9.3 大气压强 同步练--2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-05-10
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 大气压强 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.61 MB |
| 发布时间 | 2026-05-10 |
| 更新时间 | 2026-05-10 |
| 作者 | 景源数理知识驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57791160.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本练习以大气压强为核心,通过基础选择、实验探究、综合应用三层设计,实现从物理观念建构到科学思维与探究能力的递进培养,适配新授课知识巩固与能力提升需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|大气压现象、连通器原理等单一知识点|选择题1-6结合拔罐、吸管喝饮料等生活情境,强化物理观念|
|实验探究|气体压强与体积关系、抽水机原理等|实验题12通过制作抽水机项目,培养模型建构与科学探究能力|
|综合应用|压强计算、大气压综合应用|计算题21结合水刀切割、吸盘吊车,提升科学思维与问题解决能力|
内容正文:
大气压强 同步练习
好 题 冲 关
一、选择题
1.拔罐是中医传统物理疗法,如图所示,利用罐内负压吸附皮肤,形成局部充血或瘀血,达到疏通经络、活血化瘀、散寒祛湿、缓解肌肉酸痛的效果。常用于疲劳、颈肩腰腿痛、感冒等。下列现象中与拔罐原理相同的是( )
A.用液压千斤顶将汽车顶起来维修 B.夏天用吸管喝饮料
C.实验室内学生用压强计测量液体压强 D.医生用注射器给病人注射药物
2.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,如图所示事例中不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.锅炉水位计
C.活塞式抽水机 D.三峡船闸
3.如图,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根一端通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,另一端开口向上与空气相接触。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度。药液的密度为1.0×103kg/m3。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.手上针管处受到药液的压强不低于1.3×103Pa
B.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的
C.针头设计得很细,是为了增大针头刺入皮肤时的压力
D.药液能流下主要是因为输液瓶内药液的重力产生的压强
4.如图是小明在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机,下列说法错误的是( )
A.此活塞式抽水机工作时是利用大气压强把水压到高处的
B.此活塞式抽水机的两个阀门都是单向阀
C.制作阀门A时用橡皮膏把塑料片粘在活塞上表面的孔处
D.制作阀门B时使用轻质塑料小球会比玻璃小球效果更好
5.如图所示是鸡用自动饮水器:一个装满水的瓶子倒扣在盛有少量水的容器中,瓶口与容器底部留有一定间隙。当水面下降至瓶口以下时,空气进入瓶内,水又会自动流出,补充容器中的水。关于此装置,下列说法正确的是( )
A.若瓶子顶部出现破损,水会从破口处持续喷出
B.当装置稳定(不出水也不进气)时,瓶内气压等于外界大气压
C.该装置能够保持容器内水面高度稳定,是一个连通器
D.若周围大气压突然增大,容器中的水会被“压”入瓶内
6.下列估测正确的是( )
A.一个中学生的重力大约是50 N B.托起一个鸡蛋的力约为0.5 N
C.一本物理书平放在桌面的压强约为500 Pa D.深圳的大气压强约是
7.在如图所示的测大气压强实验中,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.外界大气压强是76cm高水银柱所产生的压强
B.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端不会产生压强
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值不受影响
D.玻璃管倾斜时,玻璃管顶端突然漏气,水银会从漏气处流出
8.如图所示,是某同学的实验示意图。他在一个敞口玻璃瓶甲中放入适量的水,使它能够浮在水槽当中,他将另一个与玻璃瓶甲相同的空玻璃瓶乙的瓶口朝下,随后将其按入槽内水中,并固定它的位置保持不动,在一个标准大气压下,用酒精灯对槽内的水进行加热,直到槽内的水沸腾时。下列关于甲、乙两瓶中的水描述正确的是( )
A.甲、乙两瓶的中水温度都达不到
B.甲瓶中的水能沸腾,乙瓶中的水不能沸腾
C.甲瓶中的水不能沸腾,乙瓶中的水能沸腾
D.甲、乙瓶中的水都不能沸腾
9.如图甲容器内装有水,乙试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触,现给甲容器加热,则一段时间后,下列正确的是( )
A.甲容器内的水沸腾,乙试管内的水不会沸腾
B.甲容器、乙试管内的水同时沸腾
C.都会沸腾,但甲容器内的水先沸腾
D.都会沸腾,但乙试管内的水先沸腾
10.如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。图乙是水沸腾时温度计的读数,图丙中的a是根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像。下列分析中( )
①图甲中带小孔的盖子是为了提高水的沸点
