7.4大气压强-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练( 鲁科版五四学制2024)
2025-02-18
|
2份
|
42页
|
120人阅读
|
5人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第四节 大气压强 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.11 MB |
| 发布时间 | 2025-02-18 |
| 更新时间 | 2025-02-18 |
| 作者 | 金老师物理资料站 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-02-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50497533.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
7.4大气压强
学习目标
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。
一、知识与技能目标:
解大气压强的存在及成因,掌握托里拆利实验原理,能表述标准大气压的数值及单位。
二、过程与方法目标:
通过覆杯实验、吸盘模拟等活动,学会观察现象、提出问题,并运用控制变量法分析大气压强的影响因素。
三、情感态度与价值观:
感悟科学家探索大气压的历程,形成严谨求实的科学态度,关注气压知识在生活中的应用价值。
四、科学能力与创新:
能用大气压强解释吸管吸水、拔罐等现象,尝试设计简易装置验证大气压的存在或变化。
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 大气压强的产生
1.大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
知识点02 大气压强的大小
1.托里拆利实验:
(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再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。如图所示。
(2)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
2.标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
知识点03 大气压强的特点
1.大气压的特点:(1)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。
(2)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。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(3)大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
2.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
3.体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
04
题型精讲
【题型一】大气压强
大气压强:
定义
大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压
产生原因
包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在它里面的物体产生压强,空气内部向各个方向都有压强,且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
存在证明
①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
应用
生活中:①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
生产中:①活塞式抽水机②离心式水泵
【例题1】同学们学习了大气压强后,小敏同学做了以下的笔记,其中有误的是( )
A.大气压的变化规律是随高度的增加而减小,因为高度越高空气的密度越稀薄
B.大气压是因为大气受到重力的作用且具有流动性而产生的
C.1标准大气压的值约等于760mm汞柱产生的压强
D.托里拆利首次通过实验证明了大气压的存在
【对应训练】下列说法正确的是( )
A.同一地点大气压是不变的,因同一地点海拔高度相同
B.大气压强是由于大气有重力而产生的,所以它的方向总是竖直向下的
C.大气压强随高度的增加而减小
D.马德堡半球实验测出了大气压强的值约为105帕
【对应训练】关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气由于重力作用只向下产生大气压强
B.同一地点的位置和海拔高度不变,所以该处的大气压是不变的
C.在其它条件相同时,海拔高度越高,大气压的值越小
D.利用公式p=ρgh,测出地面大气密度和压强,就可以算出大气层的高度h
【题型二】大气压强的应用
1.利用大气压的知识解释有关现象
在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象,如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等.利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象,例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的压强减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。
2.大气压强的存在及应用的知识拓展
生活实验证明大气压存在:
实验一:模拟马德堡半球实验
两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
实验二:“瓶吞蛋”实验
用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。
实验三:“覆杯”实验
玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。分析上述三个实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强。
【例题2】实验是初中科学学习的重要途径,是发展科学思维和掌握科学知识的有力工具。下列实验不能证明大气压存在的是( )
A.覆杯实验 B.用注射器注射药剂
C.吸盘式挂钩 D.吸管喝饮料
【对应训练】下列现象的产生与大气压没有直接关系的是( )
A.纸片托水
B.滴管吸液体
C.橡皮膜外凸
D.吸着的挂钩
【对应训练】如图,拿一个铁皮罐,装少量水,罐口打开,用火加热,将水烧开后,用盖子将铁皮罐罐口盖紧,放入盆内,用冷水浇铁皮罐。铁皮罐塌陷变扁,这是由于( )
A.铁桶变扁与力无关 B.大气压使铁桶变扁
C.冷水的压力使铁桶变扁 D.铁桶内空气膨胀使铁桶变扁
0501
强化训练
【基础强化】
1.历史上最早测出大气压值的实验是( )
A.托里拆利实验 B.马德堡半球实验
C.阿基米德实验 D.伽利略斜面实验
2.下列关于压强知识的说法中,正确的是( )
A.受力面积小,压强一定大 B.在气体中流速越大的位置,压强越大
C.利用托里拆利实验可以测出大气压的值 D.马德堡半球实验证明了液体内部有压强
3.如图所示,取一个瓶口直径小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺层沙子,点燃浸过酒精的棉花,把它放入瓶中,再用剥了皮的熟鸡蛋放在瓶口,结果鸡蛋进到瓶子里,这是因为( )
A.鸡蛋受重力作用进入瓶里 B.瓶子可以把鸡蛋吸到瓶里
C.鸡蛋有弹性挤进了瓶里 D.大气压把鸡蛋压进瓶里
