内容正文:
专题12 气体的压强
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 大气压的存在的证明】 2
【题型2 托里拆利实验】 4
【题型3 标准大气压的值】 8
【题型4 实验估测大气压的值】 10
【题型5 气压计的构造及原理】 13
【题型6 大气压与高度的关系】 14
【题型7 大气压对液体沸点的影响】 17
【题型8 大气压的应用】 19
【题型9 流体压强与流速的关系及现象解释】 22
第二部分 压轴突破
【题型1 大气压的存在的证明】
1.下列现象不能说明大气压存在的是( )
A.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来 B.吸盘吸附墙面上
C.用注射器将药液注入肌肉 D.用塑料吸管吸饮料
2.关于下面四幅图中所包含的物理信息下列说法错误的是( )
A.甲:两手指受到的压力相同,受力面积越大,压强越小
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:往B管吹气,A管液面上升是因为杯子液面上方的大气压变大了
3.大气压与实际生活紧密相连。下列说法正确的是( )
①覆杯实验时,纸片和水不会掉下来,说明了大气压强的存在
②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大
③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
④用高压锅煮食物容易煮熟,原因是气压越大沸点越低
A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
4.小特在玻璃杯内盛满水,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,水都不流出,纸片也不掉下来(如图所示)。该活动所研究的问题是( )
A.大气压强有多大 B.水的重力与大气压力之间的关系
C.大气对各个方向是否都有压强 D.液体对各个方向是否都有压强
5.我国战国时期成书的《吴子·九守篇》中记载:“瓶有二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”意思是说:瓶上端有两个小孔,注入水后,若用手堵住其中一个小孔,水便无法流出。造成这一现象主要是因为______的作用;历史上第一个测出大气压强值的科学家是______。
6.如图,是生活中常见的塑料瓶,瓶盖上的竖条纹是为了______摩擦;往塑料瓶里倒入适量热水并晃一晃,然后把热水倒出,迅速盖上瓶盖,过一会儿瓶子变瘪了,证明了______(物理名词)的存在;塑料瓶静止放在水平桌面上,它所受重力与它对桌面的压力______(选填“是”或“不是”)一对相互作用力。
7.如图所示:
(1)用两个吸盘模拟马德堡半球实验,将两个吸盘对接,用力挤出空气后难以将其分开,这一实验现象说明了______的存在。
(2)某些汽车会在车尾安装一种名为“气流偏导器”的装置。当气流经过气流偏导器下方较窄通道时,流速变大,压强______(选填“变大”“变小”或“不变”),从而增大了车辆对地面的下压力,提高行驶稳定性。
8.生活处处有物理,瓶瓶罐罐做实验。小聪往矿泉水瓶中装入水,做了以下系列实验。
(1)如图1所示,两个相同的瓶中装了质量相等的水,将两瓶矿泉水瓶分别倒立和正立放在海绵上,通过观察______来反映压力的作用效果,这种科学探究的方法称为转换法,转换的依据是力可以改变物体的______;要进一步探究压力作用效果与压力大小的关系,具体操作是______(简单说出一种方法即可)。
(2)如图2所示,用吸管乙向吸管甲上方吹气,吸管甲中水面会上升,该实验探究的物理问题是流体______的关系。
(3)如图3所示,在矿泉水瓶上扎两个大小相同的小孔A和B,发现从B孔喷出的水较远,说明液体压强与液体的______有关。
(4)如图4所示,在瓶口覆盖一张硬纸片后倒置,硬纸片不下落,说明了______的存在。
【题型2 】
9.某物理学习小组对以下图片进行讨论,下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,提起活塞,使外界大气压增大带动阀门B打开
B.如图乙所示,液压机的工作原理为液体压强随深度的增加而增大
C.如图丙所示,啄木鸟用头喙啄树皮,主要是为了增大啄树皮时的压力
D.如图丁所示,测量大气压强时,若玻璃管内混入了空气,则水银柱的高度会减小
10.如图,这是测大气压值的实验,下列有关说法正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱产生的压强
B.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱的长度将不变
C.测量时如果管内混有少量空气,则测量结果将偏小
D.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
11.对于托里拆利实验中,试管中水银液面下降的原因,十七世纪主要有两种观点。观点一,液面下降是因为管内的部分液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。观点二,管内液面上方是真空。现将两根长且规格相同的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中。酒的密度比水小,且比水易变成气体。试管内液面稳定时( )
A.试管倾斜放置后,试管内外液面高度差会减小
B.换用内径更大的试管进行实验,试管内外液面高度差会减小
C.在海拔更高的地方进行实验,试管内外液面高度差会增大
D.如果甲试管内液面高度较低,说明试管内液面上方是真空
12.如图所示,在托里拆利实验中,若将玻璃管由竖直变成倾斜,则下列说法错误的是( )
A.玻璃管竖直时,上端的空心肯定是真空的
B.倾斜后,槽内汞面位置发生变化
C.倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.测得大气压值偏大
13.托里拆利测量大气压强实验如图所示,当时的大气压强等于___________mm高水银柱所产生的压强。若使管外水银液面上方的空气沿水平方向流动起来,则管内水银液面将___________。
14.小亮同学在物理实验室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,如图所示,则此时大气压强等于______水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将______。(选填“高于”“等于”或“低于”),若将此装置从山下拿到山上做实验,测量的大气压将______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
15.如图所示,为“天气预报瓶”。A为玻璃管与大气相连,B为密闭的玻璃球内装有红墨水,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降。如果B球上方破了一个小孔,则A、B内的液面将_______ (选填“A高于B”、“B高于A”或“相平”)。如果A管做得稍微细一些,将_______ 影响此装置的功能(选填“会”或“不会”)。
16.如图所示,小明同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。
(1)实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图甲所示,此时大气压强等于___________mm高水银柱产生的压强。
(2)将玻璃管下压一点,保持管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差将___________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)如果其他条件不变,用水来代替水银做实验,水___________(选填“会”或“不会”)充满玻璃管,所以测不出大气压的值。
17.如图,这是“托里拆利实验”的实验过程。
(1)如将此装置拿到高山上,观察到的现象是水银柱的竖直高度将______;(选填“升高”“不变”或“降低”)
(2)实验过程中,若保持玻璃管口不离开水银面,将玻璃管倾斜,竖直高度将______;(选填“变长”“不变”或“变短”)
(3)在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样操作的目的是防止管内混入______;
(4)若在图甲实验过程中没有将玻璃管灌满水银,会导致最终测得的大气压值比真实值______。(选填“大”或“小”)
18.在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体内部压强的特点”进行了一系列探究。
(1)实验前用手指按压橡皮膜时,发现U形管液面升降不灵活,接下来的操作最便捷的是_________(选填字母);调整好后的U形管_________(选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙 B.拧开橡皮管重新安装 C.摇晃U形管
(2)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度_________,液体内部的压强越大;通过比较_________两图,说明深度相同时,液体密度越大,液体内部的压强越大;
(3)保持图丁中探头的位置不变,并将一杯相同浓度的盐水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银;
①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_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)760mm;
②将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变_________。
【题型3 】
19.下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.漂在水面上的鸡蛋所受浮力约为5N B.物理课本对水平桌面的压力约60N
C.考场内的大气压约为 D.中学生站立时对地面的压强约为
20.在1个标准大气压环境中,同学们相互配合在教学楼前用硬质透明塑料管和水模拟托里拆利实验,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.当管从竖直变成倾斜后,管内水柱长度不变
B.管内漏进了少量空气,会使大气压测量值变大
C.换用更粗的塑料管,气压测量值会明显增大
D.正确操作实验,测量出管内水柱的高度约10 m
21.央视新闻“大数据”播报让数据故事化。例如以下播报内容:“7000m深海处每平方米受到压力=每平方米扛7000吨=单手举满编火车”。播报能用对比、比喻、案例等方法把数据变通俗。请同学们结合你学习的物理知识分析下列数据,其中符合实际的是( )
A.两个鸡蛋的重力大小约为1N
B.一名身高1.70m的中学生站立时对地面的压力约为60N
C.人站立时对地面的压强约为1000Pa
D.教室内大气压强约为10000Pa
22.小雪同学想要测量大气压强的值,如图所示,她准备了一根一端开口的玻璃管,在确保安全的前提下,向玻璃管中灌满水银后倒置在装有水银的槽中,意大利科学家_____最先用这个方法测出大气压强的值。一标准大气压相当于_____水银柱产生的压强。
23.历史上著名的马德堡半球实验证明了______。如图所示是测量大气压值的实验,最早测出大气压数值的科学家是________,他测出大气压强值是______(保留2位有效数字)Pa,若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
24.地球被一层厚厚的大气层包围着,我们生活在这层空气“海洋”的底部。
(1)________实验证明了大气压强的存在且________;________首次测出了大气压强的值;1标准大气压大约可以支撑________厘米高的水银柱;测量大气压强的仪器是________。
(2)如图所示的容器是“天气预报瓶”。A为玻璃管,与大气连通,B为密闭的玻璃球,A与B底部相通,内装红墨水。根据图中两边液面位置,可知此时B球内气压________外界大气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)
25.C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。如图所示。
(1)材料是它的一大亮点,尾段采用碳纤维增强树脂基复合材料,减轻重量、提升耐久性。这里提到的可以“减轻重量”是指这种复合材料的___________小(填物理量)。机舱内座椅材质较软是为了___________压强(选填“增大”或“减小)。
(2)流线型机头设计、四块单曲风挡玻璃,这是它的独特造型。传统的飞机机头由正面两块、侧面四块,共六块风挡玻璃组成,而C919只用了四块风挡玻璃,这也就意味着每块风挡玻璃的面积都比较大。为什么飞机风挡玻璃的面积越大,对技术要求越高呢?小延查阅资料后知道:
(a)飞机舱内的气压约为( );
A.80Pa B.800Pa C.8000Pa D.80000Pa
(b)舱外大气压与海拔高度的关系如下表
海拔高度h(m)
0
500
1500
2000
3500
4500
6000
大气压强p(kPa)
101.3
95.5
84.0
79.5
65.8
57.7
47.2
① 分析比较上表中p随h的变化情况,可得出的初步结论是:___________。
② 结合所学知识及上述信息,分析风挡玻璃面积越大,对技术要求越高的原因:___________。
【题型4 】
26.图甲是测量大气压强值的实验装置,为管内外汞柱液面的高度差,为汞槽液面到玻璃管底端的高度差。图乙是一个“自制气压计”,水沿管上升到P点,为吸管内外液面的高度差。下列说法正确的是( )
①甲图中测量出的大气压的数值为②若甲图实验中玻璃管内混入少量空气,则测出的大气压值会比实际值偏大③乙图中瓶内气压等于外界大气压加上④同时带着两个装置登山,会发现会变小,会增大
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
27.同学们在进行估测大气压实验时,首先读出注射器的最大刻度为,用刻度尺量出其有刻度部分的长度为;将活塞推至底端排尽空气,慢慢向右拉动注射器外壳(甲图没有盖上橡皮帽,乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2。下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A. B. C. D.