②由图乙可知,当地大气压低于标准大气压
③由图丙可知,水沸腾时温度不变,不需要吸热
④只增加水的质量,则关系图线应该是图丙中的c
A.只有②④正确 B.只有③④正确
C.只有①②正确 D.只有②③正确
二、实验与探究题
11.小明运用如图所示的装置,探究“一定质量的气体压强与其体积的关系”。
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时,用密封盖将A管上方一定质量的空气密封;
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”;
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2、3”时,用刻度尺分别测量并记录B管与对应A管内液面的高度差为Δh1、Δh2和Δh3。
(1)比较实验结果小明发现:,由此可得出结论:一定质量的气体,体积越___________(选填“大”或“小”),压强越大;
(2)为了使液面的高度差更明显,下列建议合理的是:___________(选填“A”或“B”)。
A.选择更细的B管 B.用密度更小的液体替换清水
12.项目主题:制作简易活塞式抽水机。
项目提出:小明想要自制一个简易活塞式抽水机。
项目实施:
任务一了解活塞式抽水机的结构及工作原理
(1)如图甲所示是活塞式抽水机工作原理图,活塞与筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,阀门______(选填“A”或“B”)关闭,此时圆筒内的气压______(选填“变大”、“变小”或“不变”),在______的作用下,水从入水口进入圆筒。
任务二设计活塞式抽水机
小明了解了活塞式抽水机的工作原理,便开始思考选择什么样的材料来制作模型,他找到硬塑料瓶子充当圆筒,又找来筷子充当活塞杆。
任务三制作活塞式抽水机
小明剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞。
(2)使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔a、b,中间的孔a用来固定筷子。用胶带把塑料片的一边粘在活塞上,使塑料片能盖住孔b,作为一个阀门。把玻璃球放在瓶子里,玻璃球的作用是______。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务四测试活塞式抽水机的性能
(3)在使用活塞式抽水机前先往圆筒里倒一点水,这样做的目的是提高活塞与圆筒内壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)活塞式抽水机模型,如乙图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将( )
A.F先增大后不变,p不变
B.F先减小后增大,p先减小后不变
C.F先增大后不变,p先减小后不变
D.F、p都不断增大
(5)小明发现,无论如何改进装置,抽水机都不能将水抽到高于10m的位置,分析原因:____________。(1个标准大气压,)
13.日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,如:
a.自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸:
b.压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力;
(1)关于一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关呢?小佳做出了以下猜想:
猜想一:可能与气体的温度有关;
猜想二:可能与气体的体积有关。
(2)为验证猜想一,小佳进行如下实验操作:
①取一根长约为1m,一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银封闭一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标记出水银柱下表面的位置,如图甲:
②将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银直到______为止;
③再将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
实验中小佳发现空气柱的温度越高,其上方的水银柱也越长,由此可得出结论:一定质量的气体,体积一定,温度越高,产生的压强越______;
(3)小佳又利用传感器设计了如图乙的实验装置,验证猜想二:
①实验中控制了质量、温度相同,改变体积来测量压强;
②小佳实验记录的数据如下:
实验次数
压强p(Pa)
体积V(m3)
pV值(Pa·m3)
1
1.1925
2
1.2000
3
1.2125
4
1.2000
5
1.2000
分析表中数据,可得结论:______。
14.科学小组利用高速摄影技术发现:当杯中装入部分水,盖上轻质盖片倒置瞬间,水与盖片会一起下降一段高度,在杯口和盖片之间形成液桥,如图所示。
【问题】液桥高度与杯子内空气柱的高度之间存在怎样的关系?
【证据】
(1)取一个高度为18 cm的杯子,不断改变杯子内空气柱的高度,盖上轻质盖片后倒置。用刻度尺分别测出相应的液桥长度和空气柱高度,并将实验数据记录于下表:其中第1次测量杯子内空气柱高度如图乙所示,为___________cm。
次数
1
2
3
4
5
空气柱高度/cm
4.50
9.00
13.50
15.75
液桥高度/cm
0.10
0.14
0.22
0.17
0.12
(2)根据上表的分析,液桥高度和杯子内空气柱高度的关系是___________。
【解释】
(3)该小组课后查阅相关资料发现:杯子外的空气会从液桥进入杯内,液桥越长空气越容易进入,杯内外的___________差就越小,覆杯实验的成功率越低。请根据相关资料和实验结果预测下图覆杯实验中成功率最低的是___________。
【交流】
