内容正文:
第八章压强 第三节 空气的“力量”
(原卷版)
目录
【A 夯基础】 1
知识点1:大气压强的存在 1
知识点2:大气压的测定 2
知识点3:大气压的应用 3
【B 提能力】 4
【C 链中考】 9
1、 大气压强的存在
1.下列各图不能证明大气压存在的是( )
A.牛奶盒的变化 B.用注射器注射药液
C.瓶中取袋 D.覆杯实验
2.天气炎热时多喝水有益于身体健康,如图是某同学手拿矿泉水瓶时的情景。瓶盖上有一道道条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能 (选填“增大”或“减小”)摩擦;他在空矿泉水瓶中装入少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,一会儿后看到矿泉水瓶瘪了,这是瓶子受到了 的作用产生的效果。
3.下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出 B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃 D.吸盘被压在光滑墙壁上
2、 大气压强的测定
1.如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A.此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强
B.如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C.如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D.如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
2.如图所示,此时大气压等于 mm水银柱产生的压强;若将竖直玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面高度差 ;若将玻璃管换成较粗的,则管内外水银面高度差 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
3.如图所示,某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
3、 大气压的应用
1.下列事例中不属于利用大气压的是( )
A.用离心泵把深井中的水抽上来 B.在茶壶盖上做了一个小孔
C.医生用针筒给病人进行肌肉注射 D.墙上的吸盘挂钩
2.如下图所示事例中,不是利用大气压强工作的是( )
A.用吸管喝饮料 B.活塞式抽水机
C.三峡船闸 D.自动供水装置
1.如图所示是苏科版物理“活动9.6估测大气压”的实验插图,下列关于该实验的分析正确的是( )
A.活塞刚好被拉动时,立即向小桶中添加适量重物(如沙子),测量小桶和重物的总重,得到大气对活塞的压力
B.实验的原理是根据求出大气压强的值,选用粗细不同的注射器其值的大小是不一样的
C.如果注射器的活塞和筒壁之间有摩擦,会导致测量大气压的值偏小
D.为计算活塞的横截面积,需要测出注射器的全部长度
2小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。如图,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,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出。这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度。下列说法正确的是( )
A.大气压使水保留在瓶中
B.塑料瓶和盆景盘构成了一个连通器
C.塑料瓶底部气体产生的压强等于大气压强
D.若在塑料瓶底部戳个小孔,瓶中的水位不会发生变化
3.在高山上煮饭,饭不容易熟,原因是( )
A.高山上气压低,热量散失多 B.高山上气压低,水的沸点低
C.高山上气压低,热量散失少 D.高山上空气稀薄,水不能沸腾
4.物质的沸点在不同条件下也会发生变化。例如,在水中放些盐或糖,沸点会升高,如果加入酒精,则沸点会降低。海拔高的地方由于气压低,水的沸点会随之变 。
5.下图甲中,提起活塞时,阀门A关闭,管外的水在 的作用下推开阀门 ,进入圆筒。图乙中,下压活塞时,阀门B关闭,同时圆筒中活塞下方的水推开阀门 涌到活塞上方。图丙中,再次提起活塞时,圆筒中活塞上方的水从出水管流出。如此往复,便能把水抽上来了。
6.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图所示,医护工作者给病人输液时用到的输液瓶上有两根管子,A是输液管,B是连接空气的短管,该装置 (选填“是”或“不是”)连通器。输液时瓶内不断有气泡上浮,这是因为空气在 的作用下不断进入输液瓶。
7.如图甲是伽利略发明的世界上第一支气体温度计,它是利用气体的热胀冷缩的性质制成的,温度计 (选填“A”或“B”)处显示的温度更高;图乙中体温计的示数为 ℃。
8.意大利科学家 ,精确地测出了大气压强的值。玻璃管内水银面上方是 ,而管外水银面上受到 ,正是大气压强支持着玻璃管内 mm高的水银柱。根据液体内部压强公式,可以算出760mm高水银柱产生的压强约为 Pa。通常把这样大小的大气压强规定为 。
9.由于空气受 作用且具有 性,因此向各个地方都有压强,这种压强称为大气压强,简称大气压。
10.宇航员在太空中行走时穿的航天服内要保持一定的气压,某航天服内规定气压为4×104Pa,它表示的物理意义是 ;这个压强约相当于 个标准大气压。