4.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A. 橡皮膜外凸 B. 液体从孔喷出
C. 瓶吞鸡蛋 D. 帕斯卡裂桶实验
5.物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是( )
A.图甲帕斯卡裂桶实验说明液体的压强与液体的深度有关
B.图乙对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低
C.图丙用吸管喝饮料时,瓶里的饮料是被嘴直接吸引上来的
D.图丁马德堡半球实验证实了大气压强的存在且很大
6.自来水笔吸墨水时,只要按几下弹簧片,墨水就进入橡皮管里了,这是由于( )
A.弹簧片作用使墨水进入橡皮管
B.手的压力使墨水进入橡皮管
C.橡皮管的吸力使墨水进入橡皮管
D.大气压作用使墨水进入橡皮管
7.托里拆利实验装置如图所示,实验者开始把玻璃装进水银槽中比较深,测得大气压读数为75厘米汞柱,若紧接着将管竖直上提1厘米(管口仍在水银面下),则管中水银面与管外槽中水银面高度差为( )
A.76厘米 B.74厘米
C.75厘米 D.0厘米
8.如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化( )
A.将管倾斜 B.将玻璃管变粗
C.移到高山上做实验 D.向水银槽中加入少量水银
9.大气压与生产、生活、科研紧密相连,下面几个选项中分析不正确的是( )
A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,将肺内空气压出体外
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值偏大
C.医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
10.如图所示,关于托里拆利实验说法错误的是( )
A.当真空部分漏气时,水银柱高度会下降
B.在一个标准大气压下,可以用长的玻璃管完成实验
C.把玻璃管稍微倾斜一定角度,水银柱的高度不变
D.用粗细不同的玻璃管都可以完成实验
11.如图所示,甲、乙两个简易装置均装有加有颜料的水(甲瓶装满水),用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口。小明探究从一楼到四楼的气压变化,应携带的装置和从一楼到四楼观察到玻璃管中液面的变化是(不考虑温度变化)( )
A.甲,液面升高 B.甲,液面降低
C.乙,液面升高 D.乙,液面降低
12.在这个周末,李佳佳同学回家在厨房帮妈妈做饭时,观察到的一些现象并用物理知识解释不正确的是( )
A.高压锅做饭熟的快,是因为锅内气压增大沸点升高
B.刀刃很锋利是通过增大压力来增大压强
C.挂砧板的吸盘是利用了大气压
D.冰箱里取出来的水果表面会有小水珠,是液化现象
13.如图是自制的简易气压计,从山脚下带到山顶后,气压计的瓶外气压和水柱高度与山脚下比较,下列说法正确的是( )
A.气压升高,水柱高度下降 B.气压降低,水柱高度上升
C.气压升高,水柱高度上升 D.气压降低,水柱高度下降
14.如图所示,甲是托里拆利实验的装置,乙是一个“自制气压计”,下列说法正确的是( )
A.甲图中玻璃管倾斜放置时,管内外水银柱高度差变大
B.甲图中换用粗玻璃管实验,管内外水银柱高度差变小
C.高度增加,甲图中管内水银面下降,乙图中管内液面上升
D.乙图中测出当地当时的大气压为ρ水gh
15.下列对四幅图片及情景解释正确的是( )
A.甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压力
C.丙图中,拿着自制气压计从三十楼下到一楼,细管内水柱会下降
D.丁图中, 将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度会大于760mm
16.如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上
B.用吸管将饮料“吸”入口中
C.用硬纸片“托住”杯中的水
D.用注射器将药液注入肌肉
【素养提升】
17.为了验证“绿色植物在夜晚主要是呼吸作用”,小明进行了如下操作:如图所示,①在一只大容器内放了一盆底部封闭的绿色植物;②向容器内注内一定量的氢氧化钠溶液;③把容器瓶口的导出玻璃管连接到U形压强计上;④将大容器封闭,并用黑色塑料袋包好;⑤将此装置静置24小时,可以观察到压强计中液体的液面( )
A.左侧上升 B.右侧上升 C.保持不变 D.无法判断
18.中考新考法创新小实验如图所示,小明用酒精灯对空易拉罐加热一段时间后,用橡皮泥封住罐口,把酒精灯撤去;让易拉罐自然冷却,发现易拉罐变了。下列对这一实验的有关说法中正确的是( )
A.一段时间后易拉罐还能自动恢复原状
B.实验前在罐内注入少量的水进行加热,将不能观察到易拉罐变瘪
C.实验中若不用橡皮泥封住罐口,也能观察到易拉罐变瘪的现象
D.该实验可说明大气压的存在
19.如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气,细玻璃管插入瓶中,玻璃管与瓶塞接触部分不漏气,下列关于细管中水柱液面升降情况,描述错误的是( )
A.用力挤压玻璃瓶,液面上升
B.将玻璃瓶放入热水中,液面上升
C.将玻璃瓶放入真空罩内,液面下降
D.提着玻璃瓶从十楼走到一楼,液面下降
20.小明在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不会流出,纸片也不会掉下(如图所示)。下列对这个探究活动的分析正确的是( )
A.探究的问题:大气压强有多大
B.探究的假设:大气对各个方向都有压强
C.探究的目的:探究水的重力与大气压力的关系
D.探究的结论:大气向各个方向的压强相等
21.如图所示是托里拆利的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
B.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
22.小明认为用不同的液体也能测出大气压值,他计划用甲乙两根长12m规格相同的玻璃管分别装满水和酒精后倒置在相应的液体槽中,酒精的密度比水小。若大气压能托起两玻璃管中的液柱,且两管内液面上方是真空,如图所示甲管中液面在M位置,则( )
A.无法判断乙管内液面的位置 B.乙管内液面的位置在N位置
C.乙管内液面的位置在N位置上方 D.乙管内液面的位置在N位置下方
23.怡然同学把装满水的长20cm的瓶子口朝下放置浸没在水中,如图所示,将瓶子慢慢向上提起,当瓶子有一部分已从水中提出但瓶口依然在水面下时,下列说法中正确的是( )
A.瓶中的水将全部流出,瓶子变成空的
B.瓶中的水不流出,瓶中仍充满水
C.露出水面的那段瓶子是空的,浸在水面下的那段瓶子里有水
D.瓶中的水流出一部分,但瓶中的水面最终仍高于外部水面
24.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
(1)可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A.回声的产生 B.彩虹的形成 C.利用吸管吸饮料
(2)可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A.托里拆利实验 B.富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
25.小海从西安到西藏旅游,发现随身携带的食品袋鼓起来了,如图所示。这是因为海拔高度升高,大气压 导致的。膨胀后袋内气体的质量 、密度 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
26.著名的 实验证明了大气压强存在且很大,1标准大气压强的值约为帕,表示 ;珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压 (选填“高”或“低”)。
27.如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为 mm。