(4)小组认为液桥的高度可能还与___________、___________等有关,于是他们又继续了进一步探究。
三、综合与应用题
15.如图1是一款自带吸管的创意玻璃杯,该玻璃杯_________(选填“属于”或“不属于”)连通器;图2所示是一个创意“预报瓶”,A管与B球的下部连通,内装有红墨水,其中A为上端开口的玻璃管,B为密闭的球。在同一地点,当天气由晴天转为阴天,外界大气压变小时,A管内的液面将_________(选填“上升”、“下降”或“保持不变”)。
16.某同学在家庭小实验中,利用透明塑料瓶、水槽和水生植物探究光合作用(光照下植物产生氧气,难溶于水),采用排水法收集产生的气体。当实验进行一段时间后,观察到塑料瓶内的液面明显低于水槽中的液面(模拟实验场景),此时塑料瓶内的气体压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压强。
17.八(1)班在跨学科实践:制作简易活塞式抽水机项目学习中,经历了项目提出、项目分析、项目实施和展示交流几个环节,其中在项目实施时,通过深入了解活塞式抽水机的原理:
活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)使用时,若提起活塞,阀门___________受到大气压的作用而关闭,圆筒内外由于气压差,低处的水受到大气压的作用推开阀门___________进入圆筒(选填“A”或“B”);
(2)当压下活塞时,阀门___________关闭,水冲开阀门___________,进入圆筒的上部(选填“A”或“B”);
(3)再次提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门___________关闭,水从水管流出。
(4)在展示与交流环节,同学们发现活塞和阀门的气密性起到关键的作用,请你根据生活经验,提出增强抽水机气密性的建议___________。
18.如图是一个“吸”在墙壁上的吸盘,请在图中画出吸盘的受力示意图。
19.阅读短文,回答下列问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。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,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到上方水压和大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①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(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);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②而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)抽水机是利用______来工作的;
(2)文中①处应填______(选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填______(选填“A”或“B”);
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的______;
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是______;
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上
(5)小明家里也有这种活塞式抽水机,但他发现无论怎么使劲,抽水机都抽不上水,请你帮小明分析一下原因:______。
20.小亮在研学活动中使用一款便携户外水壶(如图),壶身质量,底面积,装有的山泉水,水深15 cm。将水壶静置于水平石桌上,已知当地大气压为。取。求:
(1)水壶对水平石桌的压强;
(2)水对水壶底部的压强;
(3)若壶盖面积为,计算大气对壶盖的压力。
21.如图甲所示,超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出形成一道高速“水箭”,对切割表面产生的压强。工业上常用水刀切割玻璃、大理石、钢板等坚硬物体。这种切割方式具有切割速度快、不发热等许多优点。
(1)下表是某玻璃加工厂高压水切割机部分技术参数,表中“排量”表示每分钟从喷嘴中喷出水升,若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,当高压水流垂直射向玻璃表面时,求:
型号
压强
喷嘴横截面积
排量
2230
①水流对玻璃表面的压力?
②高压水从喷嘴喷出时的速度v的大小?
(2)玻璃加工厂常用如图乙所示“低压吸盘吊车”吊运玻璃。先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小,在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”,再将玻璃吊起。图丙为“低压吸盘吊车”的结构示意图。每个吸盘质量为5kg,面积,6个吸盘内的气压相同。有一块面积为,质量为90kg,水平放置的玻璃,当大气压为时,吸盘内的气压至少要达到多少以下才能把玻璃“吸”起?
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大气压强 同步练习
好 题 冲 关
一、选择题
1.拔罐是中医传统物理疗法,如图所示,利用罐内负压吸附皮肤,形成局部充血或瘀血,达到疏通经络、活血化瘀、散寒祛湿、缓解肌肉酸痛的效果。常用于疲劳、颈肩腰腿痛、感冒等。下列现象中与拔罐原理相同的是( )
A.用液压千斤顶将汽车顶起来维修 B.夏天用吸管喝饮料
C.实验室内学生用压强计测量液体压强 D.医生用注射器给病人注射药物
【答案】B
