱产生的压强相等,都等于大气压强,因为酒精的密度最小,所以由p=ρgh可知酒精的高度差最大,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了气压与高度的关系、液体压强的计算、气压计的原理,综合性强,要求运用物理知识要灵活。
35.下列情形与大气压强无关的是( )
A.甲图中火罐紧紧吸附皮肤
B.乙图中真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上
C.丙图中用注射器将药液注入肌肉里
D.丁图中将墨水吸进钢笔
【分析】我们生活在空气中,经常利用大气压为我们服务,例如:钢笔吸墨水、吸管吸饮料、注射器吸药液、抽水机抽水、吸盘吸在光滑墙壁等,据上逐一分析四个选项中的实例是不是利用了大气压来工作即可。
【解答】解:ABD、火罐紧紧吸附皮肤、真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上、墨水会被吸进钢笔都是利用的大气压强来实现的,故ABD不符合题意;
C、用注射器将药液注入肌肉里,是利用外力将针筒内的药液推入病人的肌肉里的,与大气压强无关,故C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压强的应用,属于基础知识。
36.如图所示,某同学通过下列过程可以不湿手取水中的硬币,下列说法正确的是( )
A.图甲中硬币受到的重力与盘子的支持力是一对相互作用力
B.图乙中看到水中硬币的像比实际位置深
C.图丙中蜡烛燃烧时,杯中的氧气含量减少,里面的空气密度不变
D.图丁中氧气耗尽时,盘子里的水在大气压的作用下进入杯中
【分析】(1)一对相互作用力:大小相等、方向相反、在一条直线上、作用在两个物体上;
(2)光的折射现象中,看到的是物体的虚像,虚像的位置比实际的位置偏高;
(3)蜡烛燃烧时,杯中的氧气含量减少,同时会产生二氧化碳气体,且二氧化碳比氧气的密度大,据此分析;
(4)通过杯子内外压强的大小进行分析。
【解答】解:A、硬币受到的重力是地球对硬币的力,盘子的支持力是盘子对硬币的力,受力物体是一个,故硬币受到的重力与盘子的支持力不是一对相互作用力,故A错误;
B、硬币在水中时,我们看到的是硬币的虚像,虚像的位置比实际位置偏高,故看到水下的硬币的像比实际位置浅,故B错误;
C、蜡烛燃烧时,杯中的氧气含量减少,同时会产生二氧化碳气体,且二氧化碳比氧气的密度大,所以杯中的空气密度变大,故C错误;
D、氧气耗尽时,会发现有水进入杯中,这是因为盘子内气体压强变小,盘子里的水在大气压的作用下进入杯中的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查光的折射、大气压强以及相互作用力的知识,属于基础题型。
37.如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.工作时,吸盘内的气压小于外界大气压
C.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是竖直向上的
D.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人受到的摩擦力变大
【分析】(1)吸盘是利用大气压的作用来吸住玻璃的;
(2)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力方向相反。
【解答】解:A、擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气抽出,使泵内气压小于外界大气压,在大气压力的作用下,“擦窗机器人”能吸在竖直玻璃上,故A正确;
B、工作时,吸盘内的气压小于外界大气压,故B正确;
C、擦窗机器人在竖直玻璃板上静止或匀速向下运动时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力的方向相反,故摩擦力的方向是竖直向上的,故C正确;
D、只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止,则重力和摩擦力就是一对平衡力;由于机器人的重力不变,所以擦窗机器人受到的摩擦力不变,故D错误。
故选:D。
【点评】本题以擦窗机器人为载体,考查了大气压的综合应用、摩擦力大小和方向的判断等,物体在平衡状态下受平衡力,找出平衡力是解题关键。
二.填空题(共13小题)
38.飞机飞入高空的过程中,舱外大气压强 减小 ;机舱内密封很好的食品袋会慢慢鼓起,袋内气体质量 不变 ,密度 减小 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
【分析】(1)大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