28.用20mL的注射器(含橡皮帽)、大量程弹簧测力计、刻度尺、小桶、细沙、细绳等估测大气压的值,如图甲所示。实验时,把注射器的活塞推至注射器筒的前端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。用细绳拴住注射器活塞的颈部,然后向桶内逐渐加细沙,当活塞刚好被拉动时,停止添加细沙,测量桶和细沙总重,如图乙所示,读数为______N。用刻度尺测出注射器上有刻度部分长度为10cm,此时所测大气压的值为______Pa。若所测大气压值偏小,可能的原因是______。
29.小明利用如图甲所示的装置测量大气压的大小,其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很好,但摩擦较大。他进行了如下实验。
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,目的是______,当右端挂上一定数量的钩码时,注射器中的活塞开始滑动,稳定时弹簧测力计示数为1.0N,则活塞与针筒间的摩擦力为______N,若继续增加钩码数量,弹簧测力计的示数将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔,增加钩码数量活塞开始滑动时,弹簧测力计示数为4.6N;小明又找来刻度尺测量针筒全部刻度的总长度,如图乙所示,则总长度为______cm,此时活塞受到的大气压力为______N,本地大气压强的测量值为______Pa。小明发现这个值和气压计测得的大气压值仍有较大偏差,可能原因是______。
30.小明利用容积为的注射器、小桶、刻度尺等器材测量大气压强的值。
(1)实验中研究的是大气对________(选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)操作步骤如下:
①将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔。拉动活塞,松手后观察到活塞能回到注射器筒的前端,说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”);
②用绳拴住注射器活塞的颈部,并在下面挂小桶,如图所示。慢慢向桶内加细沙,直到活塞刚好被拉动时,停止加细沙。测得桶和沙总重力为,则大气对活塞的压力大小为________;
③测出注射器上有刻度部分的长度为,则本地大气压的测量值为________(使用题目中物理量符号表达);
(3)小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是________。
31.按要求完成下列填空:
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家托里拆利,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为______cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是______;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,求出吸盘的面积为;
B.将吸盘紧压在玻璃板上,用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数如图所示,则拉力______N;
C.则计算大气压的值为______Pa。
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向______都有压强;
(5)如果实验过程中吸盘没有被紧压在玻璃板上,中间留有空气,则测得的压强______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【题型5 】
32.小明利用玻璃瓶、细管和带颜色的水自制了两个如图甲和乙所示的教具。下列有关说法正确的是( )
A.甲图为自制气压计,拿着它上楼过程中,细管中的水柱会上升
B.如用一个吸管在甲图细管口上方水平吹气,管中水柱会下降
C.乙图为自制温度计,把图中的小瓶放入热水中,细管中的水柱会下降
D.为了使甲乙两个教具中细管中的水柱高于瓶口便于观察,应对着细管吸气
33.装修房屋时,工人师傅常用一根两端开口灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.利用连通器的特点找到等高的两点 B.为了测量两个点的水平距离
C.把水管当气压计用 D.检查墙面是否竖直
34.如图所示的是小田同学自制的两个仪器,其中________(选填“甲”或“乙”)可以当作气压计用于测量大气压强。当小田同学把该气压计从1楼带到5楼的过程中,将会发现玻璃管中水柱的液面会________。(选填“降低”、“升高”或“不变”)
35.“更喜岷山千里雪,三军过后尽开颜”诗句抒发了红军将士成功翻越雪山后的豪迈之情。岷山海拔高,山顶处的大气压比山脚下的大气压_______(选填“大”或“小”)。如图所示,若小军同学拿着自制气压计从岷山山脚下拿到山顶上时,玻璃管内水柱的高度会_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【题型6 】
36.如图所示是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,天气往往转为阴雨天。下列说法中正确的是( )
A.该“晴雨表”放在温度升高的环境中,A管液面高度不变
B.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
C.A管液面上升,说明外界气压降低
D.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
37.如图所示,意大利科学家托里拆利利用该装置最早测出了标准大气压的值;若在海拔为8848米的珠穆朗玛峰最高峰做这个实验,测得的水银柱高度将( )
A.小于760mm B.等于760mm C.大于760mm D.无法判断
38.2025年我国大力推广“零海拔屋”,即通过相关技术将室内气压改变至接近标准大气压来改善人们的“高原反应”。下列有关说法正确的是( )
A.高原地区海拔高,大气压强比平原地区大
B.高原地区通过“零海拔屋”提高室内气压,缓解人们的“高原反应”
C.人们在家里用吸盘挂钩悬挂物体,利用的是分子间的引力
D.高原地区水的沸点要高于
39.如图所示,图甲为托里拆利实验图,图乙为自制气压计,下列说法正确的是( )
A.将两个实验器材从山顶拿到山脚,则图甲玻璃管内的液面会下降,乙的会上升
B.图甲中h一定等于760mm
C.若将图甲中的水银换成水,水会对玻璃管顶部产生压强
D.图乙中自制气压计内液面上方气体压强与瓶外大气压强的大小关系是:
40.小鸣同学在物理实验室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,如图所示,则此时大气压强等于______mm水银柱产生的压强;若小鸣把该实验移到当地的高山上去做,则测得的大气压值_____ (选填“变大”“变小”或“不变”),水的沸点也会_______(选填“升高”“不变”或“降低”)。
41.如图所示甲是小红设计的一款盆景自动浇水器。当盆景盘中的水位下降到刚好露出塑料瓶口时,瓶中的水就会流出一些直至将瓶口重新淹没。塑料瓶中的水位能保持一定高度,主要是应用了___________的原理(选填“连通器”或“大气压强”);小明利用如图所示装置来粗测大气压强,乘坐电梯把该装置从1楼拿到28楼,会看到细管中的水面___________(选填“上升”或“下降”)。
42.如图为飞机机翼剖面图,飞机能够在空中飞行,原理在于机翼上方比下方空气流速大,压强_______(选填“大”或“小”),从而获得向上的升力。随着飞机升空,海拔高度增加,大气压__________(选填“增大”“减小”或“不变”),此状态下水的沸点__________(选“高”或“低”)于100℃。
【题型7 】
43.下列与压力压强有关的生产生活实例中,说法正确的是( )
A.汽车上斜坡时,对地面的压力方向是竖直向下的
B.三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大
C.青藏高原用高压锅煮食物,是因为海拔越高,大气压越大
D.飞机能够腾空而起是因为机翼下表面气体的流速大压强小
44.以下关于压强的相关说法中正确的是( )
A.水的沸点随大气压的增大而升高
B.电动自行车的坐垫做得宽大是为了增大压强
C.物体受到的压力越大,产生的压强就一定越大
D.护士利用大气压将注射器内的药液推入病人的肌肉里
45.物理课应以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念引导学生理性思考。如图所示是学生实验课上的相关实验,其中分析正确的是( )
A.图(a),当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
B.图(b),向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
C.图(c),若将U形管向后倾斜一定角度放置,其两侧液面的高度差不变
D.图(d),利用此实验装置不能探究压力的作用效果与受力面积和压力大小的关系
46.如图所示,先用酒精灯加热烧瓶使水沸腾,后移走酒精灯,过一会儿,水停止沸腾。用连有注射器的塞子塞紧烧瓶口,然后向外拉注射器活塞,_____(选填“会”或“不会”)看到水重新沸腾,说明__________。
47.如图甲,注射器的针头做得很尖,是为了______(选填“增大”或“减小”)压强,便于进行肌肉注射;注射前,医生用注射器抽取药液,这样做是为了利用______把药液压入注射器内。如图乙,浇上冷水时,烧瓶里刚停止沸腾的水又重新沸腾,是因为气压越低,沸点越______。
48.两实验小组分别用图甲、乙的装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
(1)调整陶土网高度时__________(填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)两个小组用完全相同的酒精灯和烧杯,加热相同质量的水。根据实验数据绘制了水的温度随时间变化关系图像,如图丙。由图像可知:
①水沸腾前温度不断升高,沸腾过程中温度__________。
②乙装置中水的沸点为__________℃,与甲装置中水的沸点不同,原因是加盖后_______________。
(3)用纸杯代替烧杯做此实验,__________(填“能”或“不能”)使纸杯中的水沸腾。
49.小明和小红同学分别做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验。
(1)实验前应先安装____(选填“石棉网”或“温度计”),装置安装完成后,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了____。
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化图像。计时第6 min,有一位同学发现气泡在上升过程中的现象如图丙所示,这位同学是____(选填“小明”或“小红”)。
(3)由图像可知水的沸点是____℃,当地气压____ 标准大气压(选填“高于”、“等于”或“小于”)。
【题型8 】
50.“生活处处皆物理,留心观察皆学问”,下列说法中正确的是( )
A.图甲:三峡船闸利用了连通器原理
B.图乙:热气球升空过程中大气压逐渐变大
C.图丙:哪吒将毽子踢向空中,说明毽子不受重力的作用
D.图丁:运油-20起飞时机翼上方气流对上表面的压强小于下表面的压强
51.如图所示是农村常见的活塞式抽水机。使用时,先往抽水机的圆筒里倒一点水(引水),然后提起活塞,低处的水就会被抽上来。活塞向上运动时( )
A.水被大气压“压”入圆筒
B.活塞对水施加了向上的拉力
C.水受重力作用自动流上来
D.活塞式抽水机进水口和出水口组成连通器,水会自动补充上来
52.物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中正确的是( )
A.图甲:弹簧受到的拉力是弹簧形变产生的,手指对弹簧的力等于弹簧对手指的力
B.图乙:对沸腾的水停止加热,抽气减压,水会再次沸腾,说明气压减小,水的沸点降低
C.图丙:活塞式抽水机利用大气压来抽水,活塞式抽水机提升水的最大高度约为
D.图丁:微小压强计中的形管是一个连通器
53.某同学在跨学科实践活动中制作简易活塞式抽水机,结合物理知识与工程实践,下列说法错误的是( )
A.抽水机利用大气压将水从低处压入抽水机内
B.制作时活塞与筒壁需紧密贴合,目的是减小漏气保证气密性
C.理论上该抽水机可将水抽到任意高度,不受外界条件限制
D.此装置的工作原理与生活中用吸管喝饮料的原理相似
54.在跨学科实践课上,同学们利用玻璃瓶制作了如图的小制作。如图甲,把玻璃瓶放在电梯里随着楼层的升高,细管中的液面上升,说明大气压随海拔的升高而________;如图乙,用吸管吸水时,水会沿着细管进入嘴里,这是利用________的作用;如图丙,用细管B对着细管A的管口吹气,看到A管中的液面上升,这是因为流速越大的位置,压强越________。