11.标准大气压约等于 Pa,一次龙卷风发生时,屋外大气压急剧降到90kPa,当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压。粗略计算时取100kPa,若室内屋顶的面积为100m2,这时屋顶所受到的内外压力差可达 N,屋顶足以被掀飞。
12.淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示,球形器和长柄上下贯通,长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后,通过底部圆孔与酒缸相通构成 ,酒进入汲酒器内;用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸,酒在 的作用下不会滴漏;松开手指,酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。
13.如图所示,浴室防滑垫正面有防滑气泡,反面有防滑吸盘。正面凹凸不平,是通过增大 来增大摩擦力,反面是利用 增大对地面的压力,这两种方法能达到理想的防滑效果。
14.小王同学利用注射器(容积为)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是 ;
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为 ;
(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 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,则测得的大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小王将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为4.5N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为4cm,则本地大气压强的测量值为 Pa。
15.如图是托里拆利实验装置。请回答:
(1)取一根长约1m、一端封口的直玻璃管,装满水银是为了避免 ;
(2)将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢下降,但降到一定程度就不再下降了,由此证明了 的存在,管内水银面上方是 ;
(3)用刻度尺量出玻璃管内外水银柱的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压与760mm高水银柱产生的压强 (选填“相等”或“不相等”);
(4)将玻璃管倾斜,发现管中水银柱的高度 ;改变玻璃管的粗细、形状或改变水银槽中的水银量,发现管中水银柱的高度 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
16.为测量大气压强的数值,小白和小蓝分别选择了不同的实验器材进行实验。
(1)小白利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
①在做好图甲所示的操作后,小白将注射器的活塞推至注射器简的底端,排尽简内的空气。然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢拉动注射器筒。当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动。则测得大气压的值 ;
②若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(2)如图丙所示,小蓝将塑料吸盘按压在光滑水平玻璃板下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃板上时的直径为D,将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出吸盘、小桶和细沙的总重力为G。吸盘刚好脱落时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,所测大气压强的数值是 。
17.如图所示,在标准大气压下,用1m长的玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱的高度为 mm;
(1)玻璃管内的水银没有下降到与水银槽中水银面相平,是 作用的结果;
(2)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:①将玻璃管稍倾斜放置,水银柱高度将 ;②将玻璃管向上提升一点(管口未露出水银面),水银柱高度将 ;③改用粗一些的玻璃管做实验,水银柱高度将 ;(均选填“升高”“不变”或“降低”)
(3)如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管。
18.某地有一处古代建筑群,其中一座房屋屹立千年,依旧稳固。已知该房屋屋顶面积为,当地的大气压强值为。求:屋顶的上表面承受的大气压力。
19.抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。(标准大气压为1.01×105Pa,g取9.8N/kg)
(1)请计算在标准大气压下,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度约为多少米。
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的。