(2)质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关;
(3)根据公式ρ判断袋内气体密度。
【解答】解:(1)随着海拔高度的增高,空气密度减小,大气压也随之减小,而袋内气体由于密闭,气压几乎不变,外界大气压小于袋内气压,外界大气压的降低导致袋装小面包内部气体膨胀;
(2)质量是物体的一种基本属性,袋内气体的位置变了,质量不变;
(3)袋内气体膨胀后体积变大,由于气体的质量不变,根据公式ρ可知,袋内气体密度减小。
故答案为:减小;不变;减小。
【点评】本题主要考查学生对大气压强和高度的关系的了解、质量、密度公式的灵活应用。
39.著名的 马德堡半球 实验证明了大气压强存在且很大。如图(a)所示,锥子做得尖锐,是通过减小 受力面积 的方法来增大压强。如图(b)所示,堤坝下部比上部更为厚实,是因为水对堤坝的压强随深度的增大而 增大 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【分析】(1)著名的马德堡半球实验证明了大气压强存在且很大。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
(3)液体的压强随深度的增加而增大。
【解答】解:(1)著名的马德堡半球实验证明了大气压强存在且很大;
(2)锥子做得很尖锐,在压力一定时,减小受力面积来增大压强;
(3)因为液体内部压强随深度增加而增大,更为厚实的堤坝可承受更大的水的压强。
故答案为:马德堡半球;受力面积;增大。
【点评】此题主要考查的是大气压的存在、增大压强的方法、液体内部压强的规律等知识,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验。
40.物理学知识在生活、生产中有大量的应用。图(a)中,“乳牛自动喂水器”利用的是 连通器 原理,使两容器中的水面静止时相平;根据 密度 知识,可用图(b)的装置进行排空气法收集气体;图(c)中,书包带做得比较宽大,是为了能减小 压强 。
【分析】(1)连通器是上端开口,下部连通的容器。是不是连通器关键看下边是否连通,上端是否开口;
(2)当其它气体和空气的密度不同时,可以根据密度知识利用排气法收集气体;
(3)减小压强的方法:①在受力面积一定时,减小压力,②在压力一定时,增大受力面积。
【解答】解:
(1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器;连通器内的液体不流动时,各容器中的液面就是相平的,乳牛自动喂水器是利用连通器原理,使得两容器中的水面相平;
(2)当其它气体和空气的密度不同时,根据密度知识可用图(b)的装置进行排空气法来收集气体;
(3)在图(c)中,书包带做得比较宽大,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
故答案为:连通器;密度;压强。
【点评】本题考查减小压强的方法、密度的应用、连通器原理等,属于简单题目,平时学习需要准确区分各物理知识点及其应用。
41.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。图(a)中的拖拉机安装履带后,减小了它对泥地的 压强 ;图(b)中的吸盘式挂钩是利用了 大气压 的作用,1654年,著名的 马德堡半球 实验有力地证明了它是很大的。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强;
(2)吸盘式挂钩利用了大气压强;
能够证明大气压存在的实验有很多,但最早、最著名的只有一个(马德堡半球实验)。
【解答】解:
(1)在拖拉机对地面的压力基本不变的条件下,安装宽大的履带,增大地面的受力面积,从而减小拖拉机对地面的压强,不陷进地里;
(2)用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上;
1654年,著名的马德堡半球实验有力地证明了它是很大的。
故答案为:压强;大气压;马德堡半球。
【点评】本题考查减小压强的方法、大气压的存在和应用,属于简单题目,平时学习需要准确区分各物理知识点及其应用。
42.如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,若提起活塞,阀门A受到 大气压 的作用而关闭,活塞下面的气压 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图图甲所示);当压下活塞时,阀门 B (填“A”或“B”)被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门 A (填“A”或“B”)进入圆筒的上部(如图乙所示,阀门未画出);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