55.护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中(,如图所示。这根“闲置”管是在输液过程中,当瓶内气压减小时,在________的作用下使空气进入瓶内。药水瓶提升输液管中液面到相对针管约1.5 m的高度,针管处受到的液体压强为________Pa。(g取)
56.图甲是一种新型鱼缸——负压鱼缸,它比传统鱼缸更高,因此更便于观赏,同时换水和喂鱼都非常方便。如图乙所示,负压鱼缸由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成,利用真空泵抽吸空气使负压缸顶部形成一定的负压,从而保持负压缸的水面远高于底缸的水面。
(1)负压鱼缸_______(选填“属于”或“不属于”)连通器;“负压”指的是________(选填“高于”“低于”或“等于”)大气压的气体状态。
(2)图乙中负压缸的水面比底缸的水面高,若此地大气压为,则负压缸水面上方的气压为_______。(,g取)
(3)小明了解了负压鱼缸的原理后,为家里的盆景制作了如图丙所示的自动供水装置。他将玻璃瓶灌满水后倒立在装有水的盆景盘里,瓶口浸入水中,此时瓶中的水________流出;一段时间后,由于盆景吸水,盘中水位下降,当玻璃瓶的瓶口露出水面时,瓶中的水_______流出。(均选填“会”或“不会”)
57.附中合作小组针对如图所示的“活塞式抽水机”相关问题进行了讨论。
(1)使用时,提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,圆筒内气压___________外界的大气压,低处的水冲开阀门B进入圆筒。下压活塞,阀门B___________,水冲开阀门A涌到活塞上面;
(2)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
(3)小王同学认为,家中电动吸尘器的原理与活塞式抽水机的原理相同,你是否同意他的观点?___________
【题型9 】
58.广州作为沿海城市,在夏季时常有大风天气。大风沿水平方向吹过时,常会感觉有“无形的力量”向上拉着伞。对此现象最合理的解释是( )
A.伞上方的空气流速比较大,压强比较大 B.伞下方的空气流速比较大,压强比较大
C.伞上方的空气流速比较大,压强比较小 D.伞下方的空气流速比较大,压强比较小
59.2026年2月23日下午,贵州遵义出现了今年首个龙卷风,虽然威力不大,但在高山耸立的地区出现,实属罕见。如图所示,龙卷风作为极具破坏力的自然灾害,其实是由高速旋转的气流产生,能把地面上的物体“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了物体的浮力 B.龙卷风使物体的重力变小
C.龙卷风内部的压强远小于外部的压强 D.龙卷风内部的流速远小于外部的流速
60.如图所示的容器中水平段细管内有一段静止水柱,该水柱将一部分空气密封在球形容器中,某段时间内发现水柱缓慢向左移动,则下列判断正确的是( )
A.可能是手持该装置乘坐垂直电梯从34楼下降到1楼
B.可能是用吹风机在细管左侧开口处吹风
C.可能是外界环境温度降低了
D.该装置可以粗略判断气温高低变化,是利用了液体的热胀冷缩原理
61.小外一家自驾去旅游,在行车过程中,他发现了一些物理现象,下列描述错误的是( )
A.以路边的树为参照物,坐在行进车里的小外是运动的
B.关闭车窗后车内安静了许多,这是在声源处减弱噪声
C.汽车轮胎表面有凹凸花纹,是为了增大与路面的摩擦力
D.打开天窗后,车顶空气流速大压强小,车内气体被压出车外
62.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外,是因为窗外空气的流速大,压强___________;通过拍打窗帘清除它上面的灰尘,是利用了___________的惯性。
63.如图所示,站台设置安全线是因为列车驶过时,人与列车间的空气流速______,导致气压______,容易发生危险。(两空均选填“增大”或“减小”)
64.如图所示,当用电风扇对着静止在电子台秤上的飞机机翼模型吹风时,由于模型上表面比下表面空气的流速大、压强________,所以电子台秤的示数比没有吹风时________。(均选填“大”或“小”)
65.小梦在科普读物中读到了这样一则有趣的故事:1912年秋天,当时世界上最大的远洋巨轮“奥林匹克号”正在大海中航行,在距它100 m外有一艘“豪克号”铁甲巡洋舰正与它平行着高速航行。突然间“豪克号”像着魔一般失去控制,向着巨轮冲过去,发生了重大的事故。
你能利用身边的器材设计实验来给小梦解释历史上这场事故的原因吗?_________
66.如图甲所示,放学途中,小梦撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图乙所示的实验进行验证。小梦用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上:在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,填入表格:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可知:模型受到的重力大小是_________N,空气低速流过时,模型所受升力为_________N;空气流速越快,模型受到的升力越_________(选填“大”或“小”);
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞如图丙。骑行时,人始终处于伞的影子当中,十分凉爽。该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)总的重力,进而_________(选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
1.科创小组利用一根长管和吹风机自制“乒乓球加特林”装置。当打开细管底端的吹风机时,容器内的乒乓球会依次被吸入管中并射向空中。下列生产、生活中的现象与该装置的工作原理相同的是( )
A.在游泳池底部感到耳朵疼 B.虹吸现象
C.台风掀翻屋顶 D.用注射器吸取药液
2.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
3.大气压与生产、生活、科研紧密相连。下列说法不正确的是( )
A.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大
B.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
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
4.如下图所示,三节直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与吹风机相通。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置的气体的压强值。图中显示器显示的是压强与时间的关系图像。当吹风机吹气时,下列说法正确的是( )
A.a塑料管中气体流速最快,气体压强最大,对应图中曲线1
B.c塑料管中气体流速最慢,气体压强最大,对应图中曲线3
C.吹风过程中,三节塑料管中的气体流速相同
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强
5.小明帮妈妈炖牛肉时,观察到厨房中的很多现象都和物理知识有关,下列说法正确的是( )
A.冰箱冷冻室取出的牛肉在室内放置一会,表面出现一层“白霜”,是凝固形成的冰晶
B.炖牛肉时锅中冒出大量的“白气”,是汽化形成的水蒸气
C.水沸腾后牛肉块上下翻滚,说明水的温度不断升高
D.换用高压锅煮牛肉比普通锅更快软烂,原因是气压越高沸点越高
6.某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图中E为圆形吸盘,其面积为,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重180N。平板玻璃的质量为__________kg,将吸盘内气体慢慢抽出,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并保持静止,当吸盘内外压力差为__________N时恰能吸起这块玻璃,恰能吸起时吸盘内气体压强为__________Pa。(,大气压。)
7.如图所示,一个带有压强传感器的无人机沿倾斜直线匀速飞行。在此过程中,传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和B点分别表示无人机在两个不同高度时的数据。分析数据,可知该无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约______帕,该无人机所处高度______。
8.如图甲所示,一辆汽车静止停放在水平地面上,车子自身质量为1.6t,每条轮胎与地面的接触面积为200cm2,则该汽车静止时对水平地面的压强为_________Pa,则其中的一个轮胎对地面的压强为_________Pa,利用风洞对汽车高速行驶进行模拟测试的过程中,由于车上下表面空气流动的速度不同,汽车受到竖直向上的_________(选填“浮力”或“升力”),从而使车与地面之间的摩擦力_________(选填“变大”“不变”或“变小”),车容易失控,为了减小上述意外情况的发生,有些跑车为了提高“抓地力”,在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的_________(选填“A”或“B”)。
9.某物理兴趣小组的同学利用图甲中装置来估测大气压的值,实验器材有一个弹簧测力计、三种规格的注射器。
(1)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器__________(选填“A”“B”或“C”)来进行实验。
(2)实验步骤:①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器____________________(选填“有刻度部分”或“筒身”)的长度为L。
②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。
③则测出的大气压值_________(用所给的字母表示)。
(3)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气 ②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封 ④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是__________。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(4)小童用图丙所示的装置来测量大气压的值。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,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,测得杯中水的质量为600g;烧杯的质量为100g,烧杯的底面积为;活塞的横截面积为,g取,滑轮间的摩擦和细线的重力不计,则所测大气压的值应为__________。
A. B. C. D.以上都不正确
10.小李学习了大气压强后,准备根据课本知识完成大气压强的测量,测量方案如下:
(1)器材准备:容积20mL的注射器(含橡皮帽)、小桶、适量的沙子、大量程弹簧测力计、___________、细绳等
(2)进行实验,:
①将活塞推至针筒的底端,排出空气,用橡皮帽封住小孔,防止漏气;
②当活塞刚开始滑动时,停止添加沙子,测出桶和沙子总重G,大气压力大小就为G;
③读出注射器针筒上最大容积V,测出注射器上全部刻度部分的长度L(如图所示);计算出横截面积;
④计算大气压强p=___________ ; (用实验中物理量符号写出表达式)
(3)将测量数据记入表格
大气对活塞的压力F/N
注射器容积V/mL
全部刻度部分的长度L/cm
活塞的横截面积S/m2
大气压的值p/Pa
20
20
_________
_________
_________
(4)小李还发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。
如图所示。用细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,弹簧测力计一端固定并水平放置,取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积V/mL
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数F/N
10
12
13.3
16
当注射器内气体体积为16mL时,弹簧测力计示数为___________N。
11.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?