20.如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当高压锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm,空心柱小孔的横截面积为,限压阀的质量为100g的高压锅,用它来煮饭,若当时的大气压为。求:
(1)此高压锅内气体的最大压强是多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅气体的最大压强不能超过,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配一个质量为多大的限压阀。
(3)试说明为什么高压锅能将食物加热到100摄氏度以上。
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第八章压强 第三节 空气的“力量”
(解析版)
目录
【A 夯基础】 1
知识点1:大气压强的存在 1
知识点2:大气压的测定 3
知识点3:大气压的应用 4
【B 提能力】 5
【C 链中考】 11
1、 大气压强的存在
1.下列各图不能证明大气压存在的是( )
A.牛奶盒的变化 B.用注射器注射药液
C.瓶中取袋 D.覆杯实验
【答案】B
【详解】A.牛奶盒的变化:吸牛奶时,盒内空气被吸出,气压减小,外界大气压将牛奶盒压扁,能证明大气压存在,故A不符合题意;
B.用注射器注射药液:注射器注射药液是依靠手的推力,将药液注入体内,不是利用大气压,不能证明大气压存在,故B符合题意;
C.瓶中取袋:袋在瓶内时,瓶内气压小于外界大气压,大气压将袋紧紧压在瓶内,难以取出,能证明大气压存在,故C不符合题意;
D.覆杯实验:杯子倒置后,纸片不下落,是因为外界大气压托住了纸片和杯内的水,能证明大气压存在,故D不符合题意。
故选B。
2.天气炎热时多喝水有益于身体健康,如图是某同学手拿矿泉水瓶时的情景。瓶盖上有一道道条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能 (选填“增大”或“减小”)摩擦;他在空矿泉水瓶中装入少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,一会儿后看到矿泉水瓶瘪了,这是瓶子受到了 的作用产生的效果。
【答案】 增大 大气压
【详解】[1]瓶盖上有一道道条纹,其目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
[2]矿泉水瓶被压瘪,是因为瓶内空气温度降低、气压减小,瓶子受到了大气压的作用产生的效果。
3.下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出 B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃 D.吸盘被压在光滑墙壁上
【答案】A
【详解】A.橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;
B.纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不符合题意;
C.将吸盘与玻璃间的空气抽走,吸盘上面的大气压强将吸盘压紧在玻璃上,这个压力的作用下,可用吸盘来搬运玻璃,能说明大气压强的存在,故C不符合题意;
D.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不符合题意。
故选A。
2、 大气压强的测定
1.如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A.此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强
B.如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C.如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D.如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
【答案】C
【详解】A.由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm,因此,当时的大气压强等于755mm高汞柱产生的压强,故A错误;
B.若玻璃管底部混入了少量空气,管内有气体压强,大气压不变,水银柱产生的压强减小,水银柱的高度差变小,故B错误;
C.将玻璃管向右侧倾斜,不能改变大气压的大小,也不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,故C正确;
D.若把此装置带到海拔更高的山顶上,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则山顶大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故D错误。
故选C。
2.如图所示,此时大气压等于 mm水银柱产生的压强;若将竖直玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面高度差 ;若将玻璃管换成较粗的,则管内外水银面高度差 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 760 不变 不变
【详解】在托里拆利实验中,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度就是当时的大气压值。由图可知,此时管内外水银面高度差为760mm,所以此时大气压等于760mm水银柱产生的压强。