【分析】活塞式抽水机是利用大气压来抽水的,读图,根据其工作过程,可具体描述其工作过程中如何利用大气压的作用将水抽上来。
【解答】解:读图可知,活塞式抽水机在使用时,提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。
当压下活塞时,阀门B受水的压力而关闭,水不能向下流,于是就冲开阀门A进入圆筒的上部。再提起活塞时,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来。
故答案为:大气压;小于;B;A。
【点评】明确活塞式抽水机的原理,并能结合图中的工作过程进行逐一的分析,是解答的关键。
43.在本学期的物理学习过程中,我们认识了很多的实验装置。图(a)为 马德堡半球 实验的装置,可以用来证明 大气压强 的存在;图(b)所示实验装置的名称为 U形管压强计 。
【分析】大气压强的存在可以用实验来证明:马德堡半球实验、覆杯实验和瓶吞鸡蛋实验。液体内部压强的存在可以用U形管压强计来证明它的存在,也可以用来比较液体内部压强的大小。
【解答】解:图(a)为马德堡半球实验的装置,可用来模拟马德堡半球实验,当将球中空气抽出时,在大气压的作用下,两个半球很难被拉开,可以用来证明大气压强的存在。
图(b)是U形管压强计,由金属盒和U形管两部分组成,可以用来比较液体内部压强的大小。
故答案为:马德堡半球;大气压强;U形管压强计。
【点评】此题主要通过两幅图来考查仪器的名称和用途。
44.复习阶段,请你对本学期所学物理知识进行梳理并分类。对下列实例进行归类,并完成表格。
实例
①属于减小压强的是 DI 。
A锥尖尖锐 B吸盘 C液位计 D宽大的书包带 E密度计 F船闸 G吸管吸饮料 H抽水机 I图钉钉帽宽大 J牲畜自动喂水机
②利用大气压工作的是 BGH 。
③利用连通器原理工作的是 CFJ 。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象,据此对各选项涉及到的器材或装置逐一进行分析即可;
(3)在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
【解答】解:
实例
①属于减小压强的是 DI。
A锥尖尖锐 B吸盘 C液位计 D宽大的书包带
E密度计 F船闸 G吸管吸饮料 H抽水机
I图钉钉帽宽大 J牲畜自动喂水机
②利用大气压工作的是 BGH。
③利用连通器原理工作的是 CFJ。
故答案为:DI;BGH;CFJ。
【点评】此题考查了减小压强的方法、大气压的应用及连通器原理,属于基础知识。
45.如图甲,小明将圆形厚壁玻璃瓶装满带颜色的水,用插有细玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,双手戴着隔热手套用力挤压玻璃瓶,观察到细管中水面升高,这一现象说明力可以 改变物体的形状 。把瓶中水倒出一部分,然后向细管内吹入少量气体,细管内水柱如图乙所示。将该装置从一楼拿到十楼,会发现细管内水面 上升 (填“上升”“下降”或“不变”)。
【分析】力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。
分析图中三个气压之间的关系:p内=p外+p水。大气压与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压越小。
【解答】解:玻璃管内水柱高度升高,说明玻璃瓶的形状发生了改变,即说明力可以改变物体的形状。
从图乙可以看到,水沿玻璃管升到瓶口以上,玻璃瓶内部的气压,大小等于玻璃瓶内部液面上方的水柱压强,加上外界大气压强之和,故此时瓶内气体压强大于外界大气压。
将该装置从一楼拿到十楼,大气压随高度的升高而减小,玻璃瓶内部的气体压强大小是不变的,所以细管内水面上升。
故答案为:改变物体的形状;上升。
【点评】知道力的两个作用效果,利用平衡的方法分析压强之间关系,可解答此题。
46.在学校科技创新节活动中,小明利用光盘、饮料瓶盖和气球制作了如图所示的光盘气垫船,制作时在瓶盖的正中心位置扎一个直径为2~3cm的小孔。然后把瓶盖用胶水粘在光盘的正中心位置,待胶水干透,把气球充满气,用手捏住口防止漏气,再把气球嘴套在瓶盖上,松开气球,气体会从瓶盖的小孔向下喷出,在光盘和桌面间形成一层空气膜,只要很小的外力推动,光盘就能轻易的在桌面滑动。
(1)气球在充满气后,理论上来讲,它内部的大气压会 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压。松开气球,气体会从瓶盖的小孔向下喷出,气垫船被抬起,这说明物体间力的作用是 相互的 ;在光盘和桌面间形成一层空气膜,这是通过 使接触面脱离 的方式来减小桌面对光盘的摩擦力。
(2)用手指轻轻推动光盘,光盘就能在桌面上滑动,这说明力能改变物体的 运动状态 。
【分析】(1)气球在充满气后处于负压状态。
