4.4 学生实验：测量气体的压强 同步作业 -2025-2026学年高一下学期物理高教版（2021）化工农医类

4.4 学生实验：测量气体的压强 同步作业 一、填空题（共20分） 1. 测量气体的压强实验中，常用的实验器材有U形管压强计、福廷式气压计、烧瓶、橡皮塞、________和水槽等。 2. U形管压强计的工作原理是利用液体柱高度差反映被测气体的压强，液面高度差越大，说明被测气体的压强________。 3. 实验中，若U形管压强计两侧液面不相平，说明两侧所受________不同，液面高度差对应的压强即为两侧的压强差。 福廷式气压计主要用于测量________，其内部装有水银，通过调节水银面高度和游标尺读取气压数值。 5. 测量封闭容器内气体的压强时，需将容器与U形管压强计的一端连接，确保连接处________，防止气体泄漏影响测量结果。 6. 实验操作中，调节福廷式气压计的螺旋时动作要缓慢，避免水银面波动过大，确保________准确。 7. 化工生产中，测量管道内气体压强常用________，其通过将气体压力转化为可量化的电信号，实现实时监测。 8. 农医领域中，医用呼吸机内气体压强的测量，需借助高精度________，确保通气压力与患者生理需求匹配。 9. 实验过程中，若装置存在漏气，会导致测量的气体压强值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 10. 测量气体压强时，需待装置内气体温度与环境温度________后再进行读数，避免温度影响测量准确性。 二、选择题（每题3分，共30分） 11. 下列关于U形管压强计的说法，正确的是（ ） A. U形管压强计只能测量液体的压强，不能测量气体的压强 B. U形管内装入的液体只能是水银，不能是水或酒精 C. 当U形管两侧液面高度差为0时，两侧所受压强相等 D. 液面高度差的大小与被测气体的压强无关 12. 关于福廷式气压计的使用，下列操作正确的是（ ） A. 调节水银槽螺旋时，可快速旋转以节省时间 B. 读取数值时，眼睛应与水银面凸面顶端在同一水平线上 C. 测量完成后，无需调节螺旋使水银面离开象牙针尖 D. 水银槽内水银不清洁时，不影响测量结果 13. 测量封闭烧瓶内气体的压强时，若装置漏气，会导致（ ） A. 烧瓶内气体压强变大 B. 测量的压强值偏小 C. U形管两侧液面高度差不变 D. 无法读取液面高度差 14. 下列器材中，可用于测量气体压强的是（ ） A. 温度计 B. 弹簧测力计 C. 福廷式气压计 D. 刻度尺 15. 化工生产中，测量腐蚀性气体的压强时，应选用（ ） A. 普通U形管压强计（装水银） B. 带介质隔离的压力传感器 C. 普通福廷式气压计 D. 无特殊要求的压强计 16. 关于测量气体压强的实验，下列说法错误的是（ ） A. 实验前需检查装置的气密性，防止漏气 B. 读数时应保持视线与液面平齐，避免读数误差 C. 温度变化会影响气体压强，测量时需控制温度稳定 D. 只要装置不漏气，测量结果就一定准确 17. 农医领域中，高压氧舱内气体压强的测量，主要利用的原理是（ ） A. 气体分子的热运动 B. 液体柱高度差反映压强 C. 压力传感器将压力转化为电信号 D. 气体的扩散现象 18. 实验中，将封闭烧瓶放入热水中，一段时间后测量瓶内气体压强，会发现压强（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 19. 下列关于实验误差的说法，正确的是（ ） A. 实验误差无法避免，只能尽量减小 B. 读数时视线倾斜不会产生误差 C. 装置漏气产生的误差可以消除 D. 实验器材精度不高不会影响误差 20. 下列场景中，测量气体压强的原理与学生实验中U形管压强计原理相同的是（ ） A. 医用血压计测量血压 B. 电子压力传感器监测管道压强 C. 福廷式气压计测量大气压 D. 弹簧管压力表测量工业气体压强 三、判断题（每题2分，共20分） 21. U形管压强计可以测量气体的压强，当被测气体压强大于大气压时，一侧液面会高于另一侧。