在托里拆利实验中,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变。将竖直玻璃管稍微倾斜,虽然水银柱的长度变长,但管内外水银面高度差依然由外界大气压决定,所以高度差不变。
同理,外界大气压不变时,管内外水银面高度差不变。将玻璃管换成较粗的,不会影响外界大气压,也不会影响管内外水银面高度差,所以高度差不变。
3.如图所示,某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
【答案】 750 小于 不变
【详解】由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,则此时大气压强等于750mm水银柱产生的压强。
一个标准大气压等于760mm水银柱产生的液体压强,所以该气压小于标准大气压。
将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,由于外界大气压不变,大气压所能支撑柱的水银柱高度将不变,则水银柱所产生的压强不变,可知管内外水银面的高度差将不变。
3、 大气压的应用
1.下列事例中不属于利用大气压的是( )
A.用离心泵把深井中的水抽上来 B.在茶壶盖上做了一个小孔
C.医生用针筒给病人进行肌肉注射 D.墙上的吸盘挂钩
【答案】C
【详解】A.离心泵工作时,泵壳内气压小于外界大气压,是大气压将水压入泵壳中,再通过叶轮将其甩到高处的,所以是利用了大气压,故A不符合题意;
B.茶壶盖上的小孔与外界大气连通,在壶内气压减小时,大气压通过小孔作用在水上,使水顺利流出壶嘴,所以是利用了大气压,故B不符合题意;
C.医生用针筒把药水推入病人肌肉中,是人的推力把药水推进人体中,与大气压无关,故C符合题意;
D.墙上的吸盘使用时,先排出吸盘里的空气,使内部气压减小,于是在大气压的作用下被紧紧压在墙上,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
2.如下图所示事例中,不是利用大气压强工作的是( )
A.用吸管喝饮料 B.活塞式抽水机
C.三峡船闸 D.自动供水装置
【答案】C
【详解】A.用吸管喝饮料,吸管内气体减少,压强减小,管内气压小于大气压,在外界大气压的作用下,饮料被压入口中,所以利用了大气压强,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机,利用活塞上移,使上方气压减小,在下方大气压的作用下,水被压上来,所以利用了大气压强,故B不符合题意;
C.三峡船闸,上端开口,底部连通,属于连通器,所以是利用连通器原理工作的,没有利用大气压强,故C符合题意;
D.自动供水装置,盘中水减少,瓶口露出水面,气体进入瓶内,瓶内气压增大,有水流出,当内部气体与液体的总压强与外界大气压相等后,水不再流出,所以利用了大气压强,故D不符合题意。
故选C。
1.如图所示是苏科版物理“活动9.6估测大气压”的实验插图,下列关于该实验的分析正确的是( )
A.活塞刚好被拉动时,立即向小桶中添加适量重物(如沙子),测量小桶和重物的总重,得到大气对活塞的压力
B.实验的原理是根据求出大气压强的值,选用粗细不同的注射器其值的大小是不一样的
C.如果注射器的活塞和筒壁之间有摩擦,会导致测量大气压的值偏小
D.为计算活塞的横截面积,需要测出注射器的全部长度
【答案】B
【详解】A.在该实验中,当活塞刚好被拉动时,此时大气对活塞的压力F与小桶和重物的总重力G是一对平衡力,大小相等,即F=G。所以应该记录此时小桶和重物的总重,而不是立即向小桶中添加适量重物后再测量,故A错误;
B.本实验是根据压强公式来求出大气压强的值,其中F是大气对活塞的压力,S是活塞的横截面积。大气压强p是一个定值,根据F=pS可知,当选用粗细不同的注射器时,活塞的横截面积S不同,那么大气对活塞的压力F也会不同,故B正确;
C.如果注射器的活塞和筒壁之间有摩擦,当活塞刚好被拉动时,拉力F拉等于大气对活塞的压力F与摩擦力f之和,即F拉=F+f。而实验中把测量的F拉当作大气对活塞的压力F来计算大气压强,这样会使测量值比真实值偏大,故C错误;
D.为计算活塞的横截面积S,根据V=SL,需要测出注射器的容积V和有刻度部分的长度L,而不是注射器的全部长度,故D错误。
故选B。
2小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。如图,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,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出。这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度。下列说法正确的是( )
A.大气压使水保留在瓶中
B.塑料瓶和盆景盘构成了一个连通器
C.塑料瓶底部气体产生的压强等于大气压强
D.若在塑料瓶底部戳个小孔,瓶中的水位不会发生变化
【答案】A
【详解】A.当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压强作用在盆景中的水面,所以水不会从瓶中流出来,当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,瓶中的水就要向外流,一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度。故A正确;
B.盆景盘与塑料瓶底部相连,上端不都开口,不能看成连通器,故B错误;
C.塑料瓶内的水柱也会产生压强,所以塑料瓶底部气体产生的压强小于大气压强,故C错误;