力是物体对物体的作用,一个物体对另一个物体施加力的作用时,一定也受到另一个物体的反作用力,说明力的作用是相互的。
减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
(2)力可以改变物体的形状和运动状态。
【解答】解:(1)气球在充满气后处于负压状态。因此理论上来讲,它内部的大气压会大于外界大气压。
松开气球,气球向下喷出气体的同时,空气给气球一个反作用力,气垫船被抬起,说明物体间力的作用是相互的;
在光盘和桌面间形成一层空气膜,使光盘和桌面间接触面脱离,这是通过使接触面脱离的方式来减小桌面对光盘的摩擦力;
(2)用手指轻轻推动光盘,光盘收到推力的作用,由静止变为运动,运动状态发生改变,这说明力能改变物体的运动状态。
故答案为:(1)大于;相互的;使接触面脱离;(2)运动状态。
【点评】此题考查大气压的综合应用、力的作用的相互性、减小摩擦的方法、力的作用效果等,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大。
47.物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在图中,吸盘式挂钩(a图),是利用了 大气压 的作用;铁轨铺设在枕木上(b图),是为了减小铁轨对地面的 压强 ;装有水的塑料袋向外鼓出(c图)的原因是 液体对容器侧壁有压强 。
【分析】(1)生活中利用大气压的例子很多,钢笔吸墨水,吸管吸饮料,注射器吸药液,吸盘,抽水机等;
(2)减小压强的方法:压力一定时,减小受力面积;受力面积一定时,减小压力;
(3)液体对容器底部和侧壁有压强。
【解答】解:(1)挤压吸盘,吸盘内空气减少,外部大气压把吸盘紧紧压住,所以吸盘式挂钩是利用了大气压强的作用;
(2)铁轨下铺设枕木,在压力一定时,增大了受力面积,减小压强;
(3)装有水的塑料袋向外鼓出的原因是因为液体对容器侧壁有压强。
故答案为:大气压;压强;液体对容器侧壁有压强。
【点评】本题考查大气压的应用、减小压强的方法以及液体压强的有关知识,是一道综合题。
48.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图(a)中,针筒吸取药液利用的是 大气压 的知识;针尖做得尖锐是为了能产生很大的 压强 。如图(b)所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是 液体的压强随深度的增加而增大 (均填写所学物理概念或规律)。
【分析】(1)针筒吸药液的过程:推下活塞,排除注射器里面的空气,抽出活塞时,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,被压入针筒;
(2)根据压强的定义式p知,当压力一定时,减小受力面积,从而增大压强;
(3)由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深压强越大,为了大坝的坚固,下面必须修的宽一些,以承受更大的水压。
【解答】解:(1)针筒吸药液这一现象中,药液不是吸上去的,而是被大气压压上去的,利用的是大气压的知识;
(2)注射器的针头做得很尖,是通过减小受力面积的方法增大压强。
(3)液体的压强随深度的增加而增大,为承受更大的水压,拦河大坝要设计成下宽上窄的形状。
故答案为:大气压;压强;液体的压强随深度的增加而增大。
【点评】此题考查了增大压强的方法、液体压强的特点、大气压的应用,贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,也体现了新课标的要求,属于中考热点问题。
49.图(a)所示的洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 相等 的(选填“相等”或“不相等”),利用了 连通器 原理。图(b)所示茶壶的壶盖上有一个小孔,小孔的作用使壶内液面上方的压强 等于 大气压强(选填“大于”“小于”或“等于”),便于倒出液体。
【分析】上端开口、底部相连的容器叫做连通器;连通器内液体不流动时液面总是相平的。
壶盖开一个小孔,可以使壶内气体和外界大气相通,从而利用大气压将水倒出来。
【解答】解:洗脸池排水管设计的 U 型反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;连通器中装入同种液体,液体静止时,液面相平,可以防止下水道异味窜入室内,利用了连通器的原理。壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,使得水面上方的压强等于大气压强,在大气压的作用下水可以更容易的倒出。
故答案为:相等;连通器;等于。
【点评】本题考查连通器原理以及连通器内液面相平的条件,难度不大。
50.风油精是大家常用的产品,在使用时经常要甩一下,这是为什么呢?