(2)通过计算可知当时的气压为 Pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 ,水银柱的长度将 。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要 。(选填“偏大”或“偏小”)
【能力培优】
28.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
29.如图所示是托里拆利实验的装置图,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在一端封闭、约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有 ;
(2)如图乙所示,用手指堵住管口,将管口向下插入水银槽中。移开手指,待液面稳定后,读出此时管内外的液面高度差为745mm,此时外界压强 1个标准大气压;如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满整根玻璃管;
(3)其他条件不变,如果该实验中出现以下情况(以下均选填“变长”“不变”或“变短”):
a.将玻璃管换成更粗的玻璃管,水银柱的高度将 ;
b.若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度将 ;
c.将玻璃管倾斜(管口仍处于水银面下方),水银柱的高度将 ;
(4)如图丙所示,如果把这套装置移入足够大的玻璃钟罩内,用抽气机逐渐抽出里面的空气,将会看到玻璃管中的水银柱 。
30.水槽内放有一根软管,五滨和朝晖把软管装满水,关闭阀门k后竖直提起。管内的水静止时水面在P处,五滨用激光射向该处,光与水平面的夹角为45°。朝晖测得激光笔头与水管的水平距离为9.9m;水槽水面到管口的竖直距离为0.2m(如图甲所示)。g取、。
(1)本实验,大气压强支持 m高的水柱。根据液体压强公式 可知,该高度水柱产生的压强为 Pa。若此时外界大气压强不变,从水槽中取出一些水,使水槽的水面下降了0.1m,则此时P处的液面会 (选填“上升”“下降”“不变”);
(2)已知四楼与三楼高度相差3m,如图乙所示,两位小伙伴继续重温经典的物理实验,他们在不同楼层安装了水槽和活塞式抽水机,能抽出水的有哪些抽水机?答: (选填“A”“B”“C”)抽水机。
31.小聪和小明利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)如图甲所示,已知所用一次性注射器的容积为V。测出注射器的全部刻度的长度,记为L,则注射器中的活塞的面积 。当注射器中的活塞刚开始滑动时,读得弹簧测力计的示数为F,则该地的大气压强可表示为 ;
(2)实验时,小聪又发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小聪采用了图乙装置,将注射器筒固定在水平桌面上,排尽注射器内的空气,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,测得杯与水的总质量为;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水的质量为时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 ,所测大气压的值应为 。
32.在A地完成图甲所示的实验,则当地大气压等于 m高的液柱A所产生的压强。在B地完成图乙所示的实验,液体A的密度比B大,则A地的大气压 B地大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。小腾想用丙图的方法测B地大气压:将用刻度尺测出直径为D的吸盘(吸盘质量不计)按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计拉吸盘,当吸盘刚好被拉开时弹簧测力计的示数为F,则求B地的大气压的表达式是 。(用题目的字母表示)
33.如图甲,小金利用透明硬质水管测量大气压强值。实验装置示意图如图乙,其中K1、K2为气密性良好的阀门。将管子下端浸在水槽中,关闭K2,往管内装满水(水位超过K1),再关闭K1,打开K2,管内液面下降了一段距离,稳定后测得管内外液面高度差h=9.30m
(1)由实验可得当地的大气压强值为 Pa;(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)再打开K1,管内水面将 (选填“上升”、“不升不降“或“下降”);
(3)小金将长度约为30cm的塑料管装满水并用纸片盖住,迅速倒置,使管口竖直向下,发现纸片不会往下掉,如图丙所示。此时纸片受到水的压强 (选填“小于”、“大于”或“等于”)大气压强;随后将管口旋转至水平方向,发现纸片仍不往下掉,说明 ;
(4)老师给同学们演示大气压强实验,如图丁所示,可知当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强,此气压下水的沸点 (选填“大于”、“等于”或“小于”)100℃。
34.小慧利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时可先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:一是减小 ;二是 。
(2)如图所示,水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,则大气压的值可以表示为p=
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值 (偏大/不变/偏小)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (甲/乙)注射器,理由是 。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
7.4大气压强
学习目标
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。
一、知识与技能目标:
解大气压强的存在及成因,掌握托里拆利实验原理,能表述标准大气压的数值及单位。
二、过程与方法目标:
通过覆杯实验、吸盘模拟等活动,学会观察现象、提出问题,并运用控制变量法分析大气压强的影响因素。
三、情感态度与价值观:
感悟科学家探索大气压的历程,形成严谨求实的科学态度,关注气压知识在生活中的应用价值。
四、科学能力与创新:
能用大气压强解释吸管吸水、拔罐等现象,尝试设计简易装置验证大气压的存在或变化。
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 大气压强的产生
1.大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
知识点02 大气压强的大小
1.托里拆利实验:
(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再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。如图所示。
(2)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
2.标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
知识点03 大气压强的特点
1.大气压的特点:(1)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。
(2)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。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(3)大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
2.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
