专题09 大气压强及流体压强(上海专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级物理下学期期末真题分类汇编
2025-05-12
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内容正文:
专题09 大气压强及流体压强
大气压强原因及两大压强实验
1.(上海杨浦区中考一模(·一模)我们的地球被一层厚度约为80~100千米的大气层包围着。由于大气受到_______作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。意大利科学家_______首先用实验测定了大气压强的值。而大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强越_______。
2.著名的_____证明了大气压强存在且很大,意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。
3.历史上有力证明大气压存在的实验是_________;首先用实验的方法测出大气压强数值的科学家是_____,1标准大气压约为_____Pa。
4.历史上首次证明大气压存在的著名实验是______。如图甲所示是用托里拆利实验装置测量大气压强,将玻璃管稍微倾斜,细管下端管口未脱离水银面,则管内外的水银面高度差将______。如图乙所示是小明自制的一个气压计,他把这个自制气压计从山脚拿到山顶,管内的液柱高度将______。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
5.著名的___________实验证明大气压的存在且很大,意大利科学家托里拆利首次用___________mm汞柱测得了大气压的值。
6.擦窗机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压______(选填“大于“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上,其中大气压由意大利物理学家______首次用76mm汞柱测定;若吸盘与玻璃的接触面积为1×10-3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为7.5×104Pa,则吸盘对玻璃的压力是______N。
7.(24-25九上·上海浦东新区·调研)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、抽气机的连接口均密封),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
8.在图所示的一些与物理相关的生活现象中,用吸管吸取饮料,利用了大气压,意大利物理学家托里拆利首次用_______mm汞柱测得了大气压的值;若杯内饮料喝尽并取出吸管后,再次向里面倒水,则水杯的重心__________(选填“升高”或“降低”或“先升高后降低”或“先降低后升高”);用力捏水杯,不久后手有了红印,证明物体间力的作用是_______,若水杯静止,则小张判断手对杯子的力和杯子对手的力的合力为零,这一判断是________(选填“正确”或“错误”)的。
9.(23-24九上·上海民办金盟学校(五四制)·)历史上首先用实验测出大气压值的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.阿基米德 D.托里拆利
10.如图为测量大气压强的水银气压计,会使测得大气压数值偏小的操作是( )
A.将玻璃管略倾斜 B.将玻璃管略微下压
C.将玻璃管直径加粗 D.少量空气泡进入玻璃管内
设计实验估测大气压的值
11.某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值,实验步骤如下所示。
实验步骤
① 记录注射器内管的横截面积S,然后将注射器活塞推到0毫升处,用橡胶帽把注射器出液口密封 ;
② 将注射器倒立(出液口向上)竖直固定,用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上(桶的重力约6牛左右,桶容积约3升);
③ 将水缓慢注入水桶,当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水;
④ 测量水桶和水的总重力G并做记录,计算并记录总重力G与横截面积S的比值;
⑤ 重复以上步骤三次,计算并记录三次结果的平均值。
(见示意图,图中注射器与水桶的大小比例关系不对应真实比例关系)
(1)在该实验中,实验原理是______,实验中多次测量是为了______;
(2)若已知当地的大气压强的值在1×105帕左右,现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择,该实验选择______(选填“A”或“B”)比较合适,理由是______;
A.内管横截面积0.4厘米2的注射器
B.内管横截面积3厘米2的注射器
(3)若考虑活塞、绳子所受重力,且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留,测出的大气压强值应______(选填“偏大”或“偏小”)。
12.(23-24九上·上海闵行区六校联考·)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下。
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,目的是________;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另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被拉动时,记下弹簧测力计的示数为________N;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为________cm;
(4)计算得到大气压强的数值为________Pa;
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是________。(写出一条)
大气压强应用
13.(22-23九上·上海奉贤区五校联考·)马德堡半球实验证明大气压强___________且很大。若今天上海市地面附近的大气压强值约等于10米高水柱所产生的压强,则其大气压强值约为___________帕,西藏拉萨的海拔高度远高于上海的,则拉萨地面附近的大气压强比上海的___________(选填“大”或“小”)。
14.在学习了大气压强的知识后,甲、乙两地的师生通过交流,决定利用托里拆利实验装置(如图所示),在同一时间研究“不同地点的大气压强”。两地的同学同时在各自的学校进行了分组实验,各组同学均进行了正确的实验,并将测得的水银柱高度h甲和h乙的数据通过交流、汇总,记录在下表中:
甲组
乙组
丙组
甲地测得的水银柱高度h甲(厘米)
75.8
75.8
75.8
乙地测得的水银柱高度h乙(厘米)
74.3
74.3
74.3
(1)分析比较表中第二行或第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:在同一时间同一地点_____。
(2)分析比较表中第二行和第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:在同一时间不同地点_____。
(3)同学们根据学过的知识一起认真思考、分析了两地实验数据不同的原因,以下合理的选项是_____。
A.两地所处的海拔高度不同
B.两地同学所选用的玻璃管粗细不同
C. 当时两地的天气情况不同
D.两地同学将玻璃管管口插入水银面的深度不同
15.如果把空气比作海洋,我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。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,可得初步结论:_________;
②小明为了计算出大气层的厚度,有如下的推理:
如图所示,设想人将手摊开,手掌面积为S,手掌距大气“海面”的距离为h,手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ,则。
由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压,该值约为1.01×105帕。
小明查阅相关资料得知:“地球的大气层厚度约为80~100千米”,发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理,并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因____________。