D.若在塑料瓶底部戳个小孔,瓶中的水会下降,和瓶外水面相平,故D错误。
故选A。
3.在高山上煮饭,饭不容易熟,原因是( )
A.高山上气压低,热量散失多 B.高山上气压低,水的沸点低
C.高山上气压低,热量散失少 D.高山上空气稀薄,水不能沸腾
【答案】B
【详解】因为大气压随海拔升高而降低,在高山上,大气压比标准大气压小。水的沸点与大气压有关,气压越低,沸点越低,故在高山上的水沸点低于标准大气压下的沸点,即低于100℃,而食物煮熟需要达到一定的温度和持续的热量,水沸腾后温度不再升高,较低的沸腾温度无法满足食物熟透所需的条件,所以饭不容易熟,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.物质的沸点在不同条件下也会发生变化。例如,在水中放些盐或糖,沸点会升高,如果加入酒精,则沸点会降低。海拔高的地方由于气压低,水的沸点会随之变 。
【答案】低
【详解】海拔高的地方由于气压低,水的沸点会随之降低;高压锅就是利用了锅内气压比外界气压大,从而提高沸点,因此食物很容易煮熟。
5.下图甲中,提起活塞时,阀门A关闭,管外的水在 的作用下推开阀门 ,进入圆筒。图乙中,下压活塞时,阀门B关闭,同时圆筒中活塞下方的水推开阀门 涌到活塞上方。图丙中,再次提起活塞时,圆筒中活塞上方的水从出水管流出。如此往复,便能把水抽上来了。
【答案】 大气压 B A
【解析】【小题1】[1]在甲图中,提起活塞时,阀门A关闭,管外的水在大气压的作用下。因为外界大气压强大于圆筒内的气压,所以水会在大气压的压力下运动。
[2]管外的水在大气压的作用下推开阀门B。由于此时阀门A关闭,在大气压的作用下,水只能推开阀门B进入圆筒。
[3]在乙图中,下压活塞时,阀门B关闭,同时圆筒中活塞下方的水推开阀门A涌到活塞上方。因为下压活塞使圆筒下方水的压强增大,大于活塞上方的压强,所以能推开阀门A。
6.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图所示,医护工作者给病人输液时用到的输液瓶上有两根管子,A是输液管,B是连接空气的短管,该装置 (选填“是”或“不是”)连通器。输液时瓶内不断有气泡上浮,这是因为空气在 的作用下不断进入输液瓶。
【答案】 不是 大气压
【详解】[1]输液用到的输液瓶上有两根管子,一根是输液管A,另一根则是一段连接空气的短管B,该装置底部连通,瓶子的上端不是开口的,所以不是连通器。
[2]输液时,瓶内药液减少,瓶内的压强减小,瓶口处外界大气压大于瓶内压强,在大气压的作用下,空气进入瓶内,所以会有气泡产生。
7.如图甲是伽利略发明的世界上第一支气体温度计,它是利用气体的热胀冷缩的性质制成的,温度计 (选填“A”或“B”)处显示的温度更高;图乙中体温计的示数为 ℃。
【答案】 B 38.5
【详解】[1] 图中气体温度计上方的球形容器是用来感知空气温度的,当空气温度降低时,球形容器中的气体受冷,体积减小,气体压强减小,小于外界的大气压,在大气压的作用下,玻璃管中的液面升高。所以B处显示的温度更高。
[2] 图乙中体温计的分度值为0.1℃,示数为38.5℃。
8.意大利科学家 ,精确地测出了大气压强的值。玻璃管内水银面上方是 ,而管外水银面上受到 ,正是大气压强支持着玻璃管内 mm高的水银柱。根据液体内部压强公式,可以算出760mm高水银柱产生的压强约为 Pa。通常把这样大小的大气压强规定为 。
【答案】 托里拆利 真空 大气压强 760 标准大气压
【详解】[1]首先用实验的方法测出大气压强的数值的科学家是托里拆利。
[2][3]在课本实验中,玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是大气,受到大气压强的作用,因此是大气压力支持管内水银柱不落下。
[4]当管内的水银柱下降到760mm高时,不再下降,说明大气压强与水银柱产生的压强相等。
[5][6]760mm高水银柱产生的压强约为
通常把这术大小的大气压强规定为标准大气压。
9.由于空气受 作用且具有 性,因此向各个地方都有压强,这种压强称为大气压强,简称大气压。
【答案】 重力 流动
【详解】[1][2]由于地球对空气的吸引作用,空气受重力的作用,空气压在地面上,就要靠地面或地面上的其他物体来支持它,这些支持着大气的物体和地面,就要受到大气压力的作用;由于气体具有流动性,因此空气沿各个方向都有压强。
10.宇航员在太空中行走时穿的航天服内要保持一定的气压,某航天服内规定气压为4×104Pa,它表示的物理意义是 ;这个压强约相当于 个标准大气压。
【答案】 见解析 0.4
【详解】[1][2]物体单位面积上受到的压力叫做压强,某航天服内规定气压为4×104Pa,它表示的是1m2面积上受到的压力是4×104N;1标准大气压是1×105Pa,这个压强约相当于个标准大气压。
11.标准大气压约等于 Pa,一次龙卷风发生时,屋外大气压急剧降到90kPa,当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压。粗略计算时取100kPa,若室内屋顶的面积为100m2,这时屋顶所受到的内外压力差可达 N,屋顶足以被掀飞。
【答案】 1.01×105 106
【详解】[1][2]室内气压是标准大气压,大小约为
p内1=1.01×105Pa
若室内屋顶的面积是100m2,这时屋顶所受到的内外压强差为
Δp=p内-p外=1×105Pa-9×104Pa=1×104Pa
由压强公式屋顶内外受到的压力差
F=Δp×S=1×104Pa×100m2=106N