①保持风油精瓶口向下,静止时瓶内液体上方气压小于瓶外大气压
②甩的动作可以促进气体流通
大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。
序号
海拔(千米)
大气压强(标准大气压)
空气密度(千克/米3)
1
0
1.00
1.29
2
2
0.78
1.01
3
3
0.69
0.91
4
5
0.53
0.74
5
8
0.35
0.51
(1)根据表中数据,西藏班的同学认为从高原地区到上海学习的过程中,风油精更好流出了,这一观点是: 错误 (选填“正确”或“错误”)的,判断依据是: 空气密度随高度的减小而增大,外界大气压增大,风油精更不易流出 。
(2)请说明甩一下风油精有利于液体溢出的原因: 保持风油精瓶口向下,静止时瓶内液体上方气压小于瓶外大气压,甩一下促进了气体的流通,气压平衡,部分液体流出,由于液体具有惯性,更多风油精就可以顺利流出 。
【分析】大气压与高度有关,越高的位置大气压的值越小。
【解答】答:(1)错误;大气压强,空气密度随高度的减小而增大,外界大气压增大,风油精更不易流出。
(2)保持风油精瓶口向下,静止时瓶内液体上方气压小于瓶外大气压,甩一下促进了气体的流通,气压平衡,部分液体流出,由于液体具有惯性,更多风油精就可以顺利流出。
【点评】本题考查的是惯性和大气压的应用,属于基础题目。
三.实验探究题(共3小题)
51.某小组同学在学习了大气压的知识后,回顾了如图(a)所示的“覆杯”实验,他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后,将杯子往各个方向转动,发现薄片始终没有落下。
(1)小方根据实验现象得出结论:大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 不支持 (选填“支持”或“不支持”)小明的观点,请结合所学知识简述理由。 在覆杯实验中,杯口朝着各个方向,纸片都不会掉落。 。
(2)小珠认为薄片没有下落,并不是因为大气“顶”住了薄片,而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图(b)所示实验:将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中(玻璃罩内的气压与罩外大气压相同),用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连(橡胶管与玻璃罩、抽机器的连接口均密封),启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点,并结合所学知识简述理由。 AB 。
A.若薄片落下,可证明小珠的观点是错误的
B.若薄片没有落下,可证明小珠的观点是正确的
C.该实验无法证明小珠的观点是否正确
【分析】大气压是客观存在的,且是朝着各个方向的。
【解答】解:(1)小方根据实验现象得出结论:大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。不支持小明的观点;因为在覆杯实验中,杯口朝着各个方向,纸片都不会掉落。
(2)用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连(橡胶管与玻璃罩、抽机器的连接口均密封),启动抽气机进行抽气。如果是杯中的水“粘”住了薄片,则薄片不会掉落,如果薄片掉落,则说明是由于大气压的存在,故AB正确,C错误。故选:AB。
【点评】(1)不支持;在覆杯实验中,杯口朝着各个方向,纸片都不会掉落;(2)AB。
52.学习托里拆利实验测大气压后,有同学利用图1注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值:
(1)在实验时,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 排尽筒内空气 。
(2)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 甲 (选填“甲”或“乙”)注射器。
(3)有同学在同一地点用公式p测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是 筒内空气没有排尽 。
(4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对 活塞 (选填“针筒”或“活塞”)的压力大小。
(5)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 活塞自重 对实验的影响。
(6)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:一是增强活塞的密封性,二是可以 减小摩擦力 。
(7)图2装置是小雨和小明自制的气压计,当将此装置从山下移到山顶,则细管中的水柱 上升 (选填“上升”、“不变”或“下降”),说明大气压随海拔的升高而 降低 (选填“升高”或“降低”)。
【分析】(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是排空注射器筒内的空气。
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,即测力计的示数等于大气对活塞的压力。