16.小明在学习完“大气压强”后,从网络上查阅到我国主要城市中心区平均海拔高度及通常情况下的大气压值和水的沸点的统计数据,如下表:
城市
海拔高度(米)
大气压(千帕)
水的沸点(℃)
上海
4.5
100.53
100
成都
505.9
94.77
98.4
贵阳
1071.2
88.79
96.6
兰州
1517.2
84.31
95.2
拉萨
3658.0
65.23
88.4
根据以上信息回答:
①水的沸点与大气压的关系是_________________。
②海拔高度为3000米处,水的沸点可能是____。
A.75℃ B.83℃ C.90℃ D.100℃
③用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,如图所示。若将此瓶从上海带到拉萨,将会观察到瓶口上的橡皮膜______(选填“向上凸起”或“向下凹陷”)。这是因为______________。
流体压强与流速的关系
17.(24-25九上·上海普陀区·期末)小明了解到有一种简易家庭淋浴装置,是一种结构如图(a)所示的混合阀,它有两个进水口,冷水口直接与自来水管连接,热水口很细,连接的吸水管插在一壶热水里。使用时候,拧开水龙头,热水会自动上升,冷水和热水混合后,从喷头里喷出温水。为探究冷水和热水通过混合阀混合后变成温水的原因,他查阅了相关资料,了解到混合阀内部结构如图(b)所示,类似一个三通管。为此他找来如图(c)所示的玻璃管(两根竖直管与水平管相通),将此玻璃管右管与自来水管连接,当水在玻璃管中流动时(已知横截面积较大处水的流速小于横截面积较小处水的流速),两根竖直管中水面的高度不相同,实验现象如图(c)所示。
(1)由图(c)所示的实验现象,得出管中液体对管壁的压强与液体流速之间关系的初步结论是:______;
(2)请结合上述结论,分析冷水流过混合阀时,热水会自动上升与冷水混合的原因______。
18.如图甲所示,小明的妈妈为了躲避盛夏热辣的阳光,想在电动车的前把上安装遮阳伞,可商家告诉妈妈根据《上海市非机动车安全管理条例》,自2021年5月1日起,已明确禁止在非机动车上加装遮阳伞。为探其原因,小明根据遮阳伞的形状制作了如图乙所示的模型,并查阅资料了解到模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。小明把该模型穿在一根铁丝上并固定,在铁丝的上下各用一个力传感器施加向上、向下的拉力后,打开电扇对着模型吹风,如图丙所示。结果发现:上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大。
(1)根据实验现象比较模型上、下表面受到的流动气体压强的大小关系,并结合相关条件可归纳出流动气体的压强与流速的关系是:______;
(2)结合之前学过的知识:在其他条件相同时,压力越大,摩擦力也越大。请你根据上述信息帮小明解释非机动车禁止加装遮阳伞的原因:______;
(3)下列生活实例中,不能利用上述的规律解释的是______。
A.一阵大风吹来,伞面被吹翻
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,增加抓地力
19.高铁站的候车区一般在地面上标有黄色警戒线,称为安全线,主要起到提醒和警示作用。为了明确设置安全线的原因,小航查阅资料后获得如下信息:
①液体和气体没有一定的形状,都具有流动性,因此统称为流体;
②列车进站时会带动周围的气体流动,且车速越大,气体流动速度越大;
③如果乘客与列车靠得过近,存在被列车“吸”过去的危险;
④不同运行速度的列车对应安全线到站台边缘的距离如表1所示。
表1
列车速度
安全线到站台边缘的距离
不大于120千米/小时
1.0米
120千米/小时至160千米/小时
1.5米
160千米/小时至200千米/小时
2.0米
请根据相关材料,回答下列问题。
(1)乘客被列车“吸”过去是源于乘客和列车之间的气压___________。根据上述材料信息还可知:流体压强和流速有关,随着流体流速增大,流体压强将___________;(均选填“增大”或“减小”)
(2)流体压强和流速的关系应用非常广泛,文丘里流量计可用于测量有压管道天然气流量,其结构示意图如图所示;
(a)若有压管道内天然气没有流动,则文丘里管内液面高度差为___________。
(b)当文丘里管内液面高度差为时,查阅相关资料可知此时截面位置的流速差为,则该有压管道内天然气的流速大小为___________。(用的代数式表示)
探究流体压强与流速的关系
20.(24-25九上·上海浦东新区上海师范大学附中)如图1甲,小红撑着伞在雨中行走,一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红制作一个上凸下平的模型固定在托盘测力计上,用电风扇在模型正前方吹风模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可得到的结论为:空气流速越快,模型受到的升力越______(选填“大”或“小”);
(2)夏天,若在电动车上加装遮阳伞(如图1丙),则电动车快速行驶时,会有很大的安全隐患,请说明理由:______;
(3)为解决某地下商城“工”字形通道的通风问题,技术员设计了如图2 所示的几种方案,弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案______;因为______;
(4)流体的流速变化引起压强变化,既给我们带来便利,也可能造成危害,如火车急速行驶过站时,容易将人吸入,所以我们可以防止这一事故发生,可做的措施有:______;
(5)根据上述研究,下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是______。
A.飞艇可以停在空中一定高度处
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞
21.如图所示的装置可以用来研究液体压强与流速的关系。
(1)如图所示,当阀门K关闭时,A、B两竖直细玻璃管中的液面___________(选填“相平”或“不相平”);
(2)打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管下端水压较___________(选填“大”或“小”),B管中液面较___________(选填“高”或“低”)。
六、单选题
22.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
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。
23.物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小
B.图乙所示,杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C.图丙所示,通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D.图丁所示,往纸片中间吹气,纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
七、填空题
24.科学家托里拆利是物理学历史上最先用实验测定了___________的值。运动员挥拍用力击打乒乓球主要是为了改变球的___________。我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”满载时从长江驶入东海,舰身会________(选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”)。
25.如图所示,是用来测量大气压的___________实验,实验中使用水银的原因是水银___________(选填“密度大”、“有毒”或“颜色(银色)容易辨别”),测量值为___________cmHg,运动员所携带的水银气压计就是由该原理制成的,海拔越高,气压越___________。(选填“大”或“小”)
26.(24-25九上·上海存志东校·)直到1654年,著名的______实验,使人们确信大气压强的存在并且很大。大气压强的数值会随着海拔高度的增加而逐渐______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。1标准大气压等于______帕。
27.(23-24九上·上海风华中学)水银的密度为13.6×103千克/米3,它表示每立方米的水银的 ___________,意大利科学家 ___________利用水银测出大气压强的值约等于76 ___________(填单位)水银柱产生的压强,在该实验中若玻璃管顶端不慎被打破,管内水银将 ___________(选填“上升”或“下降”)。