3.体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
04
题型精讲
【题型一】大气压强
大气压强:
定义
大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压
产生原因
包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在它里面的物体产生压强,空气内部向各个方向都有压强,且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
存在证明
①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
应用
生活中:①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
生产中:①活塞式抽水机②离心式水泵
【例题1】同学们学习了大气压强后,小敏同学做了以下的笔记,其中有误的是( )
A.大气压的变化规律是随高度的增加而减小,因为高度越高空气的密度越稀薄
B.大气压是因为大气受到重力的作用且具有流动性而产生的
C.1标准大气压的值约等于760mm汞柱产生的压强
D.托里拆利首次通过实验证明了大气压的存在
【答案】D
【详解】A.高度越高空气的密度越稀薄,因此大气压的变化规律是随高度的增加而减小,故A正确,不符合题意;
B.大气压是由于大气受到重力的作用且具有流动性而产生的,故B正确,不符合题意;
C.意大利科学家托里拆利最早测得大气压的值,一个标准大气压支持的汞柱的高度约760mm,即1标准大气压的值约等于760mm汞柱产生的压强,故C正确,不符合题意;
D.马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验,最早证明大气压存在的,故D错误,符合题意。
故选D。
【对应训练】下列说法正确的是( )
A.同一地点大气压是不变的,因同一地点海拔高度相同
B.大气压强是由于大气有重力而产生的,所以它的方向总是竖直向下的
C.大气压强随高度的增加而减小
D.马德堡半球实验测出了大气压强的值约为105帕
【答案】C
【详解】A.大气压不是固定不变的,同一地点,海拔高度相同,但天气不同,大气压也会不同,故A错误;
B.大气压是由于大气有重力而产生的,且空气具有流动性,所以它向各个方向都有压强,故B错误;
C.大气压强与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压越低,故C正确;
D.马德堡半球实验证明大气压的存在,最早通过实验测量大气压值的是托里拆利实验,故D错误。
故选C。
【对应训练】关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气由于重力作用只向下产生大气压强
B.同一地点的位置和海拔高度不变,所以该处的大气压是不变的
C.在其它条件相同时,海拔高度越高,大气压的值越小
D.利用公式p=ρgh,测出地面大气密度和压强,就可以算出大气层的高度h
【答案】C
【详解】A.大气由于重力作用且有流动性,故大气对浸在它里边的物体所产生的压强是向各个方向的,故A错误;
B.大气压强的大小不是一成不变的,大气压受季节、天气等多种因素的影响。同一地点同一海拔高度,大气压强是变化的,故B错误;
C.大气压随海拔高度的增加而减小,在其它条件相同时,海拔高度越高,大气压的值越小,故C正确;
D.因为大气层的密度是不均匀的,且大气层的高度也无法确定,所以不能用p=ρgh来进行计算大气层的高度,故D错误。
故选C。
【题型二】大气压强的应用
1.利用大气压的知识解释有关现象
在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象,如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等.利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象,例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的压强减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。
2.大气压强的存在及应用的知识拓展
生活实验证明大气压存在:
实验一:模拟马德堡半球实验
两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
实验二:“瓶吞蛋”实验
用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。
实验三:“覆杯”实验
玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。分析上述三个实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强。
【例题2】实验是初中科学学习的重要途径,是发展科学思维和掌握科学知识的有力工具。下列实验不能证明大气压存在的是( )
A.覆杯实验 B.用注射器注射药剂
C.吸盘式挂钩 D.吸管喝饮料
【答案】B
【详解】A.覆杯实验是由于大气压强托住纸片不下落,利用了大气压强,故A不符合题意;
B.用注射器推药液靠的是人的推力,与大气压无关,故B符合题意;
C.挂钩上的吸盘挤压在墙壁上时,排出吸盘和墙壁之间的空气,吸盘和墙壁之间的压强减小,吸盘在大气压的作用下被压在墙壁上,故C不符合题意;
D.用吸管吸饮料时饮料瓶变瘪了,是因为盒内的气压小于外部大气压,证明了大气压的存在,故D不符合题意。
故选B。
【对应训练】下列现象的产生与大气压没有直接关系的是( )
A.纸片托水
B.滴管吸液体
C.橡皮膜外凸
D.吸着的挂钩
【答案】C
【详解】A.分析纸片的受力情况可知,水对纸片产生向下的压强,纸片之所以不会落下,是因为大气对纸片有向上的压强,故A不符合题意;
B.用胶头滴管吸取液体时先按住胶头,挤压出滴管内的部分空气,再插入被吸液体,在大气压的作用下液体进入滴管,故B不符合题意;
C.橡皮膜向下突出,是液体产生压强,不是大气压的作用,故C符合题意;
D.吸盘吸附在墙面上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙面上,故D不符合题意。
故选C。
【对应训练】如图,拿一个铁皮罐,装少量水,罐口打开,用火加热,将水烧开后,用盖子将铁皮罐罐口盖紧,放入盆内,用冷水浇铁皮罐。铁皮罐塌陷变扁,这是由于( )
A.铁桶变扁与力无关 B.大气压使铁桶变扁
C.冷水的压力使铁桶变扁 D.铁桶内空气膨胀使铁桶变扁
【答案】B
【详解】铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后水蒸气把空气排出,再把桶口堵住,再浇上冷水,由于水蒸气液化使得铁桶内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了,故ACD不符合题意 ,B符合题意。
故选B。
0501
强化训练
【基础强化】
1.历史上最早测出大气压值的实验是( )
A.托里拆利实验 B.马德堡半球实验
C.阿基米德实验 D.伽利略斜面实验
【答案】A
【详解】A.意大利的科学家托里拆利利用装有水银的细玻璃管测出了大气压的值是,故A符合题意;
B.马德堡半球实验有力的证明了大气压的存在,故B不符合题意;
C.阿基米德原理实验说明浮力大小所遵循的规律,故C不符合题意;
D.伽利略斜面实验说明了力与运动的关系,即物体的运动不需要力来维持。故D不符合题意。
故选A。
2.下列关于压强知识的说法中,正确的是( )
A.受力面积小,压强一定大 B.在气体中流速越大的位置,压强越大
C.利用托里拆利实验可以测出大气压的值 D.马德堡半球实验证明了液体内部有压强
【答案】C
【详解】A.由可知,只有当F不变时,受力面积小,压强才一定大,故A错误;
B.在气体中流速越大的位置,压强越小,故B错误;
C.托里拆利最早精确地测出了大气压的值,故C正确;
D.马德堡半球实验证明了大气压的存在,故D错误。
故选C。