12.现有一个直径为24cm,空心柱小孔横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当地的大气压为1.0×105Pa。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点________(“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快;
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上_________(填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾。若某型号的高压锅的锅盖面积为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)为_________N;
(3)高压锅旁有如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_________ cm,上、下两部分横截面积之比S1∶S2=_________。
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题12 气体的压强
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 大气压的存在的证明】 2
【题型2 托里拆利实验】 6
【题型3 标准大气压的值】 14
【题型4 实验估测大气压的值】 19
【题型5 气压计的构造及原理】 25
【题型6 大气压与高度的关系】 27
【题型7 大气压对液体沸点的影响】 31
【题型8 大气压的应用】 36
【题型9 流体压强与流速的关系及现象解释】 41
第二部分 压轴突破
【题型1 大气压的存在的证明】
1.下列现象不能说明大气压存在的是( )
A.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来
B.吸盘吸附墙面上
C.用注射器将药液注入肌肉
D.用塑料吸管吸饮料
【答案】C
【详解】A.堵住茶壶盖上的小孔,壶内水流出后,内部气压会减小,小于外界大气压,大气压就会托住壶里的水,使其不容易倒出来。这能说明大气压的存在。故A不符合题意;
B.吸盘吸附在墙面上时,需要先挤出吸盘内的空气,使吸盘内部气压小于外界大气压,大气压就会把吸盘紧紧压在墙面上。这能说明大气压的存在。故B不符合题意;
C.用注射器将药液注入肌肉,是依靠手的推力,而不是大气压。故C符合题意;
D.用塑料吸管吸饮料时,先把管内的空气吸走,管内气压减小,小于外界大气压,饮料就会在大气压的作用下被压入口中。这能说明大气压的存在。故D不符合题意。
故选C。
2.关于下面四幅图中所包含的物理信息下列说法错误的是( )
A.甲:两手指受到的压力相同,受力面积越大,压强越小
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:往B管吹气,A管液面上升是因为杯子液面上方的大气压变大了
【答案】D
【详解】A.甲图中,铅笔静止,两手指受到的压力大小相等,由,可知压力一定时,受力面积越大,压强越小,故A正确;
B.根据液体内部压强规律,同一液体深度相同时,液体向各个方向的压强相等,故B正确;
C.丙图是马德堡半球实验模型,该实验证明了大气压强的存在,故C正确;
D.往B管吹气时,A管上端空气流速变大,压强变小,小于杯子液面上方的大气压,大气压将水压入A管使液面上升,此过程中杯子液面上方的大气压大小不变,故D错误。
本题选择说法错误的,故选D。
3.大气压与实际生活紧密相连。下列说法正确的是( )
①覆杯实验时,纸片和水不会掉下来,说明了大气压强的存在
②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大
③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
④用高压锅煮食物容易煮熟,原因是气压越大沸点越低
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
【答案】C
【详解】覆杯实验中纸片和水不会掉下来,是因为外界大气压对纸片的压力大于杯内水对纸片的压力,证明了大气压强的存在,故①正确;托里拆利实验中,若管内有空气进入,管内空气会产生向下的压强,导致测出的大气压值比实际值偏小,而不是偏大,故②错误;注射器吸药液提起活塞时,针管内的气压减小,外界大气压将药液压入针管,利用了大气压的作用,故③正确;气压越大,液体的沸点越高,高压锅通过增大锅内气压提高水的沸点,从而让食物更容易煮熟,故④错误。故ABD错误,C正确。
故选C 。
4.小特在玻璃杯内盛满水,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,水都不流出,纸片也不掉下来(如图所示)。该活动所研究的问题是( )
A.大气压强有多大 B.水的重力与大气压力之间的关系
C.大气对各个方向是否都有压强 D.液体对各个方向是否都有压强
【答案】C
【详解】该实验是经典的覆杯实验,实验中将杯子倒置、向不同方向倾斜后,水都不流出、纸片都不掉落,说明各个方向的大气都能对纸片产生压力,托住水和纸片,因此该实验探究的问题是大气对各个方向是否都有压强。 故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.我国战国时期成书的《吴子·九守篇》中记载:“瓶有二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”意思是说:瓶上端有两个小孔,注入水后,若用手堵住其中一个小孔,水便无法流出。造成这一现象主要是因为______的作用;历史上第一个测出大气压强值的科学家是______。
【答案】 大气压 托里拆利
【详解】堵住其中一个小孔后,瓶内与外界大气隔绝,外界大气压强作用在瓶口水面上,阻碍水流出,因此该现象是大气压强作用的结果;根据物理史实,历史上第一个通过实验测出大气压强值的科学家是托里拆利。
6.如图,是生活中常见的塑料瓶,瓶盖上的竖条纹是为了______摩擦;往塑料瓶里倒入适量热水并晃一晃,然后把热水倒出,迅速盖上瓶盖,过一会儿瓶子变瘪了,证明了______(物理名词)的存在;塑料瓶静止放在水平桌面上,它所受重力与它对桌面的压力______(选填“是”或“不是”)一对相互作用力。
【答案】 增大 大气压强/大气压 不是
【详解】瓶盖上的竖条纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,方便拧开瓶盖;往瓶中倒入热水后倒出并盖紧瓶盖,瓶内气体温度降低后气压减小,小于外界大气压,瓶子被外界大气压压瘪,这个现象证明了大气压强的存在;重力的方向是竖直向下,塑料瓶对桌面的压力方向也是垂直于水平桌面向下,两个力方向相同,因此不是一对相互作用力。
7.如图所示:
(1)用两个吸盘模拟马德堡半球实验,将两个吸盘对接,用力挤出空气后难以将其分开,这一实验现象说明了______的存在。
(2)某些汽车会在车尾安装一种名为“气流偏导器”的装置。当气流经过气流偏导器下方较窄通道时,流速变大,压强______(选填“变大”“变小”或“不变”),从而增大了车辆对地面的下压力,提高行驶稳定性。
【答案】(1)大气压
(2)变小
【详解】(1)将两个吸盘对接并用力挤出空气后,吸盘内部的空气被排出,导致吸盘内部气压远远小于外界大气压。由于外界大气压的作用,吸盘被紧紧压在一起,很难分开。这一现象直接说明了大气压强的存在。
(2)根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小。当气流经过气流偏导器下方较窄通道时,使得气流流速变大,因此该位置的压强会变小。此时,气流偏导器上方的空气流速相对较小,压强大于下方的压强,从而产生向下的压力差,增大了车辆对地面的下压力。
8.生活处处有物理,瓶瓶罐罐做实验。小聪往矿泉水瓶中装入水,做了以下系列实验。
(1)如图1所示,两个相同的瓶中装了质量相等的水,将两瓶矿泉水瓶分别倒立和正立放在海绵上,通过观察______来反映压力的作用效果,这种科学探究的方法称为转换法,转换的依据是力可以改变物体的______;要进一步探究压力作用效果与压力大小的关系,具体操作是______(简单说出一种方法即可)。
(2)如图2所示,用吸管乙向吸管甲上方吹气,吸管甲中水面会上升,该实验探究的物理问题是流体______的关系。
(3)如图3所示,在矿泉水瓶上扎两个大小相同的小孔A和B,发现从B孔喷出的水较远,说明液体压强与液体的______有关。
(4)如图4所示,在瓶口覆盖一张硬纸片后倒置,硬纸片不下落,说明了______的存在。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 形状 把乙图中的矿泉水瓶中的水倒掉一半,并把它倒立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度
(2)压强与流速
(3)深度
(4)大气压强
【详解】(1)探究压力作用效果的实验中,运用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
力可以改变物体的形状,因此压力会使海绵发生形变,以此体现压力的作用效果。
探究压力作用效果与压力大小的关系时,需要控制受力面积不变、改变压力大小,因此可以将其中一瓶倒出部分水改变总压力,保持放置方式即受力面积不变,对比海绵的凹陷程度即可。
(2)向吸管甲上方吹气时,甲上方空气流速变大、压强变小,大气压将瓶中水压入甲管使水面上升,该实验探究的是流体压强与流速的关系。
(3)图中A、B两个小孔深度不同,B孔深度更大,水喷得更远、压强更大,说明液体压强与液体的深度有关。
(4)瓶口倒置后硬纸片不下落,是因为大气对硬纸片有向上的压强,托住了纸片和瓶内的水,证明了大气压强的存在。
【题型2 】
9.某物理学习小组对以下图片进行讨论,下列说法正确的是( )
A.如图甲所示,提起活塞,使外界大气压增大带动阀门B打开
B.如图乙所示,液压机的工作原理为液体压强随深度的增加而增大
C.如图丙所示,啄木鸟用头喙啄树皮,主要是为了增大啄树皮时的压力
D.如图丁所示,测量大气压强时,若玻璃管内混入了空气,则水银柱的高度会减小
【答案】D
【详解】A.提起活塞会使圆筒内气压减小,外界大气压大小保持不变,从而将水压入筒内打开阀门,并非外界大气压增大,故A错误;
B.液压机的工作原理是帕斯卡定律,即密闭液体能大小不变地传递压强,这与“液体压强随深度增加而增大”无关,故B错误;
C.啄木鸟的喙很尖,其本质是在压力一定时,通过减小受力面积来增大对树皮的压强,而不是增大压力,故C错误;