【详解】拔罐的原理是:加热使罐内空气受热逸出,罐内冷却后气压小于外界大气压,依靠大气压将罐吸附在皮肤上,本质是利用大气压工作。
A.液压千斤顶的工作原理是帕斯卡原理,密闭液体可以大小不变传递压强,没有利用大气压,故A不符合题意;
B.用吸管喝饮料时,吸走吸管内空气使吸管内气压小于外界大气压,大气压将饮料压入口中,利用了大气压,与拔罐原理相同,故B符合题意;
C.压强计测量液体压强是利用液体内部的压强规律工作,没有利用大气压,故C不符合题意;
D.注射器注射药物依靠医护人员的推力将药物推入人体,没有利用大气压,故D不符合题意。
故选B。
2.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,如图所示事例中不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.锅炉水位计
C.活塞式抽水机 D.三峡船闸
【答案】C
【详解】A.茶壶的壶身和壶嘴符合连通器“上端开口、底部连通”的特点,利用连通器原理工作,故A不符合题意;
B.锅炉水位计的玻璃管和锅炉内胆符合连通器结构特点,利用连通器原理工作,故B不符合题意;
C.活塞式抽水机是利用大气压将水提升,不是利用连通器原理工作,故C符合题意;
D.三峡船闸工作时,闸室分别与上下游构成连通器,利用连通器原理工作,故D不符合题意。
故选C。
3.如图,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根一端通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,另一端开口向上与空气相接触。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度。药液的密度为1.0×103kg/m3。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.手上针管处受到药液的压强不低于1.3×103Pa
B.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的
C.针头设计得很细,是为了增大针头刺入皮肤时的压力
D.药液能流下主要是因为输液瓶内药液的重力产生的压强
【答案】B
【详解】A.手上针管处受到药液的压强不低于,故A错误;
B.药液流出后,瓶内气压减小,当瓶内气压与瓶内药液产生的压强之和小于大气压,在大气压的作用下,空气通过“闲置”管进入瓶内,瓶内气压增大,所以“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的,故B正确;
C.针头设计得很细,是通过减小受力面积增大压强,不能减小针头刺入皮肤时的压力,故C错误;
D.药液能流下主要是因为空气通过“闲置”管进入瓶内,使瓶内的气压与药液的重力产生的压强之和大于针管处的压强,故D错误。
故选B。
4.如图是小明在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机,下列说法错误的是( )
A.此活塞式抽水机工作时是利用大气压强把水压到高处的
B.此活塞式抽水机的两个阀门都是单向阀
C.制作阀门A时用橡皮膏把塑料片粘在活塞上表面的孔处
D.制作阀门B时使用轻质塑料小球会比玻璃小球效果更好
【答案】D
【详解】A.活塞式抽水机的工作原理就是利用大气压强。当活塞上提时,泵筒内气压减小,外界大气压就把水压进泵筒,故A不符合题意;
B.当拉动活塞向上运动时,阀门A关闭,储水仓里的空气变稀薄,气压小于外界的大气压,水在大气压的作用下推开阀门B流入储水仓;当推动活塞向下运动时,阀门B挡住瓶口,而阀门A将打开,储水仓的水涌到活塞上面,综上两个阀门都是只能向上开启的单向阀,故B不符合题意;
C.阀门A要能打开和关闭,且活塞向下运动时,储水仓的水涌到活塞上面,所以用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处不合适,应装在上表面的孔处。故C不符合题意;
D.由于阀门B需沉在水底工作,所以玻璃小球效果比轻质塑料小球更好,故D符合题意。
故选D。
5.如图所示是鸡用自动饮水器:一个装满水的瓶子倒扣在盛有少量水的容器中,瓶口与容器底部留有一定间隙。当水面下降至瓶口以下时,空气进入瓶内,水又会自动流出,补充容器中的水。关于此装置,下列说法正确的是( )
A.若瓶子顶部出现破损,水会从破口处持续喷出
B.当装置稳定(不出水也不进气)时,瓶内气压等于外界大气压
C.该装置能够保持容器内水面高度稳定,是一个连通器
D.若周围大气压突然增大,容器中的水会被“压”入瓶内
【答案】D
【详解】A.若瓶子顶部破损,瓶子上端会与外界大气连通,整个装置成为连通器,瓶内水面最终下降至与容器水面相平,不会持续喷水,故A错误;
B.装置稳定时满足压强平衡:外界大气压等于瓶内气压与瓶内水柱产生的压强之和,即,故瓶内气压小于外界大气压,故B错误;
C.连通器的定义是上端开口、底部互相连通,该装置的瓶子上端是封闭的,不符合连通器的特点,故C错误。
D.若周围大气压突然增大,外界大气压大于瓶内气压与瓶内水柱压强之和,就会将容器中的水压入瓶内,故D正确。
故选D。
6.下列估测正确的是( )
A.一个中学生的重力大约是50 N B.托起一个鸡蛋的力约为0.5 N
C.一本物理书平放在桌面的压强约为500 Pa D.深圳的大气压强约是
【答案】B
【详解】A.一个中学生质量约为50kg,重力约为,故A错误;
B.一个鸡蛋质量约为50g,重力约为,托起鸡蛋的力等于鸡蛋重力,约为0.5N,故B正确;
C.一本物理书的质量约为200g,重力约为
对桌面的压力,与桌面接触面积约为,压强约为,故C错误;
D.标准大气压约为,深圳海拔接近海平面,大气压接近标准大气压,故D错误。
故选B。
7.在如图所示的测大气压强实验中,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.外界大气压强是76cm高水银柱所产生的压强
B.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端不会产生压强