(3)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。
(4)当注射器中的活塞开始滑动时,活塞受到弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力刚好平衡。
(5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与重力方向垂直,可以减小活塞重力对实验的影响。
(6)抹润滑油有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以通过分离接触面,减小摩擦力。
(7)当将此装置从山下移到山顶,随高度的增大,大气压会减小。
【解答】解:(1)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是排空注射器筒内的空气,使筒内为真空状态。
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,即测力计的示数等于大气对活塞的压力。因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,大气对活塞的压力为F=pS=1×105Pa×2×10﹣4m2=20N,因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器。
(3)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。
(4)当注射器中的活塞开始滑动时,活塞受到弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力刚好平衡,所以用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对活塞的压力的大小。
(5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与重力方向垂直,可以减小活塞重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(6)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;二是可以通过分离接触面,减小摩擦力。
(7)当将此装置从山下移到山顶,随高度的增大,大气压会减小,瓶内气体会瓶内水压入细管中,导致细管中水柱上升。
故答案为:(1)排尽筒内空气;(2)甲;(3)筒内空气没有排尽;(4)活塞;(5)活塞自重;(6)减小摩擦力;(7)上升;降低。
【点评】本题的综合性较强,既考查了二力平衡条件的应用、大气压强的特点、固体压强的计算公式p=等知识点,又考查了学生应用所学知识分析和解决实际问题的能力。
53.初三的小明将两个小吸盘按图所示按压在一起,吸盘就紧紧地吸在了一起。
(一)该实验证实了 大气压强 的存在。
(二)由此,他利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案,如图所示。
(1)用刻度尺测出吸盘的 直径 ,算出吸盘与塑料板的接触面积S约为5cm2;
(2)将吸盘沾上水,紧紧按压在光滑的塑料板上;
(3)用弹簧测力计钩着挂钩竖直向上拉,当吸盘脱离塑料板的瞬间记录弹簧测力计的示数为F=46N;
(4)算出此时大气压p= 9.2×104 Pa,在进行评估时,小明发现,测得的大气压与标准大气压存在较大差异。你认为导致这种结果的原因是: 吸盘与塑料板间的空气没排尽 。
【分析】(1)两个吸盘在大气压力作用下,被紧紧地压在一起;
(2)要算吸盘的面积,先算出吸盘的直径;就可根据P大气,求出大气压强的值;影响测量结果的因素有很多,我们应尽可能考虑周全,但不外乎测量时的误差和操作过程中吸盘与塑料板能否紧密接触等几方面。
【解答】解:(一)挤出吸盘内部的空气,大气压将吸盘紧紧地压在一起,证实了大气压强的存在;
(二)(1)用刻度尺测出吸盘的直径,可以计算受力面积;
(4)根据公式p得,大气压p9.2×104Pa,造成实验结果相差很大的原因有很多,吸盘与塑料板是否接触紧密是一个重要参考因素,即是否排尽空气或漏气。
故答案为:(一)大气压强;(二)(1)直径;④9.2×104;吸盘与塑料板间的空气没排尽。
【点评】本题考查了大气压的测量方法,利用吸盘来测量大气压是一种较常见的方法,把握住几个关键环节才能使测量更准确有效。即:排净吸盘与塑料板接触面之间的空气;准确读取吸盘脱离时瞬间的拉力大小;选择的器材要合适,比如吸盘不要太大,测力计的量程要够大等。
四.计算题(共2小题)
54.如图所示是某同学设计的一种按压式抽水器的示意图。向下按压气囊,阀门A、D关闭,阀门B、C打开,气囊内的空气被挤压进水桶内,使水桶内气压增大,水被压入出水管并从管口排出;松手后气囊由于弹性自动恢复原状,这个过程中阀门B、C关闭,阀门A、D打开,桶外空气进入气囊,可再次按压出水。若需停止出水,只需轻轻按压止水阀,使桶内空气排出泄压。已知桶和按压器的总质量为0.9kg,放在水平地面上时与水平地面的接触面积为300cm2,出水管下端接近桶底,桶底到出水管管口的竖直高度为50cm。当桶内装有30cm高的15L水时,
(1)水对桶底的压强是多少Pa?
(2)桶对地面的压强是多少Pa?
(3)若此时要将桶内的水压出,则应使桶内气压至少比外界气压大多少Pa?