28.(青浦区中考一模(·一模)生产生活中蕴含着大量的物理学知识。汛期,大坝水位达到“戒水位”时就要泄洪降低水位,这是因为水的深度越深,压强________;高山上用高压锅煮饭,是因为海拔高度越高,大气压_______;锅炉液位计利用了________原理,使液位计中的水面与锅炉内水面始终相平。(前两空选填“越大”或“越小”)
29.日常生活中处处蕴含着物理知识。针筒吸取药液利用的是_________的知识;拦河大坝上窄下宽,这是因为液体内部的压强随着_______的增加而增大。为减轻国产C919大飞机的质量,制造时采用_______较小的铝锂合金。
30.如图甲所示是河南洛阳小浪底大坝剖面示意图,由__________的规律可知,堤坝下部受到的水的压强比上部大,因此为确保安全,堤坝下部比上部更为厚实;如图乙所示,轮船冬季吃水线在夏季吃水线________(选填“上”或“下”);图丙所示是文丘里流量计的结构示意图,流体在通过流量计时局部收缩,从而使流速增大,压强________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
31.(1)据报道,荆州机场已在沙市区岑河镇动工,机场的建成将为我们的出行带来极大方便。飞机升空过程中,机翼_______方(选填“上”或“下”)的空气流速大,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),同时臀部有灼热感,这是通过_______方式来改变内能的。
八、实验题
32.上海崇明区·期末)学习了压强知识后,某物理兴趣小组选取一定质量的空气密封起来,改变它的温度和体积,用压强传感器测出了它的压强,记录在下表中,请根据表中的数据回答问题:
(1)当该一定质量的密封空气,温度为40℃,体积为20L时,它的压强为________kPa;
(2)当该一定质量的密封空气,体积一定时,压强与温度的关系是:_________;
(3)根据表中数据,可以推测:当温度为20℃,该密封空气受到挤压后体积变为10L时,它的压强约为__________kPa。
33.如图所示,U形管压强计能研究液体内部的压强。小汇想研究其工作原理,查阅资料后得知:(1)探头、橡皮软管和U形管的左管之间封闭了一部分气体;(2)U形管中装有同种液体,两边液面的高低可以比较液面上方的气体压强大小;(3)在温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系见下表。
体积 V(mL)
12
11. 5
11
10. 5
10
气体压强 p(标准大气压)
1. 00
1. 04
1. 09
1. 14
1. 20
①分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系,可得:在温度不变的情况下,一定质量的气体______;
②结合所学知识及上述信息,指出挤压橡皮膜后U形管压强计左管液面低于右管液面的原因,并写出分析过程:______;
③下图中,与U形管压强计工作原理相同的是______。
34.(24-25九上·上海黄浦区格致中学·)下表记录了干燥空气在不同气压和温度时的密度,请依据表中的相关数据回答问题:
气压(帕)
密度(千克/米3)
温度(℃)
93300
96000
101000
104000
5
1.17
1.20
1.27
1.30
10
1.15
1.18
1.25
1.28
15
1.13
1.16
1.23
1.26
20
1.11
1.14
1.21
1.24
(1)当温度为20℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为________千克/米3;
(2)干燥空气的密度与气压的关系是:___________;
(3)某同学根据表中数据规律,认为:“因为一般情况下,上海地区冬季温度比夏季温度低,所以上海地区冬季干燥空气的密度大于夏季干燥空气的密度。”你是否同意他的判断,并说明理由:________。
35.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体,当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小李同学将图(a)所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同。从图中可以看出A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大,可见流体的压强与流速之间有着一定的关系。
接着,小明又自制了一个飞机机翼模型,如图(b)将其固定在托盘测力计上,在模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流。
(1)由图(a)的实验现象,得出流体压强与流速之间的初步结论是_____;
(2)在图(b)所示的实验中,电扇没有吹风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力大小,当电扇转动后,发现托盘测力计的示数减小了,请用上述实验结论分析原因。电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸,空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方较平,空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,_________;
(3)下列情形中,能够运用上述实验结论进行解释的是_____(选填序号)。
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.地铁站台上,人必须在警戒线外候车
C.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
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专题09 大气压强及流体压强
大气压强原因及两大压强实验
1.(上海杨浦区中考一模(·一模)我们的地球被一层厚度约为80~100千米的大气层包围着。由于大气受到_______作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。意大利科学家_______首先用实验测定了大气压强的值。而大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强越_______。
【答案】 重力 托里拆利 小
【来源】2022年上海市杨浦区中考一模(2021-2022学年九年级上学期期末质量检测物理试卷)物理试题
【详解】[1]大气受重力的作用且具有流动性,大气会处在其中的物体产生压强,叫大气压强,简称大气压。
[2]意大利科学家托里拆利利用水银和长玻璃管进行实验,首先测定了大气压强的值。
[3]大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气越稀薄,大气压强越小。
2.著名的_____证明了大气压强存在且很大,意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。
【答案】 马德堡半球实验 托里拆利 760
【来源】2024年上海市彭浦第三中学中考二模物理试题
【详解】[1]著名的马德堡半球实验通过两个紧密合在一起的铜半球,在抽去其中的空气后,由两队马分别向两个方向拉,结果半球未被拉开,从而证明了大气压强存在且很大。这个实验以其直观、震撼的效果,成为了证明大气压强存在的重要实验之一。
[2][3]意大利科学家托里拆利首次用实验的方法测出了大气压强的数值。他利用装满水银的细玻璃管,倒置在水银槽中,发现水银柱的高度稳定在一个特定的值,即760毫米汞柱。这个值就是当时大气压强的准确值。
3.历史上有力证明大气压存在的实验是_________;首先用实验的方法测出大气压强数值的科学家是_____,1标准大气压约为_____Pa。
【答案】 马德堡半球实验 托里拆利 1.01×105
【来源】四川省汉源二中2023-2024学年八年级上学期第一次月考物理题
【详解】[1]1654年,德国马德堡市长格里克通过一个实验证明了大气压的存在,后来这个实验被称为马德堡半球实验,即证明大气压存在的实验是马德堡半球实验。
[2][3]1644年,意大利科学家托里拆利通过实验精确地测出了大气压强的值,约为1.01×105Pa,人们把这个压强叫1标准大气压。
4.历史上首次证明大气压存在的著名实验是______。如图甲所示是用托里拆利实验装置测量大气压强,将玻璃管稍微倾斜,细管下端管口未脱离水银面,则管内外的水银面高度差将______。如图乙所示是小明自制的一个气压计,他把这个自制气压计从山脚拿到山顶,管内的液柱高度将______。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 马德堡半球实验 不变 变大