D.玻璃管内混入空气后,管内空气会产生向下的压强,使得外界大气压能托起的水银柱高度相应减小,故D正确。
故选D。
10.如图,这是测大气压值的实验,下列有关说法正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱产生的压强
B.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱的长度将不变
C.测量时如果管内混有少量空气,则测量结果将偏小
D.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
【答案】C
【详解】A.托里拆利实验中,大气压强等于管内外水银面的竖直高度差对应的水银柱压强,由图可知该高度差为,因此此时大气压强等于高水银柱产生的压强,故A错误;
B.大气压不变时,将玻璃管稍倾斜,管内水银柱的竖直高度不变,但水银柱的长度会变长,故B错误;
C.若玻璃管内混有少量空气,空气会对水银柱产生向下的压强,使测得的水银柱高度偏小,因此测量结果偏小,故C正确;
D.大气压随海拔升高而减小,将装置从山下移到山上,外界大气压减小,因此管内外水银面的高度差将变小,故D错误。
故选C。
11.对于托里拆利实验中,试管中水银液面下降的原因,十七世纪主要有两种观点。观点一,液面下降是因为管内的部分液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。观点二,管内液面上方是真空。现将两根长且规格相同的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中。酒的密度比水小,且比水易变成气体。试管内液面稳定时( )
A.试管倾斜放置后,试管内外液面高度差会减小
B.换用内径更大的试管进行实验,试管内外液面高度差会减小
C.在海拔更高的地方进行实验,试管内外液面高度差会增大
D.如果甲试管内液面高度较低,说明试管内液面上方是真空
【答案】D
【详解】A.试管内外液面高度差指竖直高度差,大小由大气压决定。试管倾斜后大气压不变,竖直高度差不变,只是试管内液柱的长度变长,故A错误;
B.根据 ,液柱高度差只和大气压、液体密度有关,和试管内径无关,因此换用内径更大的试管,高度差不变,故B错误;
C.海拔越高,大气压越小,根据 ,大气压减小则液柱高度差减小,故C错误;
D.若管内液面上方是真空,公式简化为:水的密度大于酒,因此水的液柱高度更小,即甲试管液面高度更低。 若液面下降是因为液体汽化产生气体:酒比水更易汽化,管内气压更大,会是乙试管液面高度更低。 因此如果甲试管液面高度较低,说明管内液面上方是真空,故D正确。
故选D。
12.如图所示,在托里拆利实验中,若将玻璃管由竖直变成倾斜,则下列说法错误的是( )
A.玻璃管竖直时,上端的空心肯定是真空的
B.倾斜后,槽内汞面位置发生变化
C.倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.测得大气压值偏大
【答案】D
【详解】A.玻璃管竖直时,水银柱高度为 76cm。如果管内上端不是真空(有空气),这些空气会产生向下的压强,导致水银柱高度低于 76cm。 因此,能维持 76cm 的高度,说明上端的空心部分肯定是真空的,故A正确,不符合题意;
B.玻璃管倾斜后,管内水银柱的竖直高度会降低(从 76cm 变为 74cm),说明管内水银柱的长度变长了。 由于玻璃管内水银体积不变,管内水银柱变长,槽内的汞面就会下降,位置发生变化。故B正确,不符合题意;
C.倾斜后,水银柱的竖直高度只有 74cm,小于标准大气压对应的 76cm,说明管内水银柱上方的压强不再为零,水银会对玻璃管上端产生压强。故C正确,不符合题意;
D.托里拆利实验中,大气压的值由水银柱的竖直高度决定,与玻璃管的倾斜无关。 倾斜后,水银柱的竖直高度从 76cm 变为 74cm,说明测得的大气压值是偏小的,而不是偏大,故D错误,符合题意。
故选D。
13.托里拆利测量大气压强实验如图所示,当时的大气压强等于___________mm高水银柱所产生的压强。若使管外水银液面上方的空气沿水平方向流动起来,则管内水银液面将___________。
【答案】 750 下降
【详解】由图可知,玻璃管内水银液面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
管外水银液面上方的空气沿水平方向流动,向各个方向产生的压强变小,管内水银液面下降。
14.小亮同学在物理实验室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,如图所示,则此时大气压强等于______水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将______。(选填“高于”“等于”或“低于”),若将此装置从山下拿到山上做实验,测量的大气压将______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】 750 低于 变小
【详解】由图可知,大气压强等于它支持的水银柱产生的压强,玻璃管内外液面高度差为750mm,则此时大气压强等于750mm水银柱产生的压强。
在标准大气压下水的沸点为100℃,水的沸点随气压减小而降低,测得水的沸点将低于100℃。
若将此装置从山下拿到山上做实验,随着海拔高度越高,空气越稀薄,大气压越小,则测得的大气压值变小。
15.如图所示,为“天气预报瓶”。A为玻璃管与大气相连,B为密闭的玻璃球内装有红墨水,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降。如果B球上方破了一个小孔,则A、B内的液面将_______ (选填“A高于B”、“B高于A”或“相平”)。如果A管做得稍微细一些,将_______ 影响此装置的功能(选填“会”或“不会”)。
【答案】 相平 不会
【详解】[1]原本B球是密闭的,当B球上方破了一个小孔,B球与外界大气压相通,此时B球上方气压等于外界大气压,而A管上方气压也等于外界大气压。根据连通器原理,当连通器内同种液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,所以A、B内的液面将相平。
[2]该装置是通过环境气压变化使A管内水位上升或下降来显示天气情况,其内部气压(为外界大气压,为液体密度,为液柱高度)。即液柱的高度只与外界大气压和瓶内气压的差值有关,与A管的粗细(横截面积)无关。所以如果A管做得稍微细一些,不会影响此装置的功能。
16.如图所示,小明同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。
(1)实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图甲所示,此时大气压强等于___________mm高水银柱产生的压强。
(2)将玻璃管下压一点,保持管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差将___________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)如果其他条件不变,用水来代替水银做实验,水___________(选填“会”或“不会”)充满玻璃管,所以测不出大气压的值。
【答案】(1)750
(2)不变
(3)会
【详解】(1)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,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
(2)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,所以水银面的高度差将不变。
(3)由可得,一标准大气压支撑水柱的高度
因玻璃管的长度通常远小于10.2m,所以如果用水来代替水银做实验,水会充满玻璃管,不能测出大气压的值。
17.如图,这是“托里拆利实验”的实验过程。
(1)如将此装置拿到高山上,观察到的现象是水银柱的竖直高度将______;(选填“升高”“不变”或“降低”)
(2)实验过程中,若保持玻璃管口不离开水银面,将玻璃管倾斜,竖直高度将______;(选填“变长”“不变”或“变短”)
(3)在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样操作的目的是防止管内混入______;
(4)若在图甲实验过程中没有将玻璃管灌满水银,会导致最终测得的大气压值比真实值______。(选填“大”或“小”)
【答案】(1)降低
(2)不变
(3)空气
(4)小
【详解】(1)大气压随高度的增加而减小,将此装置拿到高山上,外界气压变小,大气压能够支持的水银柱高度降低,观察到的现象是水银柱高度降低。
(2)外界大气压不变,如果保持玻璃管口不离开水银面,玻璃管倾斜时,管中水银柱的竖直高度不变,但长度将变长。
(3)实验中,在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样防止管内混入空气,影响测量结果。
(4)若在图甲实验过程中没有将玻璃管灌满水银,管中进入少量空气,则空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度将减小,会导致最终测得的大气压值比真实值小。
18.在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体内部压强的特点”进行了一系列探究。
(1)实验前用手指按压橡皮膜时,发现U形管液面升降不灵活,接下来的操作最便捷的是_________(选填字母);调整好后的U形管_________(选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙
B.拧开橡皮管重新安装
C.摇晃U形管
(2)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度_________,液体内部的压强越大;通过比较_________两图,说明深度相同时,液体密度越大,液体内部的压强越大;
(3)保持图丁中探头的位置不变,并将一杯相同浓度的盐水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银;
①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_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)760mm;
②将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变_________。