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值不受影响
D.玻璃管倾斜时,玻璃管顶端突然漏气,水银会从漏气处流出
【答案】A
【详解】A.托里拆利实验中,大气压的大小等于它所能支持的水银柱竖直高度产生的压强。原来玻璃管竖直静止时,水银柱竖直高度为76cm,因此外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故A正确;
B.玻璃管倾斜后水银充满全管,此时水银柱竖直高度只有74cm,小于大气压支持的76cm,大气压多出的压力会使水银对玻璃管上端产生压强,故B错误;
C.若玻璃管内混入少量空气,管内空气会向下产生压强,导致测得的水银柱高度偏小,最终测出的大气压值也偏小,故C错误;
D.玻璃管顶端漏气后,空气进入管内,管内上端也存在大气压强,水银柱在重力的作用下会向下流回水银槽,故D错误。
故选A。
8.如图所示,是某同学的实验示意图。他在一个敞口玻璃瓶甲中放入适量的水,使它能够浮在水槽当中,他将另一个与玻璃瓶甲相同的空玻璃瓶乙的瓶口朝下,随后将其按入槽内水中,并固定它的位置保持不动,在一个标准大气压下,用酒精灯对槽内的水进行加热,直到槽内的水沸腾时。下列关于甲、乙两瓶中的水描述正确的是( )
A.甲、乙两瓶的中水温度都达不到
B.甲瓶中的水能沸腾,乙瓶中的水不能沸腾
C.甲瓶中的水不能沸腾,乙瓶中的水能沸腾
D.甲、乙瓶中的水都不能沸腾
【答案】D
【详解】一个标准大气压下,水的沸点为100℃;水槽内的水沸腾后,温度保持沸点100℃不变;甲瓶敞口,甲瓶内水的沸点与水槽内水的沸点相同;乙瓶瓶口朝下,水加热过程中不断有水蒸气产生,乙瓶中的气压高于大气压,则乙瓶内水的沸点高于水槽内水的沸点;当甲、乙两瓶中的水温度都达到后,甲、乙两瓶中的水均无法吸收到热量,故甲、乙瓶中的水都不能沸腾,故ABC错误,D正确。
故选D。
9.如图甲容器内装有水,乙试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触,现给甲容器加热,则一段时间后,下列正确的是( )
A.甲容器内的水沸腾,乙试管内的水不会沸腾
B.甲容器、乙试管内的水同时沸腾
C.都会沸腾,但甲容器内的水先沸腾
D.都会沸腾,但乙试管内的水先沸腾
【答案】D
【详解】甲容器是密封的,加热后,甲容器内水面上方气压大于外界大气压,因此甲容器内水的沸点高于标准大气压下的沸点;而乙试管开口,内部气压等于外界大气压,因此乙试管内水的沸点就是标准大气压下的沸点,低于甲容器内水的沸点。加热时,甲容器内水温逐渐升高,会先升高到乙试管水的沸点,乙的水达到沸点后,还可以从温度更高的甲容器水中持续吸热,因此乙先沸腾;甲容器的水需要升温到自身更高的沸点后才会沸腾。因此最终二者都会沸腾,乙试管内的水先沸腾。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。图乙是水沸腾时温度计的读数,图丙中的a是根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像。下列分析中( )
①图甲中带小孔的盖子是为了提高水的沸点
②由图乙可知,当地大气压低于标准大气压
③由图丙可知,水沸腾时温度不变,不需要吸热
④只增加水的质量,则关系图线应该是图丙中的c
A.只有②④正确 B.只有③④正确
C.只有①②正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①带小孔的盖子主要是为了减少热量散失,缩短加热时间,同时平衡内外气压,避免气压过高导致沸点显著升高。因此,它不是为了提高沸点,①错误;
② 由图乙可知,温度计示数为 98℃(分度值 1℃),标准大气压下沸点为 100℃,沸点低于 100℃说明当地大气压低于标准大气压,②正确;
③ 水沸腾的特点是 “温度保持不变,但需要持续吸热”,③错误;
④水的沸点与质量无关,只与气压有关。增加水的质量,加热至沸腾的时间会变长,但沸点不变。图丙中,a和c的沸点相同,c的加热时间更长,符合题意,④正确。
因此②④正确。
故选 A。
二、实验与探究题
11.小明运用如图所示的装置,探究“一定质量的气体压强与其体积的关系”。
①取一个U形玻璃容器,往容器中注入一定量清水,待A、B管内液面相平时,用密封盖将A管上方一定质量的空气密封;
②将A管上方的空气进行4等分,标记对应刻度线“0、1、2、3”;
③往B管中注入清水,待A管中液面分别上升至刻度线“1、2、3”时,用刻度尺分别测量并记录B管与对应A管内液面的高度差为Δh1、Δh2和Δh3。
(1)比较实验结果小明发现:,由此可得出结论:一定质量的气体,体积越___________(选填“大”或“小”),压强越大;
(2)为了使液面的高度差更明显,下列建议合理的是:___________(选填“A”或“B”)。
A.选择更细的B管 B.用密度更小的液体替换清水
【答案】(1)小
(2)B
【详解】(1)向B管中注水时,A管中空气的体积被压缩。多次实验后,测得,说明随着A管中空气体积的减小,B管与A管内液面的高度差增大,即A管中空气的压强增大。由此可知:一定质量的气体,体积越小,压强越大。
(2)A.选择更细的B管,B管的粗细并不会影响A管中空气的压强,也不会改变A、B两管内液面的高度差,所以该建议不合理,故A不符合题意;
B.用密度更小的液体替换水。根据,在A管中空气压强一定的情况下,液体密度ρ越小,液面高度差h就越大,所以该建议可以使液面高度差更大,故B符合题意。
故选B。
12.项目主题:制作简易活塞式抽水机。
项目提出:小明想要自制一个简易活塞式抽水机。
项目实施:
任务一了解活塞式抽水机的结构及工作原理
(1)如图甲所示是活塞式抽水机工作原理图,活塞与筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,阀门______(选填“A”或“B”)关闭,此时圆筒内的气压______(选填“变大”、“变小”或“不变”),在______的作用下,水从入水口进入圆筒。
任务二设计活塞式抽水机