【来源】河北省保定市徐水区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】[1]历史上首次证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验,由当时马德堡市的市长主持进行。
[2]托里拆利实验是通过管内外水银面的高度差显示大气压的,若玻璃细管稍微倾斜,外界大气压没有改变,水银柱的压强也没有改变,所以管内外的水银面的高度差将不变。
[3]自制气压计瓶内的气压等于大气压和细玻璃管内液柱产生的压强之和,若把自制气压计从山脚拿到山顶,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则山顶的大气压小,而瓶内压强不变,则细玻璃管内液柱产生的压强将变大,即管内的液柱高度将变大。
5.著名的___________实验证明大气压的存在且很大,意大利科学家托里拆利首次用___________mm汞柱测得了大气压的值。
【答案】 马德堡半球 760
【来源】2024年上海市奉贤区五校联考中考模拟物理试题
【详解】[1]马德堡半球实验中用16匹马勉强将两个半球拉开,证明了大气压的存在且很大。
[2]托里拆利通过实验测出了1个标准大气压的值,等于760毫米高的水银(汞)柱所产生的压强,即1.013×105Pa。
6.擦窗机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压______(选填“大于“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上,其中大气压由意大利物理学家______首次用76mm汞柱测定;若吸盘与玻璃的接触面积为1×10-3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为7.5×104Pa,则吸盘对玻璃的压力是______N。
【答案】 小于 托里拆利 75
【来源】2024年上海市静安区三校联考中考备考第三次模拟物理试题
【详解】[1]擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出,主机内部的气压减小,小于外面的大气压,大气压将机器人紧压在玻璃上。
[2]意大利物理学家托里拆利首次测定了大气压强的值,且首次用76mm汞柱测定大气压强的值。
[3]由 知道,吸盘对玻璃的压力是
7.(24-25九上·上海浦东新区·调研)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、抽气机的连接口均密封),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
【答案】(1) 支持 见解析
(2) AB 见解析
【来源】上海市浦东新区2024-2025学年九年级上学期质量调研(中考一模)物理试题
【详解】(1)[1][2]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。支持小明的观点,因为在覆杯实验中,杯口朝上时,薄片受到杯口对他竖直向上的支持力可能与薄片所受的重力平衡,所以无法证明大气压存在竖直向下 的压强。
(2)[1][2]用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连(橡胶管与玻璃罩、抽气机的连接口均密封),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。
8.在图所示的一些与物理相关的生活现象中,用吸管吸取饮料,利用了大气压,意大利物理学家托里拆利首次用_______mm汞柱测得了大气压的值;若杯内饮料喝尽并取出吸管后,再次向里面倒水,则水杯的重心__________(选填“升高”或“降低”或“先升高后降低”或“先降低后升高”);用力捏水杯,不久后手有了红印,证明物体间力的作用是_______,若水杯静止,则小张判断手对杯子的力和杯子对手的力的合力为零,这一判断是________(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】 760 先降低后升高 相互的 错误
【来源】2025年上海市宝山区上海交通大学附属中学模拟预测物理试题
【详解】[1]意大利物理学家托里拆利最早测出1标准大气压值相当于760mm高水银柱产生的压强,测出大气压值约为。
[2]喝饮料过程中,饮料质量减小,液面下降,杯子重心下降;重新往杯子倒入水,水的质量增加,液面上升,重心上升,因此杯子的重心先降低后升高。
[3]用力捏水杯,由于力的作用是相互的,水杯在受到手的力的同时,手也受到水杯相反的作用力,因此手会有红印。
[4]手对杯子的力和杯子对手的力是一对相互作用力,二者大小相等,方向相反,但是作用在不同物体上,因此不能说合力为零,该判断是错误的。
9.(23-24九上·上海民办金盟学校(五四制)·)历史上首先用实验测出大气压值的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.阿基米德 D.托里拆利
【答案】D
【来源】上海市民办金盟学校(五四制 )2023-2024学年九年级上学期12月课堂练习物理试题
【详解】A.牛顿总结得出了牛顿第一定律,故A不符合题意;
B.帕斯卡在运动和力的关系、压强等领域取得卓越的成就,发现了著名的帕斯卡定律。故B不符合题意;
C.阿基米德发现了杠杆的平衡条件和阿基米德原理。故C不符合题意;
D.1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先测出了大气压的数值,此实验命名为托里拆利实验,故D符合题意。
故选D。
10.如图为测量大气压强的水银气压计,会使测得大气压数值偏小的操作是( )
A.将玻璃管略倾斜 B.将玻璃管略微下压
C.将玻璃管直径加粗 D.少量空气泡进入玻璃管内
【答案】D
【来源】2024年上海市徐汇区中考一模物理试题
【详解】A.将玻璃管略倾斜,管中水银增多,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故A不符合题意;
B. 将玻璃管略微下压,管中真空柱变短,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故B不符合题意;
C.将玻璃管直径加粗,管中水银增多,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故C不符合题意;
D. 少量空气泡进入玻璃管内,管中水银上方不是真空,使水银柱与正常测量时相比下降,由p=ρgh可知,使测得值偏小,故D符合题意。
故选D。
设计实验估测大气压的值
11.某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值,实验步骤如下所示。
实验步骤
① 记录注射器内管的横截面积S,然后将注射器活塞推到0毫升处,用橡胶帽把注射器出液口密封 ;
② 将注射器倒立(出液口向上)竖直固定,用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上(桶的重力约6牛左右,桶容积约3升);
③ 将水缓慢注入水桶,当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水;
④ 测量水桶和水的总重力G并做记录,计算并记录总重力G与横截面积S的比值;
⑤ 重复以上步骤三次,计算并记录三次结果的平均值。
(见示意图,图中注射器与水桶的大小比例关系不对应真实比例关系)
(1)在该实验中,实验原理是______,实验中多次测量是为了______;
(2)若已知当地的大气压强的值在1×105帕左右,现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择,该实验选择______(选填“A”或“B”)比较合适,理由是______;
A.内管横截面积0.4厘米2的注射器
B.内管横截面积3厘米2的注射器
(3)若考虑活塞、绳子所受重力,且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留,测出的大气压强值应______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 减小实验误差
(2) B 对A活塞向上的大气压力约为4牛,小于桶的重力,所以选择A无法用添水法测出大气压力的,只能选择B
(3)偏小
【来源】2025年上海市徐汇区中考一模物理试题
【详解】(1)[1]利用二力平衡测量出当地的大气压力,注射器内管的横截面积S,根据可知当地的大气压强,故该实验原理是。
[2]该实验是一个测量型实验,且测量的当地大气压强值是个定值,多次测量的目的是取平均值减小误差。
(2)[1][2]桶的重力约为6N,若选用内管横截面积0.4厘米2的注射器,大气压约为,根据计算可知对A活塞向上的大气压力约为4牛,小于桶的重力,所以选择A无法用添水法测出大气压力的,只能选择B。
(3)若还有少量气体残留,测得的大气压力偏小,受力面积没有问题,根据可知测出的大气压强值应偏小。