3.如图所示,取一个瓶口直径小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺层沙子,点燃浸过酒精的棉花,把它放入瓶中,再用剥了皮的熟鸡蛋放在瓶口,结果鸡蛋进到瓶子里,这是因为( )
A.鸡蛋受重力作用进入瓶里 B.瓶子可以把鸡蛋吸到瓶里
C.鸡蛋有弹性挤进了瓶里 D.大气压把鸡蛋压进瓶里
【答案】D
【详解】浸过酒精的棉花燃烧时,使瓶内的气体受热膨胀跑到瓶外,用鸡蛋封住瓶口后,瓶内气体温度降低,压强减小,此时瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下鸡蛋被压入瓶中,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A. 橡皮膜外凸 B. 液体从孔喷出
C. 瓶吞鸡蛋 D. 帕斯卡裂桶实验
【答案】C
【详解】A.橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压力,说明液体具有压强,不能说明大气压存在,故A不符合题意;
B.液体深度越深,孔喷出的水越远,液体压强越大,说明液体的压强与深度有关,不能说明大气压存在,故B不符合题意;
C.瓶吞鸡蛋实验,瓶内气压小于大气压,鸡蛋在大气压的作用下,被压入瓶内,能说明大气压存在,故C符合题意;
D.木桶被压裂,说明液体压强和深度有关,不能说明大气压存在,故D不符合题意。
故选C。
5.物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是( )
A.图甲帕斯卡裂桶实验说明液体的压强与液体的深度有关
B.图乙对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低
C.图丙用吸管喝饮料时,瓶里的饮料是被嘴直接吸引上来的
D.图丁马德堡半球实验证实了大气压强的存在且很大
【答案】C
【详解】A.帕斯卡裂桶实验说明液体的压强与液体的深度有关,故A正确,A不符合题意;
B.对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低,故B正确,B不符合题意;
C.用吸管喝饮料时,人把吸管吸成真空,瓶里的饮料被大气压压入吸管,故C错误,C符合题意;
D.马德堡半球实验证实了大气压强的存在且很大,故D正确,D不符合题意。
故选C。
6.自来水笔吸墨水时,只要按几下弹簧片,墨水就进入橡皮管里了,这是由于( )
A.弹簧片作用使墨水进入橡皮管
B.手的压力使墨水进入橡皮管
C.橡皮管的吸力使墨水进入橡皮管
D.大气压作用使墨水进入橡皮管
【答案】D
【详解】吸墨水时,先把笔囊上的弹簧片接下,把里面的空气排出,再把笔囊上的弹簧片松开,此时管内的气压小于管外的大气压强,墨水就在外界大气压的作用下被压进笔囊里了。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.托里拆利实验装置如图所示,实验者开始把玻璃装进水银槽中比较深,测得大气压读数为75厘米汞柱,若紧接着将管竖直上提1厘米(管口仍在水银面下),则管中水银面与管外槽中水银面高度差为( )
A.76厘米 B.74厘米
C.75厘米 D.0厘米
【答案】C
【详解】托里拆利实验能够测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即
如果大气压不变,而且实验操作过程没有出现错误的话,管内水银柱的高度是固定的。若玻璃管竖直向上提起,这时管内水银柱高度差还是75厘米。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化( )
A.将管倾斜 B.将玻璃管变粗
C.移到高山上做实验 D.向水银槽中加入少量水银
【答案】C
【详解】托里拆利实验中,只要大气压强一定,无论玻璃管的粗细如何,是否倾斜,槽内水银的深度如何,水银面的高度差都不变;大气压强与海拔高度有关,地面与高山上的大气压强值不同,因此在地面与高山做托里拆利实验,玻璃管内水银面的高度差会发生变化,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.大气压与生产、生活、科研紧密相连,下面几个选项中分析不正确的是( )
A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,将肺内空气压出体外
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值偏大
C.医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
【答案】B
【详解】A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,肺内气压大于大气压,将肺内气体压出体外,故A不符合题意;
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,空气会产生一定的向下的压强,故测出的大气压值比实际值会偏小,故B符合题意;
C.注射器吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,利用了大气压,故C不符合题意;
D.大气压强随海拔高度的增加而减小,液体沸点随大气压强的减小而降低,青藏高原海拔高,大气压强小,水的沸点低,所以煮面条不容易煮熟,故D不符合题意。
故选B。
10.如图所示,关于托里拆利实验说法错误的是( )
A.当真空部分漏气时,水银柱高度会下降
B.在一个标准大气压下,可以用长的玻璃管完成实验
C.把玻璃管稍微倾斜一定角度,水银柱的高度不变
D.用粗细不同的玻璃管都可以完成实验
【答案】B
【详解】A.实验中玻璃管内水银面的上方是真空,若漏气,空气进入,由于里外气压抵消,水银柱高度会下降,故A正确,不符合题意;
B.在一个标准大气压下,水银柱的高度是,不可以用长的玻璃管完成实验,故B错误,符合题意;
C.把玻璃管稍微倾斜一定角度,水银柱的高度不变,故C正确,不符合题意;
D.用粗细不同的玻璃管都可以完成实验,故D正确,不符合题意。
故选B。
11.如图所示,甲、乙两个简易装置均装有加有颜料的水(甲瓶装满水),用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口。小明探究从一楼到四楼的气压变化,应携带的装置和从一楼到四楼观察到玻璃管中液面的变化是(不考虑温度变化)( )
A.甲,液面升高 B.甲,液面降低
C.乙,液面升高 D.乙,液面降低
【答案】C
【详解】甲是温度计,乙是气压计,探究从一楼到四楼的气压变化,应携带乙,一楼到四楼大气压减小,瓶内气体气压不变,所以液面会被内部气体压着往上,液面升高,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.在这个周末,李佳佳同学回家在厨房帮妈妈做饭时,观察到的一些现象并用物理知识解释不正确的是( )
A.高压锅做饭熟的快,是因为锅内气压增大沸点升高
B.刀刃很锋利是通过增大压力来增大压强
C.挂砧板的吸盘是利用了大气压
D.冰箱里取出来的水果表面会有小水珠,是液化现象
【答案】B
【详解】A.高压锅通过增大锅内气压的办法来提高水的沸点,从而缩短煮饭时间,故A正确,不符合题意。
B.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,所以,菜刀要磨一磨,减小受力面积来增大菜刀对菜的压强,故B错误,符合题意。
C.当将吸盘中气体挤出后,大气压将大于吸盘内的气压,使里面接近真空,此时吸盘就会在大气压的作用下紧贴在墙面上,所以,挂砧板的吸盘是利用了大气压,故C正确,不符合题意;
D.从冰箱里取出水果,这是因为刚取出来的水果温度很低,水蒸气遇冷会液化成小水珠,故D正确,不符合题意。
故选B。
13.如图是自制的简易气压计,从山脚下带到山顶后,气压计的瓶外气压和水柱高度与山脚下比较,下列说法正确的是( )
A.气压升高,水柱高度下降 B.气压降低,水柱高度上升
C.气压升高,水柱高度上升 D.气压降低,水柱高度下降
【答案】B