【答案】(1) B 不是
(2) 越深 丙、丁
(3)变大
(4) 等于 小
【详解】(1)按压橡皮膜时U形管液面升降不灵活,最可能是装置漏气,最便捷的操作是拧开橡皮管重新安装。故选B;
连通器的定义是“上端开口、下端连通的容器”,而调整好的U形管一端与探头相连是封闭的,所以不是连通器。
(2)乙、丙中液体相同、探头方向相同,丙的深度更深,U形管两侧液面高度差更大,说明:在同种液体内部,深度越深,液体内部的压强越大;
要探究“深度相同时,液体密度越大,压强越大”,需要控制深度相同、改变液体密度,故选丙、丁两图。
(3)向烧杯中倒入相同浓度的盐水后,液体密度不变,但液面上升,探头的深度变大。根据可知,ρ不变、h变大,探头处受到的压强变大,因此U形管两侧的液面高度差将会变大。
(4)托里拆利实验中,水银柱的高度差由外界大气压决定,和玻璃管的倾斜程度无关。倾斜时,玻璃管内水银柱的长度会变长,但竖直高度差不变,仍等于大气压对应的760mm;
大气压随高度的增加而减小,山顶的气压比山脚低。外界大气压变小,支撑的水银柱高度会降低,所以管内外水银面高度差会变小。
【题型3 】
19.下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.漂在水面上的鸡蛋所受浮力约为5N
B.物理课本对水平桌面的压力约60N
C.考场内的大气压约为
D.中学生站立时对地面的压强约为
【答案】C
【详解】A.一个鸡蛋质量约50g,即0.05kg,重力约为
漂浮物体浮力等于重力,因此漂着的鸡蛋浮力约0.5N,故A不符合题意;
B.物理课本质量约200g,重力约2N,对水平桌面的压力等于重力,约为2N,故B不符合题意;
C.标准大气压约为,考场内的大气压接近标准大气压,约为,故C符合题意;
D.中学生体重约500N,双脚站立时与地面接触面积约,对地面压强
故D不符合题意。
故选C。
20.在1个标准大气压环境中,同学们相互配合在教学楼前用硬质透明塑料管和水模拟托里拆利实验,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.当管从竖直变成倾斜后,管内水柱长度不变
B.管内漏进了少量空气,会使大气压测量值变大
C.换用更粗的塑料管,气压测量值会明显增大
D.正确操作实验,测量出管内水柱的高度约10 m
【答案】D
【详解】A.管倾斜后,大气压不变,水柱竖直高度不变,但倾斜后水柱长度会变长,故A错误;
B.管内漏进空气时,管内空气会产生向下的压强,使得大气压能支持的水柱高度变小,因此测量值偏小,故B错误;
C.水柱的竖直高度和塑料管的粗细无关,换更粗的管,气压测量值不变,故C错误;
D.1标准大气压约为,根据可得水柱高度
因此正确操作后测量的水柱高度约为10 m,故D正确。
故选D。
21.央视新闻“大数据”播报让数据故事化。例如以下播报内容:“7000m深海处每平方米受到压力=每平方米扛7000吨=单手举满编火车”。播报能用对比、比喻、案例等方法把数据变通俗。请同学们结合你学习的物理知识分析下列数据,其中符合实际的是( )
A.两个鸡蛋的重力大小约为1N
B.一名身高1.70m的中学生站立时对地面的压力约为60N
C.人站立时对地面的压强约为1000Pa
D.教室内大气压强约为10000Pa
【答案】A
【详解】A.两个普通鸡蛋的质量约为100g,其重力约为,故A符合题意;
B.1.70m的中学生的质量通常在50kg左右,站立时对水平地面的压力大小等于自身重力,即约为,远大于60N,故B不符合题意;
C.中学生重力约为500N,站立时双脚与地面的接触总面积约为0.04m2,根据压强公式求得人站立时对地面的压强约为,远大于1000Pa,故C不符合题意;
D.我们日常生活环境中的气压接近标准大气压,因此教室内大气压强约为,远大于10000Pa,故D不符合题意。
故选A。
22.小雪同学想要测量大气压强的值,如图所示,她准备了一根一端开口的玻璃管,在确保安全的前提下,向玻璃管中灌满水银后倒置在装有水银的槽中,意大利科学家_____最先用这个方法测出大气压强的值。一标准大气压相当于_____水银柱产生的压强。
【答案】 托里拆利 0.76
【详解】意大利科学家托里拆利是世界上最早用题目中水银实验法测出大气压强数值的科学家,这个实验也被命名为托里拆利实验。
物理学中规定,一标准大气压相当于760mm,也就是高水银柱产生的压强。
23.历史上著名的马德堡半球实验证明了______。如图所示是测量大气压值的实验,最早测出大气压数值的科学家是________,他测出大气压强值是______(保留2位有效数字)Pa,若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 大气压的存在 托里拆利 1.0×105 不变
【详解】历史上证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验;最早测出大气压值的科学家是托里拆利,后来用他的名字命名了这一著名的实验;他测出大气压强值约为,保留两位有效数字为;若将玻璃管稍稍倾斜,但不能改变大气压的大小,而液体压强与液体的深度、密度有关,故管内外水银面的高度差将不变。
24.地球被一层厚厚的大气层包围着,我们生活在这层空气“海洋”的底部。
(1)________实验证明了大气压强的存在且________;________首次测出了大气压强的值;1标准大气压大约可以支撑________厘米高的水银柱;测量大气压强的仪器是________。
(2)如图所示的容器是“天气预报瓶”。A为玻璃管,与大气连通,B为密闭的玻璃球,A与B底部相通,内装红墨水。根据图中两边液面位置,可知此时B球内气压________外界大气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1) 马德堡半球 很大 托里拆利实验 76 气压计
(2)大于
【详解】(1)[1]1654年的马德堡半球实验,是历史上最经典、最直观证明大气压强真实存在的著名实验。
[2]马德堡半球实验中,两侧各用8匹马才勉强将抽真空的半球拉开,直观证明了大气压强的数值非常大。
[3]意大利物理学家托里拆利,最早通过实验精确测算出了大气压强的具体数值。
[4]物理学定义为,1个标准大气压,约等于76厘米(760毫米)高水银柱产生的压强,数值约为。
[5]专门用来测量大气压强大小的仪器统称为气压计,生活中常用金属盒气压计。
(2)该装置中,玻璃球B是密闭的,内部气压保持不变,玻璃管A与大气相通,管口处液面受到外界大气压的作用。
观察图示可知,A管内的液面高于B球内的液面,根据液体静力学平衡条件,同一水平面上的压强相等,在B球内液面高度处建立等压面,可得,其中为两液面的高度差,为红墨水密度,为重力加速度,由于,则,由此推导出,即此时B球内气压大于外界大气压。
25.C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。如图所示。
(1)材料是它的一大亮点,尾段采用碳纤维增强树脂基复合材料,减轻重量、提升耐久性。这里提到的可以“减轻重量”是指这种复合材料的___________小(填物理量)。机舱内座椅材质较软是为了___________压强(选填“增大”或“减小)。
(2)流线型机头设计、四块单曲风挡玻璃,这是它的独特造型。传统的飞机机头由正面两块、侧面四块,共六块风挡玻璃组成,而C919只用了四块风挡玻璃,这也就意味着每块风挡玻璃的面积都比较大。为什么飞机风挡玻璃的面积越大,对技术要求越高呢?小延查阅资料后知道:
(a)飞机舱内的气压约为( );
A.80Pa B.800Pa C.8000Pa D.80000Pa
(b)舱外大气压与海拔高度的关系如下表
海拔高度h(m)
0
500
1500
2000
3500
4500
6000
大气压强p(kPa)
101.3
95.5
84.0
79.5
65.8
57.7
47.2
① 分析比较上表中p随h的变化情况,可得出的初步结论是:___________。
② 结合所学知识及上述信息,分析风挡玻璃面积越大,对技术要求越高的原因:___________。
【答案】(1) 密度 减小
(2) D 大气压随海拔高度的增大而减小 飞机在高空飞行时,舱外大气压较小,与舱内气压差较大,风挡面积越大,内外气压差越大,玻璃容易碎裂或脱落,所以技术要求更高。
【详解】(1)根据公式,飞机部件体积固定,密度越小的材料质量越小,因此“减轻重量”指复合材料的密度小;座椅材质较软,人坐上去时受力面积更大,压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强,提升舒适度。
(2)人体适应的气压接近标准大气压,约,选项中80000Pa最接近标准大气压,其余数值远小于人体需要的气压。
故选D。
从表格数据可以看出:海拔越高,大气压强越小,因此结论为:大气压强随海拔高度的增大而减小;飞机在高空飞行时,舱外大气压较小,与舱内气压差较大,风挡面积越大,内外气压差越大,玻璃容易碎裂或脱落,所以技术要求更高。
【题型4 】
26.图甲是测量大气压强值的实验装置,为管内外汞柱液面的高度差,为汞槽液面到玻璃管底端的高度差。图乙是一个“自制气压计”,水沿管上升到P点,为吸管内外液面的高度差。下列说法正确的是( )
①甲图中测量出的大气压的数值为②若甲图实验中玻璃管内混入少量空气,则测出的大气压值会比实际值偏大③乙图中瓶内气压等于外界大气压加上④同时带着两个装置登山,会发现会变小,会增大
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】C
【详解】①:托里拆利实验中,大气压等于管内外汞柱液面高度差产生的压强,因此大气压测量值为,不是,①错误;②:若玻璃管内混入少量空气,管内空气会产生向下的压强,使测得的水银柱高度差偏小,因此测出的大气压值比实际值偏小,②错误;③:乙图自制气压计静止时,瓶内气压平衡外界大气压和管内高出液面的水柱压强,即
因此瓶内气压等于外界大气压加上,③正确;④:登山时海拔升高,外界大气压减小:甲图中,大气压减小,支撑的水银柱高度会变小;乙图中,瓶内气压近似不变,外界大气压减小后,瓶内气压会将水压得更高,因此会增大,④正确。综上,③④正确,故选C。
27.同学们在进行估测大气压实验时,首先读出注射器的最大刻度为,用刻度尺量出其有刻度部分的长度为;将活塞推至底端排尽空气,慢慢向右拉动注射器外壳(甲图没有盖上橡皮帽,乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2。下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】甲图中注射器没有盖上橡皮帽,此时活塞内外的大气压力相互抵消。此时它受到测力计的拉力和摩擦力相互平衡,即摩擦力;乙图中注射器盖上橡皮帽,抽尽空气,活塞受到测力计向左的拉力,大气向右的压力和向右的摩擦力,三力平衡,满足关系