12.(23-24九上·上海闵行区六校联考·)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下。
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,目的是________;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另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被拉动时,记下弹簧测力计的示数为________N;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为________cm;
(4)计算得到大气压强的数值为________Pa;
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是________。(写出一条)
【答案】 排尽注射器内的空气,防止外界的空气进入注射器 8.2 6.00 注射器内空气没有排尽
【来源】上海市闵行区六校联考2023-2024学年九年级上学期期中物理试题
【详解】(1)[1]将活塞推至注射器筒的底部,是为了排尽注射器内的空气,再用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目是为了防止外界的空气进入注射器。
(2)[2]由图知,弹簧测力计分度值为0.2N,指针指在第一个刻度线处,所以示数为8.2N。
(3)[3]由图可知,注射器的全部刻度的长度为
L=8.00cm-2.00cm=6.00cm
(4)[4]注射器的体积为
活塞的横截面积为
大气压为
(5)[5]注射器中的空气不可能完全排净,这会使结果偏小。
大气压强应用
13.(22-23九上·上海奉贤区五校联考·)马德堡半球实验证明大气压强___________且很大。若今天上海市地面附近的大气压强值约等于10米高水柱所产生的压强,则其大气压强值约为___________帕,西藏拉萨的海拔高度远高于上海的,则拉萨地面附近的大气压强比上海的___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 存在 小
【来源】上海市奉贤区五校联考2022-2023学年九年级上学期期中考试物理试题
【详解】[1]马德堡半球实验的两个半球内空气慢慢被抽出,需要16匹马才能够拉开,该实验证明大气压强的存在。
[2]大气压强值约为
[3]西藏拉萨的海拔高度远高于上海的,高度越高,空气越稀薄,大气压越小,故拉萨地面附近的大气压强比上海的小。
14.在学习了大气压强的知识后,甲、乙两地的师生通过交流,决定利用托里拆利实验装置(如图所示),在同一时间研究“不同地点的大气压强”。两地的同学同时在各自的学校进行了分组实验,各组同学均进行了正确的实验,并将测得的水银柱高度h甲和h乙的数据通过交流、汇总,记录在下表中:
甲组
乙组
丙组
甲地测得的水银柱高度h甲(厘米)
75.8
75.8
75.8
乙地测得的水银柱高度h乙(厘米)
74.3
74.3
74.3
(1)分析比较表中第二行或第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:在同一时间同一地点_____。
(2)分析比较表中第二行和第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:在同一时间不同地点_____。
(3)同学们根据学过的知识一起认真思考、分析了两地实验数据不同的原因,以下合理的选项是_____。
A.两地所处的海拔高度不同
B.两地同学所选用的玻璃管粗细不同
C. 当时两地的天气情况不同
D.两地同学将玻璃管管口插入水银面的深度不同
【答案】 大气压强相同 大气压强不同 A和C
【来源】专题6.6 大气压强-备战2020年中考物理真题模拟题分类汇编(上海市)
【详解】(1)[1]分析比较表中第二行或第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:
在同一时间同一地点,大气压强相同;
(2)[2]分析比较表中第二行和第三行的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:在同一时间不同地点,大气压强不同;
(3)[3]海拔高度、温度、湿度都会对大气压强有影响,若两地的天气情况不同,则温度不同,大气压强就会不同;根据可知,玻璃管粗细和插入水银面的深度不会影响水银柱高度,即不会影响大气压强的测量;选项A、C符合题意。
15.如果把空气比作海洋,我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。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,可得初步结论:_________;
②小明为了计算出大气层的厚度,有如下的推理:
如图所示,设想人将手摊开,手掌面积为S,手掌距大气“海面”的距离为h,手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ,则。
由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压,该值约为1.01×105帕。
小明查阅相关资料得知:“地球的大气层厚度约为80~100千米”,发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理,并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因____________。
【答案】 大气压强、空气密度均随h的增大而减小 见解析
【来源】2024年上海市杨浦区中考一模物理试题
【详解】(1)[1]根据表中数据可知,随着高度的增加,大气压强和空气密度均减小。
(2)[2]不合理,小明的推导中
的成立条件是手掌上方空气柱的密度均匀,由于空气密度随海拔的增大而减小,所以手掌上方空气柱不是密度均匀的柱体。小明选用空气的最大密度计算大气层的厚度,导致计算结果偏小,与实际情况相差很大。
16.小明在学习完“大气压强”后,从网络上查阅到我国主要城市中心区平均海拔高度及通常情况下的大气压值和水的沸点的统计数据,如下表:
城市
海拔高度(米)
大气压(千帕)
水的沸点(℃)
上海
4.5
100.53
100
成都
505.9
94.77
98.4
贵阳
1071.2
88.79
96.6
兰州
1517.2
84.31
95.2
拉萨
3658.0
65.23
88.4
根据以上信息回答:
①水的沸点与大气压的关系是_________________。
②海拔高度为3000米处,水的沸点可能是____。
A.75℃ B.83℃ C.90℃ D.100℃
③用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,如图所示。若将此瓶从上海带到拉萨,将会观察到瓶口上的橡皮膜______(选填“向上凸起”或“向下凹陷”)。这是因为______________。
【答案】 大气压越低,水的沸点越低 C 向上凸起 海拔高度越高,大气压越小,所以瓶外气压小于瓶内的气体压强,橡皮膜向上凸起。
【来源】2020年上海16区中考物理一模试题分类汇编(八)——图片情景题
【分析】根据表中的数据变化关系进行分析即可作答。
【详解】[1]①根据表中后两列的数据变化关系可知,水的沸点与大气压的关系是:液体沸点随着气压的降低而降低。
[2]②根据表中后两列的数据变化关系可知,大气压与海拔高度的关系是:气压随着海拔的升高而降低;而海拔高度为3000米处于兰州和拉萨之间,则该处水的沸点应处于88.4~95.2℃。
故选C。
[3][4]③由表中数据可知上海的大气压高于拉萨的,即海拔高度越高,大气压越小,将此瓶从上海带到拉萨,由于瓶外的气压变小,所以橡皮膜向上凸起。
流体压强与流速的关系
17.(24-25九上·上海普陀区·期末)小明了解到有一种简易家庭淋浴装置,是一种结构如图(a)所示的混合阀,它有两个进水口,冷水口直接与自来水管连接,热水口很细,连接的吸水管插在一壶热水里。使用时候,拧开水龙头,热水会自动上升,冷水和热水混合后,从喷头里喷出温水。为探究冷水和热水通过混合阀混合后变成温水的原因,他查阅了相关资料,了解到混合阀内部结构如图(b)所示,类似一个三通管。为此他找来如图(c)所示的玻璃管(两根竖直管与水平管相通),将此玻璃管右管与自来水管连接,当水在玻璃管中流动时(已知横截面积较大处水的流速小于横截面积较小处水的流速),两根竖直管中水面的高度不相同,实验现象如图(c)所示。
(1)由图(c)所示的实验现象,得出管中液体对管壁的压强与液体流速之间关系的初步结论是:______;
(2)请结合上述结论,分析冷水流过混合阀时,热水会自动上升与冷水混合的原因______。
【答案】(1)液体流速越快的位置对管壁的压强越小
(2)见解析