【详解】把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会增大。故ACD错误,B正确。
故选B。
14.如图所示,甲是托里拆利实验的装置,乙是一个“自制气压计”,下列说法正确的是( )
A.甲图中玻璃管倾斜放置时,管内外水银柱高度差变大
B.甲图中换用粗玻璃管实验,管内外水银柱高度差变小
C.高度增加,甲图中管内水银面下降,乙图中管内液面上升
D.乙图中测出当地当时的大气压为ρ水gh
【答案】C
【详解】A.大气压的测量实验中,运用了平衡法,大气压大小等于水银柱产生的压强,当玻璃管倾斜后,虽长度增大,但管内水银柱竖直高度不变,故A错误;
B.根据大气压的知识可知,换用粗的玻璃管作实验时,管内外水银柱高度差将不变,故B错误;
C.随着高度的增加,外界气压变小,甲装置中管内水银面变小;而乙装置中,外界气压变小,瓶内气压不变,故管内水银面上升,故C正确;
D.乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,却无法测出当地当时的大气压值,故D错误。
故选C。
15.下列对四幅图片及情景解释正确的是( )
A.甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压力
C.丙图中,拿着自制气压计从三十楼下到一楼,细管内水柱会下降
D.丁图中, 将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度会大于760mm
【答案】C
【详解】A.甲图中,用力一吸,把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,用力才能把饮料吸入口中,不能改变大气压强,故A错误;
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.丙图中,拿自制气压计下楼,外界大气压变大,而瓶内的气压不变,故外界大气压将水压入瓶中,水柱下降,故C正确;
D.丁图中,在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长,故D错误。
故选C。
16.如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上
B.用吸管将饮料“吸”入口中
C.用硬纸片“托住”杯中的水
D.用注射器将药液注入肌肉
【答案】D
【详解】ABC.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上、用吸管将饮料“吸”入口中和用硬纸片“托住”杯中的水都应用了大气压强,故ABC不符合题意;
D.用注射器将药液注入肌肉,是人通过注射器活塞把药液推进肌肉的,没有应用大气压强,故D符合题意。
故选D。
【素养提升】
17.为了验证“绿色植物在夜晚主要是呼吸作用”,小明进行了如下操作:如图所示,①在一只大容器内放了一盆底部封闭的绿色植物;②向容器内注内一定量的氢氧化钠溶液;③把容器瓶口的导出玻璃管连接到U形压强计上;④将大容器封闭,并用黑色塑料袋包好;⑤将此装置静置24小时,可以观察到压强计中液体的液面( )
A.左侧上升 B.右侧上升 C.保持不变 D.无法判断
【答案】A
【详解】将此装置放在黑暗中24后,U形管中两侧水面将出现高度差,在黑暗处光合作用几乎不进行。起初瓶中溶液上方充满了空气,植物进行呼吸作用,消耗氧气产生二氧化碳,产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,使瓶内压强减小,外界气压将U形管中右侧水面下压,使左侧水面上升。
故选A。
18.中考新考法创新小实验如图所示,小明用酒精灯对空易拉罐加热一段时间后,用橡皮泥封住罐口,把酒精灯撤去;让易拉罐自然冷却,发现易拉罐变了。下列对这一实验的有关说法中正确的是( )
A.一段时间后易拉罐还能自动恢复原状
B.实验前在罐内注入少量的水进行加热,将不能观察到易拉罐变瘪
C.实验中若不用橡皮泥封住罐口,也能观察到易拉罐变瘪的现象
D.该实验可说明大气压的存在
【答案】D
【详解】A.易拉罐被压瘪后,要恢复原状,需要使罐内的气体压强变大,且大于外界的大气压,但罐子离开酒精灯冷却后,罐内的压强和外界的大气压都是不会变化的,所以不能恢复原状,故A错误;
B.实验前在罐内注入少量的水进行加热,水汽化吸热,利用水汽化产生的水蒸气,排出罐内空气,使实验现象更明显,故B错误;
C.实验中若不用橡皮泥封住罐口,当罐子离开酒精灯冷却后,罐内气体压强减小,外界气体会进入罐内,则不能观察到易拉罐变瘪的现象,故C错误;
D.罐内空气最热膨胀,使瓶内的气体减少,压强减小,小于大气压,在大气压的作用下易拉罐就会被压瘪,所以该实验可说明大气压的存在,故D正确。
故选D。
19.如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气,细玻璃管插入瓶中,玻璃管与瓶塞接触部分不漏气,下列关于细管中水柱液面升降情况,描述错误的是( )
A.用力挤压玻璃瓶,液面上升
B.将玻璃瓶放入热水中,液面上升
C.将玻璃瓶放入真空罩内,液面下降
D.提着玻璃瓶从十楼走到一楼,液面下降
【答案】C
【详解】A.用力挤压玻璃瓶,瓶变扁容积变小,细管中水面高度上升,故A正确,不符合题意;
B.将玻璃瓶放入热水中,瓶内气体受热体积增大,压强增大,外界压强不变,在瓶内液面上升,气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的液面上升,故B正确,不符合题意;
C.将玻璃瓶放入真空罩内,瓶外气压归零,瓶内空气的压强不变,在瓶内气压的作用下,液面上升,故C错误,符合题意;
D. 提着玻璃瓶从十楼走到一楼,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的减小而增大,在外界气压的作用下,液面下降,故D正确,不符合题意。
故选C。
20.小明在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不会流出,纸片也不会掉下(如图所示)。下列对这个探究活动的分析正确的是( )
A.探究的问题:大气压强有多大
B.探究的假设:大气对各个方向都有压强
C.探究的目的:探究水的重力与大气压力的关系
D.探究的结论:大气向各个方向的压强相等
【答案】B
【解析】略
21.如图所示是托里拆利的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
B.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
【答案】B
【详解】在托里拆利实验中,管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,玻璃管水银上方是真空,所以玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。
A.向上提起一段距离,管口未离开水银面,水银柱的高度差不变,产生压强始终等于大气压,管内封闭水银柱长度不变, 仍为760mm,故A错误;
B.当把玻璃管倾斜时,大气压不变,水银柱产生的压强与大气压强相等,故水银柱的高度不变,所以管内外水银面的高度差不发生变化,仍为760mm,故B正确;
C.若玻璃管内混入少量空气,空气也会产生压强,所以大气压支持的水银柱高度会降低,测出的大气压值偏小,故C错误;
D.由于大气压随高度的增加而降低,所以将该装置从山脚移到山顶,玻璃管中水银柱的液面将下降,即玻璃管内外水银面高度差变小,故D错误。
故选B。
22.小明认为用不同的液体也能测出大气压值,他计划用甲乙两根长12m规格相同的玻璃管分别装满水和酒精后倒置在相应的液体槽中,酒精的密度比水小。若大气压能托起两玻璃管中的液柱,且两管内液面上方是真空,如图所示甲管中液面在M位置,则( )
A.无法判断乙管内液面的位置 B.乙管内液面的位置在N位置
C.乙管内液面的位置在N位置上方 D.乙管内液面的位置在N位置下方
【答案】C
【详解】甲管中托起水柱产生的液体压强等于大气压强的值,在乙管中,托起的酒精的高度产生的液体压强也等于大气压强的值,酒精的密度小,则托起的酒精的高度要增加,在N位置上方,能判断其位置,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