小明了解了活塞式抽水机的工作原理,便开始思考选择什么样的材料来制作模型,他找到硬塑料瓶子充当圆筒,又找来筷子充当活塞杆。
任务三制作活塞式抽水机
小明剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞。
(2)使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔a、b,中间的孔a用来固定筷子。用胶带把塑料片的一边粘在活塞上,使塑料片能盖住孔b,作为一个阀门。把玻璃球放在瓶子里,玻璃球的作用是______。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务四测试活塞式抽水机的性能
(3)在使用活塞式抽水机前先往圆筒里倒一点水,这样做的目的是提高活塞与圆筒内壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)活塞式抽水机模型,如乙图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将( )
A.F先增大后不变,p不变
B.F先减小后增大,p先减小后不变
C.F先增大后不变,p先减小后不变
D.F、p都不断增大
(5)小明发现,无论如何改进装置,抽水机都不能将水抽到高于10m的位置,分析原因:____________。(1个标准大气压,)
【答案】(1) A 变小 大气压
(2)作为另一个阀门
(3)A
(4)C
(5)1标准大气压只能支撑10m的水柱
【详解】(1)由图可知,活塞式抽水机在使用时,活塞向上运动时,阀门A受到上方大气压的作用而关闭,活塞下面圆筒内的空气变稀薄,气压变小,小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。
(2)活塞式抽水机主要由圆筒、活塞、两个只能向上开启的阀门、出水管等组成。剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒,把瓶底再略剪一小部分作为活塞,瓶子侧壁上开孔,插上塑料管作为出水管,把玻璃球放在瓶子里作为另一个阀门。
(3)根据利用大气压时,必须密封且内部压强较小才能工作,在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,是为了增加活塞与圆筒气密性,故选A。
(4)当活塞不断上升时,抽水机内的水柱高度不断增加,由于大气压大于水柱产生的压强,故多余的压强传递给活塞;即水对活塞的压强,大气压不变,随着h的增大,水对活塞的压强减小。
但当水柱被提升到10米多点时,水柱就不会再升高,因为一个标准大气压支持大约10米多高水柱,活塞与水柱分离,水对活塞的压强减小为0并保持不变。
即整个过程中,p先减小后不变。
当活塞与水柱没有分离之前,以活塞为研究对象,受力情况如图所示(不计活塞重力):
可以认为是拉动活塞时是匀速的,根据力的平衡条件有
所以拉力①
根据前面分析可知,水对活塞的压强先减小,由①式可知,拉力先增大,当水柱高度达到10米多点时,由于水不会再上升,水对活塞的压强减小为0并保持不变,则拉力增大到等于大气压力后也不再变化,即整个过程中,拉力F先增大后不变。
故选C。
(5)1标准大气压下,支持水柱的压强等于1标准大气压,最多可以把水抽的高度为,由此可知,1标准大气压只能支撑10m的水柱。
13.日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,如:
a.自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸:
b.压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力;
(1)关于一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关呢?小佳做出了以下猜想:
猜想一:可能与气体的温度有关;
猜想二:可能与气体的体积有关。
(2)为验证猜想一,小佳进行如下实验操作:
①取一根长约为1m,一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银封闭一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标记出水银柱下表面的位置,如图甲:
②将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银直到______为止;
③再将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
实验中小佳发现空气柱的温度越高,其上方的水银柱也越长,由此可得出结论:一定质量的气体,体积一定,温度越高,产生的压强越______;
(3)小佳又利用传感器设计了如图乙的实验装置,验证猜想二:
①实验中控制了质量、温度相同,改变体积来测量压强;
②小佳实验记录的数据如下:
实验次数
压强p(Pa)
体积V(m3)
pV值(Pa·m3)
1
1.1925
2
1.2000
3
1.2125
4
1.2000
5
1.2000
分析表中数据,可得结论:______。
【答案】 水银柱下表面到达标记处 大 一定质量的气体,温度一定时,压强与体积成反比
【详解】(2)为验证猜想一,根据控制变量法,应控制气体的质量和体积不变,所以每次改变气体温度后,待水银柱不再上升后,都应往玻璃管内注入水银直到水银柱下表面到达标记处;实验中小佳发现空气柱的温度越高,其上方的水银柱也越长,根据可知,水银柱的压强越大,则空气柱的压强越大,由此可得出结论:一定质量的气体,体积一定,温度越高,产生的压强越大。
(3)根据表格数据知,在误差允许的范围内,压强与体积的乘积pV值为定值,说明气体的压强与气体的体积成反比,即一定质量的气体,温度一定时,压强与体积成反比。
14.科学小组利用高速摄影技术发现:当杯中装入部分水,盖上轻质盖片倒置瞬间,水与盖片会一起下降一段高度,在杯口和盖片之间形成液桥,如图所示。
【问题】液桥高度与杯子内空气柱的高度之间存在怎样的关系?