【来源】上海市普陀区2024-2025学年九年级上学期期末(中考一模)物理试题
【详解】(1)由图(c)可知,横截面积较大处竖直管中水面的高度较大,横截面积较小处竖直管中水面的高度较低,由此可知,液体流速越快的位置对管壁的压强越小。
(2)当导管里有自来水流过时,冷水进入混合阀流速变快压强变小,管下方热水流速慢压强大,形成向上的压强差,把热水压上来后,在冷水作用下二者混合成温水,热水在吸水管内上升,与冷水混合后,从喷头喷出。
18.如图甲所示,小明的妈妈为了躲避盛夏热辣的阳光,想在电动车的前把上安装遮阳伞,可商家告诉妈妈根据《上海市非机动车安全管理条例》,自2021年5月1日起,已明确禁止在非机动车上加装遮阳伞。为探其原因,小明根据遮阳伞的形状制作了如图乙所示的模型,并查阅资料了解到模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。小明把该模型穿在一根铁丝上并固定,在铁丝的上下各用一个力传感器施加向上、向下的拉力后,打开电扇对着模型吹风,如图丙所示。结果发现:上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大。
(1)根据实验现象比较模型上、下表面受到的流动气体压强的大小关系,并结合相关条件可归纳出流动气体的压强与流速的关系是:______;
(2)结合之前学过的知识:在其他条件相同时,压力越大,摩擦力也越大。请你根据上述信息帮小明解释非机动车禁止加装遮阳伞的原因:______;
(3)下列生活实例中,不能利用上述的规律解释的是______。
A.一阵大风吹来,伞面被吹翻
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,增加抓地力
【答案】(1)在流体中,流速越快的位置压强越小
(2)见解析
(3)B
【来源】2025年上海市奉贤区中考一模考试物理试题
【详解】(1)模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大,说明模型整体受到一个向上的升力,由此可知,在流体中,流速越快的位置压强越小。
(2)遮阳伞上表面呈圆弧状,骑行时,上方空气流速大,压强小,下方流速慢,压强大,整体受到一个向上的升力,使得非机动车对地面压力减小,则摩擦力减小,车子抓地力不够,则容易出交通事故,所以非机动车禁止加装遮阳伞。
(3)A.一阵大风吹来,伞上方空气流速大,压强小,下方流速慢,压强大,整体受到一个向上的升力,所以伞面被吹翻,故A不符合题意;
B.将氢气球放手后,它会飘向空中,这是因为氢气球受到的浮力大于重力,故B符合题意;
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,上方流速慢,压强大,下方空气流速大,压强小,整体受到一个向上的力,所以可以增加抓地力,故C不符合题意。
故选B。
19.高铁站的候车区一般在地面上标有黄色警戒线,称为安全线,主要起到提醒和警示作用。为了明确设置安全线的原因,小航查阅资料后获得如下信息:
①液体和气体没有一定的形状,都具有流动性,因此统称为流体;
②列车进站时会带动周围的气体流动,且车速越大,气体流动速度越大;
③如果乘客与列车靠得过近,存在被列车“吸”过去的危险;
④不同运行速度的列车对应安全线到站台边缘的距离如表1所示。
表1
列车速度
安全线到站台边缘的距离
不大于120千米/小时
1.0米
120千米/小时至160千米/小时
1.5米
160千米/小时至200千米/小时
2.0米
请根据相关材料,回答下列问题。
(1)乘客被列车“吸”过去是源于乘客和列车之间的气压___________。根据上述材料信息还可知:流体压强和流速有关,随着流体流速增大,流体压强将___________;(均选填“增大”或“减小”)
(2)流体压强和流速的关系应用非常广泛,文丘里流量计可用于测量有压管道天然气流量,其结构示意图如图所示;
(a)若有压管道内天然气没有流动,则文丘里管内液面高度差为___________。
(b)当文丘里管内液面高度差为时,查阅相关资料可知此时截面位置的流速差为,则该有压管道内天然气的流速大小为___________。(用的代数式表示)
【答案】(1) 减小 减小
(2) 0
【来源】2025年上海市闵行区中考二模物理试题
【详解】(1)[1][2]乘客被列车“吸”过去是源于乘客和列车之间的气压减小。根据上述材料信息知道,流体压强和流速有关,随着流体流速增大,流体压强将减小。因为列车进站时带动周围气体流动,使乘客与列车之间的空气流速变大,根据流体压强与流速的关系,此处压强变小,而乘客身后的空气流速相对较小,压强大,从而产生一个推向列车的压力差,导致乘客有被“吸”过去的危险。
(2)[1]若有压管道内天然气没有流动,则文丘里管内液面高度差为0。因为天然气不流动时,管道内各处压强相等,根据连通器原理,文丘里管内液面应保持水平,高度差为0。
[2]天然气从管道流过时,在相同时间内截面的流量相等,则有,可得。由图可知,v2>v1,则流速差
解得有压管道内天然气的流速。
探究流体压强与流速的关系
20.(24-25九上·上海浦东新区上海师范大学附中·)如图1甲,小红撑着伞在雨中行走,一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红制作一个上凸下平的模型固定在托盘测力计上,用电风扇在模型正前方吹风模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可得到的结论为:空气流速越快,模型受到的升力越______(选填“大”或“小”);
(2)夏天,若在电动车上加装遮阳伞(如图1丙),则电动车快速行驶时,会有很大的安全隐患,请说明理由:______;
(3)为解决某地下商城“工”字形通道的通风问题,技术员设计了如图2 所示的几种方案,弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案______;因为______;
(4)流体的流速变化引起压强变化,既给我们带来便利,也可能造成危害,如火车急速行驶过站时,容易将人吸入,所以我们可以防止这一事故发生,可做的措施有:______;
(5)根据上述研究,下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是______。
A.飞艇可以停在空中一定高度处
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞
【答案】(1)大
(2)见解析
(3) 二 见解析
(4)火车站站台设置安全线
(5)C
【来源】上海市浦东新区上海师范大学附中2024-2025学年九年级上学期9月月考物理试题
【详解】(1)分析表中数据,空气流速越快,托盘测力计示数越小,说明模型受到的升力越大。
(2)电动车快速行驶时,伞面上方空气流速大,压强小,下方空气流速慢,压强大,会受到较大的升力,导致车辆对地面压力减小,车轮对地面间的摩擦力减小,带来极大的安全隐患。
(3)[1][2]为解决工字型过道通风问题,让空气流动起来,就要使得两侧通道空气流速不同从而使得两侧过道压强不同,利用压强差促使空气流动产生通风效果,根据流体压强实验结论,我们需要在两通道其中加一个凸起墙面,就可以保证两侧有压强差,则其中最有效的是方案二。
(4)如火车急速行驶过站时,火车附近空气流速大,压强小,容易将人吸入,为了防止这一事故发生,可以在火车站站台设置安全线。
(5)A.飞艇可以停在空中一定高度处是因为浮力等于重力,故A不符合题意;
B.将氢气球放手后,它会飘向空中是因为浮力大于重力,故B不符合题意;
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞,是因为两艘船之间水和空气的流速大,压强小,故C符合题意。
故选C。
21.如图所示的装置可以用来研究液体压强与流速的关系。
(1)如图所示,当阀门K关闭时,A、B两竖直细玻璃管中的液面___________(选填“相平”或“不相平”);
(2)打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管下端水压较___________(选填“大”或“小”),B管中液面较___________(选填“高”或“低”)。
【答案】 相平 小于 大 高
【来源】江苏省无锡市锡山区2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试题
【详解】(1)[1]当阀门K关闭时,A、B两竖直细玻璃组成了一个连通器,根据连通器原理,玻璃管的液面相平。
(2)[2][3][4]打开阀门K时,B管的底部比A管底部横截面积大,水流速小;根据流体压强与流速的关系,B管底部水的压强大,所以B管内的液面较高。
六、单选题
22.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
【来源】2025年上海市崇明区中考一模物理试题