因此注射器活塞受到向右的大气压力为
注射器活塞的横截面积为
则大气压强的数值为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
28.用20mL的注射器(含橡皮帽)、大量程弹簧测力计、刻度尺、小桶、细沙、细绳等估测大气压的值,如图甲所示。实验时,把注射器的活塞推至注射器筒的前端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。用细绳拴住注射器活塞的颈部,然后向桶内逐渐加细沙,当活塞刚好被拉动时,停止添加细沙,测量桶和细沙总重,如图乙所示,读数为______N。用刻度尺测出注射器上有刻度部分长度为10cm,此时所测大气压的值为______Pa。若所测大气压值偏小,可能的原因是______。
【答案】 20 1×105 筒内气体未排尽
【详解】[1]如图乙所示,测力计分度值为0.1N,示数为20N,所以大气压力为20N。
[2]注射器横截面积为
则所测大气压的值为
[3]若筒内气体未排尽,活塞容易被拉开,则测得的大气压力偏小,根据,所测大气压值偏小。
29.小明利用如图甲所示的装置测量大气压的大小,其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很好,但摩擦较大。他进行了如下实验。
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,目的是______,当右端挂上一定数量的钩码时,注射器中的活塞开始滑动,稳定时弹簧测力计示数为1.0N,则活塞与针筒间的摩擦力为______N,若继续增加钩码数量,弹簧测力计的示数将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔,增加钩码数量活塞开始滑动时,弹簧测力计示数为4.6N;小明又找来刻度尺测量针筒全部刻度的总长度,如图乙所示,则总长度为______cm,此时活塞受到的大气压力为______N,本地大气压强的测量值为______Pa。小明发现这个值和气压计测得的大气压值仍有较大偏差,可能原因是______。
【答案】(1) 排出空气 1 不变
(2) 5.00 3.6 针筒内仍有空气(空气没排空)
【详解】(1)[1]为了排出针筒内空气,实验时,应拔去橡皮帽,将活塞推至底端。
[2]注射器中的活塞开始滑动,利用二力平衡原理来测出活塞所受摩擦力的大小,活塞开始滑动时弹簧测力计示数为1N,可知活塞与针筒间的摩擦力为1N。
[3]由于摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当继续增加钩码数量,活塞受到的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,活塞与针筒之间的摩擦力大小不变,弹簧测力计的示数将不变。
(2)[1]如图乙所示,刻度尺的分度值为0.1cm,针筒的左端和刻度尺的零刻度线对齐,右端针筒的2.0mL刻度线与刻度尺的5cm刻度线对齐,读数时,要估读到分度值的下一位,则针筒的刻度部分的总长度为5.00cm。
[2]此时活塞受到弹簧测力计向左的拉力和大气压向右的压力与针筒对它向右的摩擦力作用,在这三个力的作用下,处于平衡状态,根据力的合成可得,此时活塞受到的大气压力为
[3]活塞的横截面积为
由可得,本地大气压强的测量值为
[4]在1标准大气压下,大气压的值为,实验中测得大气压值小于1标准大气压下的值,原因可能是注射器内的空气没有排尽,针筒内仍有空气,导致测得的大气压强偏小。
30.小明利用容积为的注射器、小桶、刻度尺等器材测量大气压强的值。
(1)实验中研究的是大气对________(选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)操作步骤如下:
①将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔。拉动活塞,松手后观察到活塞能回到注射器筒的前端,说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”);
②用绳拴住注射器活塞的颈部,并在下面挂小桶,如图所示。慢慢向桶内加细沙,直到活塞刚好被拉动时,停止加细沙。测得桶和沙总重力为,则大气对活塞的压力大小为________;
③测出注射器上有刻度部分的长度为,则本地大气压的测量值为________(使用题目中物理量符号表达);
(3)小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是________。
【答案】(1)活塞
(2) 不漏气 G
(3)注射器内空气没有排尽(或注射器漏气)
【详解】(1)该实验利用二力平衡原理,通过测量刚好拉动活塞时的拉力,来间接等效测量大气对活塞表面产生的压力。
(2)将活塞推至底端并封住小孔后拉动,内部接近真空;松手后,外界大气压大于内部气压将活塞压回前端,这一现象说明装置密封良好,不漏气。
当慢慢加细沙直到活塞刚好被拉动时,活塞在水平方向上受力平衡,此时大气对活塞向左的压力等于小桶和沙向右的总重力,即压力大小为G。
已知注射器最大容积为V,有刻度部分的长度为L,活塞的受力面积,根据压强公式求得本地大气压的测量值
(3)如果注射器内的空气没有完全排尽,内部残存的气体会对活塞产生向外的压强,导致刚好拉动活塞时所需的总重力G偏小,最终依据公式计算出的大气压强测量值也会偏低。
31.按要求完成下列填空:
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家托里拆利,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为______cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是______;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,求出吸盘的面积为;
B.将吸盘紧压在玻璃板上,用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数如图所示,则拉力______N;
C.则计算大气压的值为______Pa。
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向______都有压强;
(5)如果实验过程中吸盘没有被紧压在玻璃板上,中间留有空气,则测得的压强______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】(1)76
(2)
(3) 3.6
(4)各个方向
(5)偏小
【详解】(1)1643年意大利科学家托里拆利做了著名的“托里拆利实验”,最早精准测出了大气压的数值,在标准大气压下他测得管内外水银面的高度差为76cm。
(2)利用如图所示方法估测大气压值时,利用了二力平衡的知识,即用力挤压吸盘,排出里面的空气,使里面接近真空,此时外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上,当用弹簧测力计刚好拉出吸盘时,拉力刚好等于大气压产生的压力;然后测出吸盘的直径,通过计算得到吸盘表面积;根据计算即可得到大气压值,即实验原理是。
(3)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数为3.6N;
吸盘的面积为
根据可得,大气压的值为
(4)玻璃板分别斜放、立放,用不同方向的力拉吸盘,也能测大气压的值,说明大气向各个方向都有压强。
(5)如果实验过程中吸盘没有被紧压在玻璃板上,中间留有空气 ,实验时就会较为容易地拉开吸盘,测得的大气对吸盘的压力偏小,根据可知,测量的大气压值与实际大气压值相比偏小。
【题型5 】
32.小明利用玻璃瓶、细管和带颜色的水自制了两个如图甲和乙所示的教具。下列有关说法正确的是( )
A.甲图为自制气压计,拿着它上楼过程中,细管中的水柱会上升
B.如用一个吸管在甲图细管口上方水平吹气,管中水柱会下降
C.乙图为自制温度计,把图中的小瓶放入热水中,细管中的水柱会下降
D.为了使甲乙两个教具中细管中的水柱高于瓶口便于观察,应对着细管吸气
【答案】A
【详解】A.大气压随高度升高而减小,甲是自制气压计,上楼时外界大气压减小,瓶内气压大于外界大气压,会将水压入细管,因此细管中水柱上升,故A正确;
B.根据流体压强规律,流速越大的位置压强越小。在甲图细管口上方水平吹气时,管口处压强减小,瓶内气压不变,因此细管中水柱会上升,不是下降,故B错误;
C.乙是自制温度计,利用液体热胀冷缩工作,小瓶放入热水中,瓶内水受热体积膨胀,细管中水柱会上升,不是下降,故C错误;
D.要让细管中水柱升高高于瓶口,需要增大瓶内气压,应对着细管吹气。吸气会减小瓶内气压,水柱会降低,故D错误。
故选A。
33.装修房屋时,工人师傅常用一根两端开口灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.利用连通器的特点找到等高的两点
B.为了测量两个点的水平距离
C.把水管当气压计用
D.检查墙面是否竖直
【答案】A
【详解】A.当连通器内装同种液体且液体静止不流动时,各容器的液面保持相平。透明塑料软管两端开口、底部连通,灌水后符合连通器的特征,工人师傅利用连通器液面等高的特点,就可以在墙面找到等高的两点,方便做出水平标记,故A符合题意;
BCD.该装置不能测量水平距离,也不是当作气压计使用,检查墙面竖直一般利用重力方向竖直向下,用重垂线完成,故BCD不符合题意。
故选A。
34.如图所示的是小田同学自制的两个仪器,其中________(选填“甲”或“乙”)可以当作气压计用于测量大气压强。当小田同学把该气压计从1楼带到5楼的过程中,将会发现玻璃管中水柱的液面会________。(选填“降低”、“升高”或“不变”)
【答案】 乙 升高
【详解】自制气压计,是利用瓶内外气压差不同引起水柱高度变化来反映气压大小的,所以瓶内存在空气,应选乙;把自制气压计从1楼带到5楼的过程中,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的升高而减小,所以会发现玻璃管中的水柱的液面会升高。
35.“更喜岷山千里雪,三军过后尽开颜”诗句抒发了红军将士成功翻越雪山后的豪迈之情。岷山海拔高,山顶处的大气压比山脚下的大气压_______(选填“大”或“小”)。如图所示,若小军同学拿着自制气压计从岷山山脚下拿到山顶上时,玻璃管内水柱的高度会_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 小 增大