【证据】
(1)取一个高度为18 cm的杯子,不断改变杯子内空气柱的高度,盖上轻质盖片后倒置。用刻度尺分别测出相应的液桥长度和空气柱高度,并将实验数据记录于下表:其中第1次测量杯子内空气柱高度如图乙所示,为___________cm。
次数
1
2
3
4
5
空气柱高度/cm
4.50
9.00
13.50
15.75
液桥高度/cm
0.10
0.14
0.22
0.17
0.12
(2)根据上表的分析,液桥高度和杯子内空气柱高度的关系是___________。
【解释】
(3)该小组课后查阅相关资料发现:杯子外的空气会从液桥进入杯内,液桥越长空气越容易进入,杯内外的___________差就越小,覆杯实验的成功率越低。请根据相关资料和实验结果预测下图覆杯实验中成功率最低的是___________。
【交流】
(4)小组认为液桥的高度可能还与___________、___________等有关,于是他们又继续了进一步探究。
【答案】(1)2.30
(2)随着杯子内空气柱高度的增加,液桥高度先增大后减小
(3) 压强 C
(4) 盖片的质量/盖片的重力 液体的密度/杯口横截面积
【详解】(1)观察图乙中的刻度尺可知,其分度值为1mm,在读数时必须估读到分度值的下一位;空气柱下端边缘正好对准2.3cm的位置,因此读数应记为2.30cm。
(2)观察实验数据记录表可以看出,当杯内空气柱高度从4.50cm逐渐增加到15.75cm的过程中,对应的液桥高度由0.10cm先逐渐增加至最大值0.22cm,随后又逐渐减小至0.12cm,此过程液桥高度先增大后减小。
(3)覆杯实验能够成功的根本原因在于杯外的大气压强托住了杯内的水和盖片,外界进入空气越容易,杯内外的气压差就会越小,导致向上的托力减弱。
液桥越长,外界空气越容易进入杯内,因此杯内外压强差越小,覆杯越不容易成功,结合表格中的数据分析,图中C的条件最接近液桥最有利于进气的状态,所以成功率最低。
(4)盖片自身受到向下的重力作用,其重力大小会直接影响倒置瞬间水与盖片一起下降的幅度,进而影响液桥的高度。
换用不同密度的液体会改变杯内液体的总重力和压强,或者改变杯口横截面积会影响受力情况,这些因素都可能对液桥的高度产生影响。
三、综合与应用题
15.如图1是一款自带吸管的创意玻璃杯,该玻璃杯_________(选填“属于”或“不属于”)连通器;图2所示是一个创意“预报瓶”,A管与B球的下部连通,内装有红墨水,其中A为上端开口的玻璃管,B为密闭的球。在同一地点,当天气由晴天转为阴天,外界大气压变小时,A管内的液面将_________(选填“上升”、“下降”或“保持不变”)。
【答案】 属于 上升
【详解】上端开口,下端连通的容器叫做连通器,故玻璃杯可以看作是一个连通器;图2中B球密闭,内部气体压强基本不变,外界大气压变小时,玻璃球B内部气体压强大于外界大气压,此时A管液面上升。
16.某同学在家庭小实验中,利用透明塑料瓶、水槽和水生植物探究光合作用(光照下植物产生氧气,难溶于水),采用排水法收集产生的气体。当实验进行一段时间后,观察到塑料瓶内的液面明显低于水槽中的液面(模拟实验场景),此时塑料瓶内的气体压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压强。
【答案】大于
【详解】水槽液面处的压强等于外界大气压强, 取塑料瓶内的液面为等压面,此时,瓶内气体压强 与外界大气压强 加上瓶内外液面高度差 所产生的水的压强相平衡,故
因为,所以,因此。
17.八(1)班在跨学科实践:制作简易活塞式抽水机项目学习中,经历了项目提出、项目分析、项目实施和展示交流几个环节,其中在项目实施时,通过深入了解活塞式抽水机的原理:
活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)使用时,若提起活塞,阀门___________受到大气压的作用而关闭,圆筒内外由于气压差,低处的水受到大气压的作用推开阀门___________进入圆筒(选填“A”或“B”);
(2)当压下活塞时,阀门___________关闭,水冲开阀门___________,进入圆筒的上部(选填“A”或“B”);
(3)再次提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门___________关闭,水从水管流出。
(4)在展示与交流环节,同学们发现活塞和阀门的气密性起到关键的作用,请你根据生活经验,提出增强抽水机气密性的建议___________。
【答案】(1) A B
(2) B A
(3)A
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]使用时,若提起活塞,圆筒内气体体积增大,气压减小,上方阀门A受到大气压的作用而关闭,圆筒内外由于气压差,低处的水受到大气压的作用推开下方阀门B进入圆筒。
(2)[1][2]当压下活塞时,阀门B在水压的作用下关闭,水冲开上方阀门A,进入圆筒的上部。
(3)水流入圆筒上部后,再次提起活塞时,活塞上面的水对阀门A有向下的压强,迫使阀门A关闭,水从水管流出。
(4)活塞和阀门的气密性好,可以使抽水机更好的工作,增强抽水机气密性的建议是:有磨损的活塞或阀门要及时更换。
18.如图是一个“吸”在墙壁上的吸盘,请在图中画出吸盘的受力示意图。
【答案】
【详解】吸盘处于静止状态,对其进行受力分析可知,受到竖直向下的重力G与竖直向上的摩擦力f,这两个力是一对平衡力,如果吸盘内没有气体,则吸盘还受到水平向右的大气压力F大气和水平向左的墙对吸盘的支持力F弹,这两个力也是一对平衡力;如果吸盘内仍有气体,内部气体会对吸盘有一个水平向左的力,水平方向的三个力是平衡力,如图所示:
19.阅读短文,回答下列问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。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,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到上方水压和大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①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(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);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②而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)抽水机是利用______来工作的;
(2)文中①处应填______(选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填______(选填“A”或“B”);
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的______;
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是______;
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上
(5)小明家里也有这种活塞式抽水机,但他发现无论怎么使劲,抽水机都抽不上水,请你帮小明分析一下原因:______。
【答案】(1)大气压强
(2) 小于 B
(3)A
(4)D
(5)活塞与筒壁之间、各连接处等存在缝隙,导致空气进入筒内无法形成足够的气压差,就不能抽上水
【详解】(1)抽水机是利用大气压强来工作的。
(2)提起活塞后,活塞下方空气变稀薄,气压减小,因此圆筒内气压小于外界大气压,才能让大气压将水压入圆筒;
根据抽水机工作过程的描述,再提起活塞时,阀门A关闭,水从侧管流出,同时井里的水在大气压作用下推开阀门B进入圆筒。
(3)抽水机需要依靠圆筒内气压小于外界大气压才能将水压入,预先加水可以堵住活塞和筒壁间的缝隙,防止漏气,增强气密性,保证气压差正常形成,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)活塞式抽水机的工作原理是利用大气压强。
A. 吸盘吸墙,通过排出吸盘内空气,大气压将吸盘压在墙上,故A不符合题意;
B. 吸尘器吸尘,工作时内部气压减小,大气压将灰尘压入吸尘器,故B不符合题意;
C. 吸管喝牛奶,吸走吸管内空气后,大气压将牛奶压入吸管,故C不符合题意;
D. 手机保护膜吸附在屏幕上,依靠静电吸附或分子间作用力,没有利用大气压,故D符合题意。
故选D。
(5)活塞与筒壁之间、各连接处等存在缝隙,导致空气进入筒内无法形成足够的气压差,就不能抽上水
20.小亮在研学活动中使用一款便携户外水壶(如图),壶身质量,底面积,装有的山泉水,水深15 cm。将水壶静置于水平石桌上,已知当地大气压为。取。求:
(1)水壶对水平石桌的压强;
(2)水对水壶底部的压强;
(3)若壶盖面积为,计算大气对壶盖的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水壶和水的总质量
水壶对水平石桌的压力等于总重力,
单位换算得水壶底面积
水壶对水平石桌的压强
(2)水的深度
水对水壶底部的压强
(3)壶盖面积
大气对壶盖的压力
21.如图甲所示,超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出形成一道高速“水箭”,对切割表面产生的压强。工业上常用水刀切割玻璃、大理石、钢板等坚硬物体。这种切割方式具有切割速度快、不发热等许多优点。
(1)下表是某玻璃加工厂高压水切割机部分技术参数,表中“排量”表示每分钟从喷嘴中喷出水升,若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,当高压水流垂直射向玻璃表面时,求:
型号
压强
喷嘴横截面积
排量
2230
①水流对玻璃表面的压力?
②高压水从喷嘴喷出时的速度v的大小?
(2)玻璃加工厂常用如图乙所示“低压吸盘吊车”吊运玻璃。先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小,在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”,再将玻璃吊起。图丙为“低压吸盘吊车”的结构示意图。每个吸盘质量为5kg,面积,6个吸盘内的气压相同。有一块面积为,质量为90kg,水平放置的玻璃,当大气压为时,吸盘内的气压至少要达到多少以下才能把玻璃“吸”起?
【答案】(1)①15N,②900m/s
(2)
【详解】(1)①水流对玻璃表面的压力
②每分钟喷出水的体积
每分钟喷出水的长度
水从喷嘴喷出时的速度
(2)质量为90kg的玻璃的重力
6个吸盘的面积
将玻璃“吸”起时玻璃受到竖直向下的重力,外界大气对其向上的压力和吸盘内气体对其向下的压力,且
即
将玻璃“吸”起时吸盘内外的压强差为
则吸盘内气体的压强
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