23.怡然同学把装满水的长20cm的瓶子口朝下放置浸没在水中,如图所示,将瓶子慢慢向上提起,当瓶子有一部分已从水中提出但瓶口依然在水面下时,下列说法中正确的是( )
A.瓶中的水将全部流出,瓶子变成空的
B.瓶中的水不流出,瓶中仍充满水
C.露出水面的那段瓶子是空的,浸在水面下的那段瓶子里有水
D.瓶中的水流出一部分,但瓶中的水面最终仍高于外部水面
【答案】B
【详解】在托里拆利实验中,大气压能支持约760mm水银柱的高,而水的密度远低于水银的密度,计算可知,大气压能支持约10m高的水柱,瓶的高度不过才20cm,水的压强远小于大气压,大气压完全可以托住它,因此,在瓶口离开水面之前,瓶底露出水面的部分将充满水,故B正确,ACD错误。
故B正确。
24.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
(1)可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A.回声的产生 B.彩虹的形成 C.利用吸管吸饮料
(2)可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A.托里拆利实验 B.富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
【答案】(1)C
(2) A 见解析
【详解】(1)亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。他认为在自然界中,接触到真空的液体就会自己填补,会上升。
A.回声的形成是声在传播过程中遇到障碍物,声被障碍物反射回来,与亚里士多德的观点不符,故A不符合题意;
B.彩虹是太阳光的色散,与亚里士多德的观点不符,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,与亚里士多德的观点相符,故C符合题意。
故选C。
(2)[1][2]A.托里拆利实验,当外界大气压是一个标准大气压,能支持76cm高的水银柱,玻璃管的长度是1m,玻璃管内上方有一段真空,水银没有去填补,亚里士多德认为接触到真空的液体就会自己填补,所以托里拆利实验能推翻亚里士多德理论,故A符合题意;
B.富兰克林风筝雷电实验是大气中的放电现象,与亚里士多德的观点不相关,故B不符合题意;
C.马德堡半球实验是证明大气压的存在,并且证明大气压很大,与亚里士多德的观点不相关,故C符合题意
故选A。
25.小海从西安到西藏旅游,发现随身携带的食品袋鼓起来了,如图所示。这是因为海拔高度升高,大气压 导致的。膨胀后袋内气体的质量 、密度 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 变小 不变 变小
【详解】[1]随着海拔高度的增大,空气密度减小,大气压也随之减小,食品袋内气体由于密闭,气压几乎不变,外界大气压小于袋内气压,导致食品袋内部气体膨胀,食品袋鼓起来。
[2][3]袋内气体膨胀后体积变大,气体的质量不变,根据公式可知袋内气体密度变小。
26.著名的 实验证明了大气压强存在且很大,1标准大气压强的值约为帕,表示 ;珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压 (选填“高”或“低”)。
【答案】 马德堡半球 每平方米面积上受到的压力为牛 低
【详解】[1] 著名的马德堡半球实验把半球的空间抽成真空,就需再用十六匹马才能拉开,有力的证明了大气压强的存在。
[2] 意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值。一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱所产生的压强,大小约为帕,表示的物理意义是每平方米面积上受到的压力为牛。
[3] 大气压不是固定不变的,海拔高度越高,空气越稀薄,密度越小,大气压强就越小,即大气压随着海拔的高度的增高而减小,所以珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压低。
27.如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为 mm。
(2)通过计算可知当时的气压为 Pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 ,水银柱的长度将 。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要 。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)760
(2)1.03×105
(3) 不变 变长
(4)偏小
【详解】(1)由图中数据可知,水银柱的高度为760mm。
(2)当时的气压为
(3)[1][2]由最后一图可知,玻璃管倾斜,管中水银柱长度将变长,但是高度不变。
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,当倒插入水银槽中时,玻璃管中会存在少量空气,空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度减小,则测量的大气压值比真实值要偏小。
【能力培优】
28.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
【答案】 A B 关闭 A A 大气压
【详解】[1][2][3][4][5][6]活塞式水泵是利用大气压原理工作的。提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面;再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水管流出,大气压迫使水推开阀门B水就进入圆筒。如此循环,就可以把水泵出。
29.如图所示是托里拆利实验的装置图,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在一端封闭、约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有 ;
(2)如图乙所示,用手指堵住管口,将管口向下插入水银槽中。移开手指,待液面稳定后,读出此时管内外的液面高度差为745mm,此时外界压强 1个标准大气压;如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满整根玻璃管;
(3)其他条件不变,如果该实验中出现以下情况(以下均选填“变长”“不变”或“变短”):
a.将玻璃管换成更粗的玻璃管,水银柱的高度将 ;
b.若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度将 ;
c.将玻璃管倾斜(管口仍处于水银面下方),水银柱的高度将 ;
(4)如图丙所示,如果把这套装置移入足够大的玻璃钟罩内,用抽气机逐渐抽出里面的空气,将会看到玻璃管中的水银柱 。
【答案】(1)空气
(2) 小于 会
(3) 不变 变短 变长
(4)下降
【详解】(1)在一端封闭、约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有空气,否则管内的空气有也一定的压强,结果会导致测量结果偏小。
(2)[1][2]标准大气压约为1.013×105 Pa,即外界大气压的大小等于760mm汞柱产生的液体压强,此时外界大气压只托起了745mm汞柱,表明此时外界压强小于1个标准大气压;如果用水来代替水银做实验,由于水的密度远小于水银的密度,所以外界大气压能够托起更高的水柱,即水会充满这个玻璃管。
(3)[1] a、根据玻璃管内水银产生的液体压强知道,液体压强与玻璃管的粗细无关,所以将玻璃管换成更粗的玻璃管,水银柱的高度不变。
[2] b、若有少量空气残留在玻璃管内,则管内空气产生的压强与液体压强之和才等于外界大气压强,而外界大气压强不变,所以水银柱的高度将变短。