(4)该同学翻阅资料后得知:桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比。已知桶的容积为19L,此时的大气压p0=1×105Pa,若要保证按压一次气囊就能将剩余的接近桶底的水压出来,则气囊的容积至少要多少L?(不计水管体积,假设按压气囊时,能使其内的空气全部挤进水桶)
【分析】(1)桶内水深已知,据p=ρgh计算压强;
(2)根据m=ρV得到水的质量,桶放在水平地面上,对地面的压力F等于总重力F=m桶+m水)g,根据p计算桶对地面的压强;
(3)此时要将桶内的水压出,桶内气压p内减外界气压p0至少等于20cm高的水产生的压强,才能把水压出;
(4)要使剩余的接近桶底的水压出来,桶内气压至少要增加的压强等于50cm高水柱产生的压强;
由于桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比,有,进而可得气囊的体积。
【解答】解:(1)桶内水深h=30cm=0.3m,
;
(2)水的质量 ,
桶放在水平地面上,对地面的压力F等于总重力:
F=G总=m总g=(m桶+m水)g=(0.9kg+15kg)×10N/kg=159N,
桶对地面的压强:;
(3)此时要将桶内的水压出,桶内气压p内减外界气压p0至少等于20cm高的水产生的压强,才能把水压出,
所以,Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.5m﹣0.3m)=2×103Pa;
(4)要使剩余的接近桶底的水压出来,桶内气压至少要增加:Δp′=ρ水gΔh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,
由于桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比,有,即,V囊=0.95L。
答:(1)水对桶底的压强是3×103Pa;
(2)桶对地面的压强是5.3×103Pa;
(3)桶内气压至少比外界气压大2×103Pa;
(4)气囊的容积至少要9.5L。
【点评】本题要理解,桶内的水能被压出压强关系是内部压强大于等于大气压与桶内水面以上水柱产生的压强之和,即p内≥p0+p水。
55.如图甲所示的是高压锅的构造图,高压锅出气孔的直径为4mm,图乙为水的沸点与气压的关系图象。
(1)请说明高压锅为什么能将食物加热到100℃以上?
(2)当外界气压为1个标准大气压时,用这种高压锅烧水时,水的沸点为115℃。
①此时锅内外的压强差为多少Pa?
②应使用质量为多大的限压阀?(π取3,外界大气压值取1×105Pa)
【分析】(1)液体的沸点与液面上的气体压强有关,气体的压强越高液体的沸点越高;
(2)根据题干中图像确定锅内液体的沸点对应的锅内的气体压强,锅内的气体压强减去外界的大气压强就是锅内外的压强差;
(3)锅内外的压强差就是限压阀产生的压强,根据公式F=PS计算限压阀的重力,再根据G=mg计算应使用质量为多大的限压阀。
【解答】(1)液体的沸点与液面上的气体压强有关,气体的压强越高液体的沸点越高,在标准大气压下,水的沸点是100℃,当液体表面的气体压强越高液体的沸点越高,当锅内的气体压强大于1个标准大气压时,液体的沸点就大于100℃了;
(2)当锅内水的沸点为115℃时,由题中的图像可知锅内的气体压强为1.6×105Pa,此时外界气压为1个标准大气压,则此时锅内外的压强差为:P差=P内﹣P外=1.6×105Pa﹣1×105Pa=0.6×105Pa;
(3)高压锅出气孔的半径为:rR4mm=2mm=2×10﹣3m,出气孔的面积:S=πr2=3×(2×10﹣3m)2=1.2×10﹣5 m2,锅内外的压强差等于限压阀被顶起的压强,限压阀的重力G=F=P差S=0.6×105Pa×1.2×10﹣5 m2=0.72N,限压阀的质量:m0.072kg
答:(1)液体的沸点与液面上的气体压强有关,气体的压强越高液体的沸点越高,在标准大气压下,水的沸点是100℃,当液体表面的气体压强越高液体的沸点越高,当锅内的气体压强大于1个标准大气压时,液体的沸点就大于100℃了;
(2)锅内外的压强差为:0.6×105Pa;
(3)应使用质量为0.072kg的限压阀
【点评】理解液体的沸点与液体表面的气体压强的关系,知道气体压强越高液体沸点越高;充分利用图像找到115℃时锅内气体压强,通过锅内压强等于锅外的大气压与限压阀产生的压强和这一平衡条件进行分析求解,通过锅内外的压强差等于限压阀被顶起的压强,利用公式F=PS求出限压阀的重力,从而求出限压阀质量
五.科普阅读题(共1小题)
56.【活动主题】2021年8月20日14时33分,经过约6h的出舱活动,“神舟十二号”航天员乘组密切协同,圆满完成了出舱活动期间全部既定任务。这次出舱活动进一步检验了我国研制的“飞天”新一代舱外航天服的功能、性能,令世人瞩目。
航天服的功能和性能是什么?它的结构是怎样的?它有哪些分类?它的发展进程是怎样的?……