（ ） 22. 福廷式气压计测量大气压时，不需要进行温度校正。（ ） 23. 测量气体压强时，装置的气密性越好，测量结果越准确。（ ） 24. 化工生产中，压力传感器可将气体压力转化为电信号，实现气体压强的实时监测。（ ） 25. 实验中，待装置内气体与环境温度达到热平衡后再读数，可减小温度对测量的影响。（ ） 26. U形管内装入的液体密度越小，测量气体压强的灵敏度越低。（ ） 27. 农医领域中，麻醉机内挥发性麻醉剂的蒸发压力，可通过压力传感器进行监测。（ ） 28. 实验操作中，快速调节福廷式气压计的螺旋，不会影响测量结果。（ ） 29. 气体压强的测量结果，与测量时的温度无关。（ ） 30. 实验过程中，若U形管两侧液面高度差不变，说明装置气密性良好。（ ） 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 简述学生实验“测量气体的压强”中，U形管压强计的工作原理和使用时的注意事项。 32. 结合化工领域的实例，说明气体压强测量在化工生产中的重要性，以及常用的测量工具和注意事项。 33. 结合农医领域的实例，说明气体压强测量在农医实践中的具体应用，分析其与学生实验原理的关联。 参考答案 一、填空题（共20分） 1. 温度计 2. 越大 3. 压强 4. 大气压（或大气压强） 5. 密封良好（或不漏气） 6. 读数 7. 压力传感器 8. 压力传感器 9. 偏小 10. 达到热平衡（或相同） 二、选择题（每题3分，共30分） 11.C 12.B 13.B 14.C 15.B 16.D 17.C 18.A 19.A 20.A 三、判断题（每题2分，共20分） 21.√ 22.× 23.√ 24.√ 25.√ 26.× 27.√ 28.× 29.× 30.√ 四、简答题（每题10分，共30分） 31. 答：工作原理：U形管压强计内装有适量液体（如水、水银等），当两侧液面所受压强相等时，液面保持相平；当一侧连接被测气体、另一侧与大气相通时，被测气体的压强与大气压强存在差异，会导致两侧液面出现高度差，液面高度差越大，被测气体的压强与大气压强的差值越大，从而通过液面高度差反映被测气体的压强大小。（5分） 注意事项：① 实验前需检查装置气密性，防止气体泄漏；② 读数时视线应与液面凸面顶端平齐，避免读数误差；③ 液体需选择不与被测气体发生反应、不互溶的种类；④ 测量时需待装置稳定后再读数，避免液面波动影响结果。（5分） 32. 答：重要性：气体压强是化工生产中的重要状态参量，准确测量气体压强可保障生产安全，如防止管道内压强过高引发泄漏、爆炸，同时可控制反应条件，提高生产效率和产品质量。（3分） 常用测量工具：压力传感器、U形管压强计、弹簧管压力表等，其中压力传感器广泛应用于化工管道实时监测，可将压力转化为电信号，便于远程控制。（3分） 注意事项：① 测量腐蚀性气体时，需选用带介质隔离的测量工具，防止腐蚀敏感元件；② 测量前需校准仪器，确保精度；③ 安装测量工具时，需保证连接处密封良好，避免气体泄漏；④ 需考虑温度对测量结果的影响，必要时进行温度校正。（4分） 33. 答：实例一：医用呼吸机的气体压强测量。（2分） 应用分析：呼吸机需精确控制患者吸入气体的压强，通过高精度压力传感器测量气道内气体压强，实时反馈至控制系统，确保通气压力与患者生理需求匹配，保障治疗安全。（3分） 与实验原理的关联：其核心原理与U形管压强计一致，均是通过检测压强差异获取气体压强数值，只是将液体柱高度差转化为电信号，实现更精准、实时的测量。（2分） 实例二：高压氧舱的压强监测。（1分） 应用分析：高压氧舱治疗时，需严格控制舱内氧气压强，通过压力传感器持续监测舱内压强，当压强异常时及时调节，避免压强过高或过低对患者造成伤害。（2分） 与实验原理的关联：均基于“压强差异可通过特定方式检测”的核心，与学生实验中测量气体压强的本质一致，只是测量工具更精密，适配医疗场景的高精度需求。（2分） 学科网（北京）股份有限公司 $