[3] c、将玻璃管稍微倾斜一点,水银柱的长度将变长,但是水槽和玻璃管内液面的高度差不变。
(4)当用抽气机逐渐抽出玻璃钟罩内的空气时,水槽外的气压逐渐减小,而水银柱产生的液体压强大于水槽外的大气压强,为了达到平衡状态,玻璃管中的水银柱将下降。
30.水槽内放有一根软管,五滨和朝晖把软管装满水,关闭阀门k后竖直提起。管内的水静止时水面在P处,五滨用激光射向该处,光与水平面的夹角为45°。朝晖测得激光笔头与水管的水平距离为9.9m;水槽水面到管口的竖直距离为0.2m(如图甲所示)。g取、。
(1)本实验,大气压强支持 m高的水柱。根据液体压强公式 可知,该高度水柱产生的压强为 Pa。若此时外界大气压强不变,从水槽中取出一些水,使水槽的水面下降了0.1m,则此时P处的液面会 (选填“上升”“下降”“不变”);
(2)已知四楼与三楼高度相差3m,如图乙所示,两位小伙伴继续重温经典的物理实验,他们在不同楼层安装了水槽和活塞式抽水机,能抽出水的有哪些抽水机?答: (选填“A”“B”“C”)抽水机。
【答案】 9.9 下降 AB
【详解】(1)[1]光与水平面的夹角为45°,测得激光笔头与水管的水平距离为9.9m,由等腰三角形知识可知,本实验大气压强支持的水柱高度为。
[2][3]由可得,该高度水柱产生的压强为
[4]此时外界大气压强不变,大气压能支持的水柱高度不变,水槽的水面下降了0.1m,则此时P处的液面也会下降0.1m。
(2)[5]AB抽水机与蓄水池间的高度差小于9.9m,由[1]可知,大气压可以将水举高9.9m,所以AB抽水机可以抽出水;C抽水机与蓄水池间的高度差大于9.9m,所以不能抽出水。
故选AB。
31.小聪和小明利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)如图甲所示,已知所用一次性注射器的容积为V。测出注射器的全部刻度的长度,记为L,则注射器中的活塞的面积 。当注射器中的活塞刚开始滑动时,读得弹簧测力计的示数为F,则该地的大气压强可表示为 ;
(2)实验时,小聪又发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小聪采用了图乙装置,将注射器筒固定在水平桌面上,排尽注射器内的空气,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,测得杯与水的总质量为;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水的质量为时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 ,所测大气压的值应为 。
【答案】
【详解】(1)[1][2]根据题意知道,注射器的容积为V,全部刻度的长度为L,所以由知道,注射器中的活塞的面积是
根据二力平衡条件可知,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,由此可知,该地的大气压是
(2)[3][4]当注射器中的活塞开始向左滑动时,活塞水平方向受到大气压力、摩擦力和水杯的拉力,则
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析有
两式联立解得
所以测大气压的值为
32.在A地完成图甲所示的实验,则当地大气压等于 m高的液柱A所产生的压强。在B地完成图乙所示的实验,液体A的密度比B大,则A地的大气压 B地大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。小腾想用丙图的方法测B地大气压:将用刻度尺测出直径为D的吸盘(吸盘质量不计)按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计拉吸盘,当吸盘刚好被拉开时弹簧测力计的示数为F,则求B地的大气压的表达式是 。(用题目的字母表示)
【答案】 10.3 大于
【详解】[1]由图甲可知,在A地完成图甲所示的实验,则当地大气压等于10.3m高的液柱A所产生的压强。
[2]在B地完成图乙所示的实验,则当地大气压等于9m高的液柱B所产生的压强;液体A的密度比B大,A的液柱的高度大于B的液柱的高度,根据p=ρgh可知,A地的气压要大于B地的气压。
[3]用刻度尺测出吸盘直径,记作D,则面积
将拉力F与吸盘的面积代入公式
33.如图甲,小金利用透明硬质水管测量大气压强值。实验装置示意图如图乙,其中K1、K2为气密性良好的阀门。将管子下端浸在水槽中,关闭K2,往管内装满水(水位超过K1),再关闭K1,打开K2,管内液面下降了一段距离,稳定后测得管内外液面高度差h=9.30m
(1)由实验可得当地的大气压强值为 Pa;(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)再打开K1,管内水面将 (选填“上升”、“不升不降“或“下降”);
(3)小金将长度约为30cm的塑料管装满水并用纸片盖住,迅速倒置,使管口竖直向下,发现纸片不会往下掉,如图丙所示。此时纸片受到水的压强 (选填“小于”、“大于”或“等于”)大气压强;随后将管口旋转至水平方向,发现纸片仍不往下掉,说明 ;
(4)老师给同学们演示大气压强实验,如图丁所示,可知当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强,此气压下水的沸点 (选填“大于”、“等于”或“小于”)100℃。
【答案】 9.3×104 下降 小于 大气向各个方向都有压强 740 小于
【详解】(1)[1]测量得到的大气压强值为
(2)[2]再打开K1,管内水与外界相通,管内外大气压相等,液柱在重力作用下全部流到容器中,所以液面会下降。
(3)[3][4]将装满水的塑料管用纸片盖住,迅速倒置,如图丙,纸片不会往下掉,这是因为纸片下端的大气压大于纸片上端水柱产生的压强;将管口旋转至水平方向,发现纸片仍不往下掉,说明大气向各个方向都有压强。
(4)[5][6]如图丁,当时的大气压强等于740mm水银柱产生的压强,此时的气压低于标准大气压760mm水银柱,水的沸点低于100℃。
34.小慧利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时可先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:一是减小 ;二是 。
(2)如图所示,水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,则大气压的值可以表示为p=
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值 (偏大/不变/偏小)。
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (甲/乙)注射器,理由是 。
【答案】 摩擦 活塞的密封性好 刚开始移动 偏小 甲 用乙时,所测的力将超过测力计的量程
【详解】(1)[1][2]实验时,先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样可以减小活塞与筒壁之间的摩擦,还可以防止活塞与筒壁之间漏气,使活塞的密封性好。
(2)[3][4]当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气压力刚好平衡,因此记录下此时的示数F,注射器时一个圆柱体形状,因此用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,由此可得出活塞的面积为,根据压强公式可得出,大气压的值为
(3)[5]如果筒内空气在实验过程中没有排尽,将会导致拉力的测量值变小,根据公式可知,将导致测得的大气压的值偏小。
(4)[6][7]由题意可知,甲、乙两个注射器,活塞的面积分别为0.5cm2和2cm2,大气压约为100000Pa,根据可得,若使用乙注射器时的拉力为
F乙=pS乙=100000Pa×2×10-4m2=20N
已知弹簧测力计量程为10N,超出了测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。