【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。
23.物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小
B.图乙所示,杯口的纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了大气压的作用
C.图丙所示,通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关
D.图丁所示,往纸片中间吹气,纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
【答案】B
【来源】江苏省无锡市锡山区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
【详解】A.测量液体压强的工具叫压强计,它是根据 U形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小的,但不能准确测出液体压强的大小;故A错误;
B.装满水的杯子倒置后,纸片和杯中水不掉下来,是因为大气压向上压纸片,使其处于平衡状态,即利用了大气压强,故B正确;
C.压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关;在探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力相等,图丙所示,因铅笔自身重力的影响,铅笔对两手指的压力不同,无法得出压力的作用效果与受力面积有关,故C错误;
D.向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越小,故D错误。
故选B。
七、填空题
24.科学家托里拆利是物理学历史上最先用实验测定了___________的值。运动员挥拍用力击打乒乓球主要是为了改变球的___________。我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”满载时从长江驶入东海,舰身会________(选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”)。
【答案】 大气压强 运动状态 上浮一些
【来源】2024年上海市崇明区中考二模物理试题
【详解】[1]托里拆利用托里拆利实验,第一个准确测量了大气压的值。
[2]运动员挥拍用力击打乒乓球时,乒乓球的运动速度大小和方向都发生了变化,球的运动状态发生了改变,这说明力可以改变物体的运动状态。
[3]因为攻击舰处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,因此当这艘攻击舰满载时从长江驶入东海时,浮力保持不变,由于东海的海水密度大于长江水的密度,由可得,液体密度变大,排开液体的体积变小,故舰身会上浮一些。
25.如图所示,是用来测量大气压的___________实验,实验中使用水银的原因是水银___________(选填“密度大”、“有毒”或“颜色(银色)容易辨别”),测量值为___________cmHg,运动员所携带的水银气压计就是由该原理制成的,海拔越高,气压越___________。(选填“大”或“小”)
【答案】 托里拆利 密度大 75 小
【来源】2024年上海市松江区六校联考中考备考第三次模拟物理试题
【详解】[1]图中有玻璃管和水银,是托里拆利实验,用来测量大气压值的。
[2]水银的密度在液体中最大,方便测量,要是用水,那水柱得10多米,不方便测量。
[3]图中管内外水银面的高度差是75cm,它产生的压强与大气压大小相等,因此大气压值是75cmHg。
[4]海拔越高,空气越稀薄,气压强越小。
26.(24-25九上·上海存志东校·)直到1654年,著名的______实验,使人们确信大气压强的存在并且很大。大气压强的数值会随着海拔高度的增加而逐渐______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。1标准大气压等于______帕。
【答案】 马德堡半球 变小 1.01×105
【来源】上海市存志东校2024-2025学年九年级上学期10月段考物理试题
【详解】[1]1654年,马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在。
[2][3]大气压强的大小与海拔高度有关,海拔越高,大气压强越低,一标准大气压的值是1.01×105帕。
27.(23-24九上·上海风华中学·)水银的密度为13.6×103千克/米3,它表示每立方米的水银的 ___________,意大利科学家 ___________利用水银测出大气压强的值约等于76 ___________(填单位)水银柱产生的压强,在该实验中若玻璃管顶端不慎被打破,管内水银将 ___________(选填“上升”或“下降”)。
【答案】 质量为13.6×103千克 托里拆利 cm 下降
【来源】上海市风华中学2023-2024学年九年级上学期10月月考物理试题
【详解】[1]根据物质密度的定义可知,水银密度为13.6×103千克/米3,它表示体积为1立方米的水银的质量为13.6×103千克。
[2][3]根据物理学史可知,意大利科学家托里拆利首次测定了,一个标准大气压能托起760mm高的水银柱,即一个标准大气压的值等于76cm高的水银柱产生的压强。
[4]当若玻璃管顶端不慎被打破时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终液面会相平。
28.(青浦区中考一模(·一模)生产生活中蕴含着大量的物理学知识。汛期,大坝水位达到“戒水位”时就要泄洪降低水位,这是因为水的深度越深,压强________;高山上用高压锅煮饭,是因为海拔高度越高,大气压_______;锅炉液位计利用了________原理,使液位计中的水面与锅炉内水面始终相平。(前两空选填“越大”或“越小”)
【答案】 越大 越小 连通器
【来源】2022年上海市青浦区中考一模(2021-2022学年九年级上学期期末综合测试)物理试题
【详解】[1]根据可知,当液体的密度不变,深度越深,压强越大。
[2]高山上用高压锅煮饭,是因为海拔高度越高,空气越稀薄,大气压强越小,导致水的沸点越低。
[3]锅炉与水位计底部联通,上端开口,组成了连通器,故利用连通器原理,使液位计中的水面与锅炉内水面始终相平。
29.日常生活中处处蕴含着物理知识。针筒吸取药液利用的是_________的知识;拦河大坝上窄下宽,这是因为液体内部的压强随着_______的增加而增大。为减轻国产C919大飞机的质量,制造时采用_______较小的铝锂合金。
【答案】 大气压强 深度 密度
【来源】2025年上海市松江区中考一模物理试题
【详解】[1]针筒吸药液时,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,利用的是大气压。
[2]由于液体内部的压强随深度的增加而变大,所以拦河大坝修建的上窄下宽。
[3]根据公式m=ρV可知,在体积相同的情况下,密度越小,质量越小,故可利用铝锂合金的密度较小来减轻飞机的质量。
30.如图甲所示是河南洛阳小浪底大坝剖面示意图,由__________的规律可知,堤坝下部受到的水的压强比上部大,因此为确保安全,堤坝下部比上部更为厚实;如图乙所示,轮船冬季吃水线在夏季吃水线________(选填“上”或“下”);图丙所示是文丘里流量计的结构示意图,流体在通过流量计时局部收缩,从而使流速增大,压强________(选填“增大”或“减小”或“不变”)。
【答案】 液体压强 下 减小
【来源】学易金卷:2024-2025学年初中下学期期中模拟考试 八年级物理期中模拟卷(上海专用,沪科版(五四制)2024,6~7章)
【详解】[1]液体由于受到重力作用,且具有流动性, 会对与它接触的容器底部和侧壁都产生压强。由液体压强规律可知,同种液体中液体的深度越大,压强越大。因此堤坝下部受到水的压强较大。
[2]冬季水温较低,夏季水温较高,由液体的热胀冷缩原理可知,冬季水的温度较低,密度增大;夏季水的体积膨胀因此它的密度减小。轮船漂浮在水面上,因此冬季和夏季时轮船所受的浮力大小相等,由于冬季水的密度大,由浮力公式可知,冬季时轮船排开液体的体积较小,即吃水线在夏季吃水线的下方。
[3]流体流速大的地方压强小,该流量计的1处横截面积大,流体流速小,压强大,2处横截面积小,流体流速较大,压强较小,所以,当管道中的流体流动时,在左右压强差的作用下,“U”形管左边的液柱下降,右边的液柱上升,从而形成高度差。
31.(1)据报道,荆州机场已在沙市区岑河镇动工,机场的建成将为我们的出行带来极大方便。飞机升空过程中,机翼_______方(选填“上”或“下”)的空气流速大,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中,动能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),同时臀部有灼热感,这是通过_______方式来改变内能的。