12.淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示,球形器和长柄上下贯通,长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后,通过底部圆孔与酒缸相通构成 ,酒进入汲酒器内;用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸,酒在 的作用下不会滴漏;松开手指,酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。
【答案】 连通器 大气压 重力
【详解】[1]汲酒器放入酒缸后,底部圆孔与酒缸相通,球形器和长柄上下贯通,符合 “上端开口、底部连通” 的连通器结构,因此构成连通器。
[2][3]用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸时,酒上方的空气被封闭,外界大气压作用在酒的表面,使酒不会滴漏。松开手指后,酒在重力作用下向下流动。
13.如图所示,浴室防滑垫正面有防滑气泡,反面有防滑吸盘。正面凹凸不平,是通过增大 来增大摩擦力,反面是利用 增大对地面的压力,这两种方法能达到理想的防滑效果。
【答案】 接触面的粗糙程度 大气压
【详解】[1]防滑垫正面有凹凸不平的防滑气泡,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,从而起到防滑的效果。
[2]吸盘在工作时,挤出内部气压,在大气压的作用下,增大了对地面的压力,从而增大了摩擦力,起到防滑的效果。
14.小王同学利用注射器(容积为)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是 ;
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为 ;
(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 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,则测得的大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小王将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为4.5N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为4cm,则本地大气压强的测量值为 Pa。
【答案】(1)排出注射器内的空气,使注射器密封
(2)
(3)偏小
(4)偏大
(5)
【详解】(1)把注射器的活塞推至注射器的底端,目的是排出注射器内的空气,使注射器密封。
(2)当注射器的活塞开始滑动时,大气对注射器的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,注射器的横截面积为,则大气压的值可表示为
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,由于注射器内的空气对活塞有压力,弹簧测力计示数变小,大气压力变小,根据以上公式可知,测得的大气压值偏小。
(4)若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,拉力的测量值偏大,导致测得的大气压值偏大。
(5)当活塞开始滑动时,弹簧测力计示数为4.5N,则大气压力为4.5N。注射器的横截面积为
则本地大气压强的测量值为
15.如图是托里拆利实验装置。请回答:
(1)取一根长约1m、一端封口的直玻璃管,装满水银是为了避免 ;
(2)将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢下降,但降到一定程度就不再下降了,由此证明了 的存在,管内水银面上方是 ;
(3)用刻度尺量出玻璃管内外水银柱的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压与760mm高水银柱产生的压强 (选填“相等”或“不相等”);
(4)将玻璃管倾斜,发现管中水银柱的高度 ;改变玻璃管的粗细、形状或改变水银槽中的水银量,发现管中水银柱的高度 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 混入空气 大气压/大气压强 真空 相等 不变 不变
【详解】(1)[1]当长约1m的玻璃管,装满水银,是为了避免混入空气。
(2)[2][3]玻璃管灌满水银后倒插入水银槽后,由于管内水银柱产生的压强大于管外的大气压,管内水银柱下降;下降到管内水银柱产生的压强等于管外大气压时,水银柱就会停止下降,由此可知是管外大气压托住了水银柱,证明了大气压的存在,此时管内水银面上方是真空的。
(3)[4]此时管内水银面高度差约为760mm,大气压可支持760mm高水银柱,说明大气压与760mm高水银柱压强相等。
(4)[5]将玻璃管倾斜,或改变玻璃管粗细、形状或改变水银槽中水银量,由于大气压是不变的,故能支持的水银柱高度也是不变的。
16.为测量大气压强的数值,小白和小蓝分别选择了不同的实验器材进行实验。
(1)小白利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
①在做好图甲所示的操作后,小白将注射器的活塞推至注射器简的底端,排尽简内的空气。然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢拉动注射器筒。当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动。则测得大气压的值 ;