通过对航天服的研究学习,利用物理、生物、化学、材料等知识,学会用综合性、跨学科思维分析问题,培养科学思维与创新能力,发扬勇攀科技高峰的精神,增强强国的责任感和使命感。
阅读下面材料,结合材料与所学知识,回答下列问题。
(一)航天服的分类
类型
舱内航天服
舱外航天服
功能
航天员在载人飞船中的压力应急救生装备,主要在待发段、上升段、返回段、变轨、交会对接过程中或飞船出现压力应急时使用
航天员出舱活动时使用的个体防护装备(结构复杂,能够抵御太空中的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害)
作用
为航天员提供生命保障
(二)航天服的构造
航天服在结构上分为多层,包括以下6种,内衣舒适层:提供穿着的舒适性和透气性。保暖层:用于保持航天员的体温。通风服和水冷服(液冷服):通过循环冷却水或其他冷却介质,带走航天员身体产生的热量,保持体温稳定。气密限制层:确保航天服内部气压的稳定。隔热层:防止太空中的极端温度对航天员的影响。外罩防护层:保护航天员免受微流星、宇宙射线等的伤害。
(三)航天服的作用
航天服有保持航天员体温,保持压力平衡,阻挡强而有害的辐射,实现通信与联络,提供氧及抽去二氧化碳等作用,是航天员在太空中执行任务时不可或缺的装备。其设计和制造充分体现了人类科技的进步和创新。随着人类对太空探索的深入,航天服的技术也将不断发展和完善(图1)。
(1)与在地球上相比,航天员在太空时质量 不变 ,受到的重力 变小 。(均填“变大”“不变”或“变小”)
(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳。当航天员意外脱离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是 相互 的和力可以改变物体的 运动状态 。
(3)地球被大气包围着,大气具有质量,并和液体一样具有流动性,所以地球大气层内存在大气压强。因此,我们可以推断出舱的航天员所处太空环境应该 没有 (填“有”或“没有”)大气压强。为保证航天员的生命安全,航天员在太空穿的航天服内要保持一定的气压。中国制造的航天服内的规定气压约为3×104Pa,相当于 0.3 个标准大气压。
(4)若不穿舱外航天服只穿便服,且携带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动? 不能 (填“能”或“不能”),理由是 舱外是真空、高低温和强辐射环境 。
(5)舱外航天服的手掌部分有凸粒状橡胶颗粒,如图2所示,是为了在压力一定的条件下,增大接触面的粗糙程度,从而 增大 有益摩擦力。
(6)假如让你设计一件舱外航天服,你所设计的航天服应具备哪些功能:
① 抗压 ;② 保温 ;③ 防辐射 。(写出三条)
【分析】(1)质量不随位置的变化而变化,重力与位置有关;
(2)物体间力的作用是相互的,力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态;
(3)外太空没有压强;
(4)根据题目的条件进行分析;
(5)在压力一定时,接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大;
(6)航天服应该抗压、保温、防辐射等。
【解答】解:(1)与在地球上相比,航天员在太空时质量不变,受到的重力变小
(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳。当航天员意外脱离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是相互的和力可以改变物体的运动状态。
(3)我们可以推断出舱的航天员所处太空环境没有空气,应该没有大气压强。为保证航天员的生命安全,航天员在太空穿的航天服内要保持一定的气压。中国制造的航天服内的规定气压约为3×104Pa,相当于0.3个标准大气压。
(4)若不穿舱外航天服只穿便服,且携带氧气瓶,航天员不能走出舱外活动,理由是舱外是真空、高低温和强辐射环境。
(5)舱外航天服的手掌部分有凸粒状橡胶颗粒,是为了在压力一定的条件下,增大接触面的粗糙程度,从而增大有益摩擦力。
(6)航天服应具备的功能:①抗压;②保温;③防辐射。
故答案为:(1)不变;变小;(2)相互;运动状态;(3)没有;0.3;(4)不能;舱外是真空、高低温和强辐射环境;(5)增大;(6)①抗压;②保温;③防辐射。
【点评】本题考查的质量、重力、摩擦力的影响因素;知道力作用的相互性和力的作用效果;会根据题目的条件选取有用的信息。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/2/11 21:18:18;用户:康广会;邮箱:ts6z10@xyh.com;学号:47830284
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