【答案】 上 变小 不变 做功
【来源】【专题】2022年中考物理第三次模拟考试试题(上海卷)
【详解】(1)[1][2]飞机机翼横截面上方是圆弧状,下方是直线,飞机运动时上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而形成升力;大气压随海波的升高而降低。
(2)[3][4]小朋友匀速下滑,质量和速度不变,所以动能不变;臀部有灼热感是通过摩擦做功,机械能转化为内能。
八、实验题
32.(上海崇明区·期末)学习了压强知识后,某物理兴趣小组选取一定质量的空气密封起来,改变它的温度和体积,用压强传感器测出了它的压强,记录在下表中,请根据表中的数据回答问题:
(1)当该一定质量的密封空气,温度为40℃,体积为20L时,它的压强为________kPa;
(2)当该一定质量的密封空气,体积一定时,压强与温度的关系是:_________;
(3)根据表中数据,可以推测:当温度为20℃,该密封空气受到挤压后体积变为10L时,它的压强约为__________kPa。
【答案】(1)128
(2)温度越高,压强越大
(3)240
【来源】上海市崇明区2016-2017学年九年级上学期期末考试物理试题
【详解】(1)由表中的数据可知,当该一定质量的密封空气,温度为40℃,体积为20L时,它的压强为128kPa。
(2)由表中的数据可知,当该一定质量的密封空气,体积一定时,压强与温度的关系是:温度越高,压强越大。
(3)由表中的数据可知,一定质量的密封空气,温度一定时,气体体积和气体压强的乘积为定值,即在温度不变的情况下,气体压强与气体体积成反比;当温度为20℃,体积为20L时,压强为120kPa,当该密封空气受到挤压后体积变为10L时,它的压强约为240kPa。
33.如图所示,U形管压强计能研究液体内部的压强。小汇想研究其工作原理,查阅资料后得知:(1)探头、橡皮软管和U形管的左管之间封闭了一部分气体;(2)U形管中装有同种液体,两边液面的高低可以比较液面上方的气体压强大小;(3)在温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系见下表。
体积 V(mL)
12
11. 5
11
10. 5
10
气体压强 p(标准大气压)
1. 00
1. 04
1. 09
1. 14
1. 20
①分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系,可得:在温度不变的情况下,一定质量的气体______;
②结合所学知识及上述信息,指出挤压橡皮膜后U形管压强计左管液面低于右管液面的原因,并写出分析过程:______;
③下图中,与U形管压强计工作原理相同的是______。
【答案】 压强与体积成反比 见解析 B
【来源】2024年上海市徐汇区中考一模物理试题
【详解】①[1]分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系可以看出,在温度不变的情况下,一定质量的气体,体积越小,压强越大,体积和压强的乘积是一个定值,即压强与体积成反比。
②[2]U形管中液体两边液面开始等高,说明两边液面上方的气体压强都等于大气压强;挤压橡皮膜,U形管左管的封闭气体体积变小,在温度不变时,左管的封闭气体的压强变大,大于大气压强;U形管右管液面上方与大气相通,气体压强始终等于大气压强;左管液面上方气体压强大于右管液面上方气体压强,使得左管液面下降,左管液面低于右管液面。
③[3]由图知,液位计利用了连通器的原理;水银柱血压计利用了气体压强与体积的关系;密度计利用了漂浮条件和阿基米德原理,因此,与U形管压强计工作原理相同的是血压计。故选B。
34.(24-25九上·上海黄浦区格致中学·)下表记录了干燥空气在不同气压和温度时的密度,请依据表中的相关数据回答问题:
气压(帕)
密度(千克/米3)
温度(℃)
93300
96000
101000
104000
5
1.17
1.20
1.27
1.30
10
1.15
1.18
1.25
1.28
15
1.13
1.16
1.23
1.26
20
1.11
1.14
1.21
1.24
(1)当温度为20℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为________千克/米3;
(2)干燥空气的密度与气压的关系是:___________;
(3)某同学根据表中数据规律,认为:“因为一般情况下,上海地区冬季温度比夏季温度低,所以上海地区冬季干燥空气的密度大于夏季干燥空气的密度。”你是否同意他的判断,并说明理由:________。
【答案】(1)1.24
(2)当温度相同时,干燥空气的密度随气压的增大而增大
(3)见解析
【来源】上海市黄浦区格致中学2024-2025学年九年级上学期12月月考物理试题
【详解】(1)由实验数据可知,干燥空气的密度在不同气压和温度时,密度是不同的,当温度为20℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为1.24kg/m3。
(2)由控制变量法分析表中实验数据可知:当温度一定时,随着气压的增大,空气密度逐渐增大,所以干燥空气的密度与气压的关系是:当温度相同时,气压越大,密度越大。
(3)同意他的判断,由控制变量法分析表中实验数据可知:当气压一定时,温度越低,空气密度越大,海地区冬季温度比夏季温度低,所以该地区冬季干燥空气的密度大于夏季干燥空气的密度。
35.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体,当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小李同学将图(a)所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同。从图中可以看出A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大,可见流体的压强与流速之间有着一定的关系。
接着,小明又自制了一个飞机机翼模型,如图(b)将其固定在托盘测力计上,在模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流。
(1)由图(a)的实验现象,得出流体压强与流速之间的初步结论是_____;
(2)在图(b)所示的实验中,电扇没有吹风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力大小,当电扇转动后,发现托盘测力计的示数减小了,请用上述实验结论分析原因。电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸,空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方较平,空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,_________;
(3)下列情形中,能够运用上述实验结论进行解释的是_____(选填序号)。
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.地铁站台上,人必须在警戒线外候车
C.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
【答案】 流速越大的位置压强越小 使托盘测力计的示数减小 BC
【来源】2018年春沪粤版物理八年级下册课后习题:9.4神奇的升力
【详解】(1)[1]a图中,A管比较粗,B管较细。在流量一定时,管子越细,水的流速就越大。A处和B处得压强大小关系呢?由图可知,A管上方液柱高说明压强大,由此得出流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。
(2)[2]电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方凹空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使托盘测力计的示数减小。
(3)[3]A、氢气球升空是受到浮力。与流体压强无关。故A错误;
B、地铁站台上,人必须在警戒线外候车,是为了防止火车速度快,造成周围空气流速加快,压强减小,在大气压的做一下,容易把人压入车底。故B正确
C、两船并排快速前行,可导致中间水流速变大,压强变小。水压着船向中间靠近,造成事故。所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进。故C正确。
【点睛】此题考查的是流体压强与流速关系在生活中的应用,容易出错的是有些同学不能分析出流体流速的变化情况,这是因为对生活常识的了解太少所致。
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