②若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(2)如图丙所示,小蓝将塑料吸盘按压在光滑水平玻璃板下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃板上时的直径为D,将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出吸盘、小桶和细沙的总重力为G。吸盘刚好脱落时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,所测大气压强的数值是 。
【答案】(1) 偏大
(2) G
【详解】(1)①[1]从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为4.5mL=4.5cm3
这4.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm,故活塞的横截面积为
大气压强的值为
②[2]若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,拉力会偏大,活塞的横截面积不变,由可知测得的大气压值偏大。
(2)[1][2]当吸盘刚好脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的向上的压力和所挂物体的总重力是平衡力,空气对塑料吸盘的向上的压力大小就等于所挂物体的总重力G,所测大气压强
17.如图所示,在标准大气压下,用1m长的玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱的高度为 mm;
(1)玻璃管内的水银没有下降到与水银槽中水银面相平,是 作用的结果;
(2)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:①将玻璃管稍倾斜放置,水银柱高度将 ;②将玻璃管向上提升一点(管口未露出水银面),水银柱高度将 ;③改用粗一些的玻璃管做实验,水银柱高度将 ;(均选填“升高”“不变”或“降低”)
(3)如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管。
【答案】 760 大气压 不变 不变 不变 会
【详解】[1]根据托里拆利实验可知,标准大气压能够支撑760mm高的水银柱。
(1)[2]进行托里拆利实验时,玻璃管内的水银不会降到与水银槽的水银面相平,是因为管内为真空,而水银槽上有空气,在大气压的作用下将管内水银压起来。
(2)[3]玻璃管倾斜放置,水银柱高度不会发生变化,因为管内外大气压不变。
[4]将玻璃管向上提升一点,由于管内外大气压也不变,水银高度不变。
[5]改用粗一些的玻璃管做实验,此时管内外大气压不变,玻璃管内水银柱高度不变。
(3)[6]由于标准气压值不变,根据可知,水的密度为,则可支撑水柱的高度为
因此水会充满玻璃管。
18.某地有一处古代建筑群,其中一座房屋屹立千年,依旧稳固。已知该房屋屋顶面积为,当地的大气压强值为。求:屋顶的上表面承受的大气压力。
【答案】
【详解】屋顶的上表面承受的大气压力
19.抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。(标准大气压为1.01×105Pa,g取9.8N/kg)
(1)请计算在标准大气压下,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度约为多少米。
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的。
【答案】(1)
(2)见解析
【详解】(1)由公式得,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度
也就是说大气压只能支持高约10.3m的水柱。
(2)因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的,所以活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密闭性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒。
20.如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当高压锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm,空心柱小孔的横截面积为,限压阀的质量为100g的高压锅,用它来煮饭,若当时的大气压为。求:
(1)此高压锅内气体的最大压强是多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅气体的最大压强不能超过,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配一个质量为多大的限压阀。
(3)试说明为什么高压锅能将食物加热到100摄氏度以上。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)根据题意限压阀的压力为自身的重力与外界大气压力之和,则有
此高压锅内气体的最大压强是
(2)因为
所以该高压锅不能继续使用。由题意得限压阀产生的压强为
限压阀的重力为
限压阀的质量为
(3)水的沸点随大气压的升高而升高,高压锅内的大气压大于标准大气压,所以高压锅内水的沸点大于100℃,即可以把高压锅内的食物加热到100℃以上。
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