【详解】大气压随海拔高度的增加而减小,所以山顶海拔更高,大气压比山脚下小;瓶内气压p内基本不变,外界大气压p外随海拔升高而减小,因此瓶内外的气压差增大,会将瓶内的水压入玻璃管,使玻璃管内水柱上升,高度增大。
【题型6 】
36.如图所示是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,天气往往转为阴雨天。下列说法中正确的是( )
A.该“晴雨表”放在温度升高的环境中,A管液面高度不变
B.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
C.A管液面上升,说明外界气压降低
D.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
【答案】C
【详解】A.把“晴雨表”放在温度升高的环境中,密闭的B球内气体受热膨胀,压强增大,会把红墨水压向A管,A管液面会上升,故A错误;
B.A玻璃管越粗,在B球内气体压强变化量相同时,管内水柱高度变化越不明显,故B错误;
C.A管液面上升,说明外界大气压降低,B球内的气体就会把红墨水压向A管,故C正确;
D.从楼下拿到楼上,海拔升高,外界大气压降低,A管液面会上升,不是下降,故D错误。
故选C。
37.如图所示,意大利科学家托里拆利利用该装置最早测出了标准大气压的值;若在海拔为8848米的珠穆朗玛峰最高峰做这个实验,测得的水银柱高度将( )
A.小于760mm B.等于760mm C.大于760mm D.无法判断
【答案】A
【详解】一标准大气压等于760mm水银柱产生的液体压强,若在海拔为8848m的珠穆朗玛峰做这个实验,由于海拔高的地方气压低,所以水银柱的高度将降低。
故选 A。
38.2025年我国大力推广“零海拔屋”,即通过相关技术将室内气压改变至接近标准大气压来改善人们的“高原反应”。下列有关说法正确的是( )
A.高原地区海拔高,大气压强比平原地区大
B.高原地区通过“零海拔屋”提高室内气压,缓解人们的“高原反应”
C.人们在家里用吸盘挂钩悬挂物体,利用的是分子间的引力
D.高原地区水的沸点要高于
【答案】B
【详解】A.大气压随海拔高度的增加而减小,高原地区海拔高,空气稀薄,所以大气压强比平原地区小,故A错误;
B.高原地区气压低,氧气含量少,容易引起“高原反应”,“零海拔屋”通过技术手段提高室内气压至接近标准大气压,从而缓解人们的“高原反应”,故B正确;
C.吸盘挂钩在使用时,先挤出里面的空气,使内部气压减小,在外部大气压的作用下,吸盘被压在墙面上,利用的是大气压强,故C错误;
D.液体的沸点随气压的降低而降低,高原地区气压低于标准大气压,所以水的沸点要低于 ,故D错误。
故选B。
39.如图所示,图甲为托里拆利实验图,图乙为自制气压计,下列说法正确的是( )
A.将两个实验器材从山顶拿到山脚,则图甲玻璃管内的液面会下降,乙的会上升
B.图甲中h一定等于760mm
C.若将图甲中的水银换成水,水会对玻璃管顶部产生压强
D.图乙中自制气压计内液面上方气体压强与瓶外大气压强的大小关系是:
【答案】C
【详解】A.山顶气压低,山脚气压高。从山顶到山脚,外界大气压增大。图甲中支撑的水银柱高度会上升;图乙中瓶内气压不变,外界大气压增大,会将瓶内的水压入玻璃管,管内液面会下降,故A错误;
B.图甲中水银柱的高度h在标准大气压下等于760mm,而实际气压会随海拔、天气变化,故高度也会变化,故B错误;
C.标准大气压约为,可支撑的水柱高度约
托里拆利实验的玻璃管长度远小于这个高度,因此,水会对玻璃管顶部产生压强,故C正确;
D.自制气压计中,瓶内气压等于外界大气压加上玻璃管内水柱产生的压强,即,故D错误。
故选C。
40.小鸣同学在物理实验室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,如图所示,则此时大气压强等于______mm水银柱产生的压强;若小鸣把该实验移到当地的高山上去做,则测得的大气压值_____ (选填“变大”“变小”或“不变”),水的沸点也会_______(选填“升高”“不变”或“降低”)。
【答案】 760/ 变小 降低
【详解】托里拆利实验中,大气压强等于管内外水银面的竖直高度差对应的水银柱压强,由图可知,玻璃管内外液面高度差为760mm,则此时大气压强等于760mm水银柱产生的压强。
若小鸣把该实验移到当地的高山上去做,随着海拔高度越高,空气越稀薄,大气压越小,则测得的大气压值变小。
在标准大气压下水的沸点为,高山上的气压小于标准大气压,水的沸点随气压减小而降低。
41.如图所示甲是小红设计的一款盆景自动浇水器。当盆景盘中的水位下降到刚好露出塑料瓶口时,瓶中的水就会流出一些直至将瓶口重新淹没。塑料瓶中的水位能保持一定高度,主要是应用了___________的原理(选填“连通器”或“大气压强”);小明利用如图所示装置来粗测大气压强,乘坐电梯把该装置从1楼拿到28楼,会看到细管中的水面___________(选填“上升”或“下降”)。
【答案】 大气压强 上升
【详解】[1]当盆景盘中的水位下降到刚好露出塑料瓶口时,空气进入瓶中,瓶内水面上方的气压加上瓶内水产生的压强大于外界大气压,瓶中的水会流出一些,随着水的流出,当瓶口被水重新淹没时,瓶内气压和水压的总和与外界大气压平衡,水就不再流出,所以塑料瓶中的水位能保持一定高度主要是应用了大气压的原理。
[2]从1楼到28楼,海拔升高,外界大气压减小,在图乙装置中,瓶内气压不变,外界大气压减小,瓶内气压会将水压入细管,所以会看到细管中的水面上升。
42.如图为飞机机翼剖面图,飞机能够在空中飞行,原理在于机翼上方比下方空气流速大,压强_______(选填“大”或“小”),从而获得向上的升力。随着飞机升空,海拔高度增加,大气压__________(选填“增大”“减小”或“不变”),此状态下水的沸点__________(选“高”或“低”)于100℃。
【答案】 小 减小 低
【详解】[1]飞机在空中飞行时,机翼把气流分成上、下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置,压强越小。飞机机翼上方空气流速大,压强小;下方流速小,压强大,从而产生向上的升力。
[2]大气压随海拔高度的增加而减小。飞机升空后,海拔升高,周围的大气压会随之减小。
[3]液体的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。标准大气压下,水的沸点是100℃;此时大气压减小,水的沸点会低于100℃。
【题型7 】
43.下列与压力压强有关的生产生活实例中,说法正确的是( )
A.汽车上斜坡时,对地面的压力方向是竖直向下的
B.三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大
C.青藏高原用高压锅煮食物,是因为海拔越高,大气压越大
D.飞机能够腾空而起是因为机翼下表面气体的流速大压强小
【答案】B
【详解】A.压力的方向始终垂直于接触面,故汽车对斜坡的压力方向是垂直斜坡向下,故A错误;
B.液体压强随深度的增加而变大,三峡大坝修成上窄下宽的形状,是因为大坝下部受到水的压强大于上部受到的压强,故B正确;
C.大气压随海拔的升高而减小,水的沸点随气压的减小而降低,青藏高原海拔较高,大气压较低,气压低于1标准大气压时,水的沸点就会低于100℃,所以要用高压锅煮食物,故C错误;
D.飞机机翼“上凸下平”的造型使得飞机在飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小,下方流速小,压强大,于是飞机上下表面有个向上的压力差,这个压力差就是飞机获得的向上的升力,故D错误。
故选 B。
44.以下关于压强的相关说法中正确的是( )
A.水的沸点随大气压的增大而升高
B.电动自行车的坐垫做得宽大是为了增大压强
C.物体受到的压力越大,产生的压强就一定越大
D.护士利用大气压将注射器内的药液推入病人的肌肉里
【答案】A
【详解】A.水的沸点与大气压有关,大气压越大,水的沸点越高(例如高压锅就是利用这一原理提升沸点),故A正确;
B.电动自行车坐垫做得宽大,是通过增大受力面积来减小压强,从而提升乘坐舒适度,不是增大压强,故B错误;
C.压强由压力和受力面积共同决定,仅压力大,若受力面积也很大,压强不一定大,故C错误;
D.护士推注射器药液,是靠手施加的推力将药液推入肌肉,不是利用大气压,故D错误。
故选A。
45.物理课应以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念引导学生理性思考。如图所示是学生实验课上的相关实验,其中分析正确的是( )
A.图(a),当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
B.图(b),向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
C.图(c),若将U形管向后倾斜一定角度放置,其两侧液面的高度差不变
D.图(d),利用此实验装置不能探究压力的作用效果与受力面积和压力大小的关系
【答案】C
【详解】A.向塑料管B吹气时,细管A上方的空气流速增大,压强减小;A管下方液面受大气压作用,将液体压向A管,因此A管内液面会上升。故A错误;
B.向外拉活塞时,试管内气压减小,停止沸腾的水会再次沸腾,说明水的沸点随气压的减小而降低,故B错误;
C.U形管液面高度差反映探头处的液体压强,当探头深度不变时,液体压强不变.因此即使U形管倾斜,两侧液面的高度差仍不变。故C正确;
D.改变瓶子的放置方式,如正放和倒放,可改变受力面积,探究压力作用效果与受力面积的关系;改变瓶内液体的质量,可改变压力大小,探究压力作用效果与压力大小的关系。故D错误。
故选C。
46.如图所示,先用酒精灯加热烧瓶使水沸腾,后移走酒精灯,过一会儿,水停止沸腾。用连有注射器的塞子塞紧烧瓶口,然后向外拉注射器活塞,_____(选填“会”或“不会”)看到水重新沸腾,说明__________。
【答案】 会 液体的沸点随气压的减小而降低
【详解】水被加热至沸腾后移走酒精灯,因无法持续吸热而停止沸腾,但水温仍接近100℃。此时用连有注射器的塞子密封烧瓶口,向外拉活塞,瓶内压强变小。气压越小,沸点越低。所以水温度在低于100℃的情况下会重新沸腾。综上所述,可得液体的沸点随气压的减小而降低。
47.如图甲,注射器的针头做得很尖,是为了______(选填“增大”或“减小”)压强,便于进行肌肉注射;注射前,医生用注射器抽取药液,这样做是为了利用______把药液压入注射器内。如图乙,浇上冷水时,烧瓶里刚停止沸腾的水又重新沸腾,是因为气压越低,沸点越______。
【答案】 增大 大气压 低
【详解】[1]根据压强的影响因素可知,压力一定时,减小受力面积可以增大压强。所以针头做得很尖,是通过减小受力面积来增大压强,便于进行肌肉注射。
[2]抽取药液时,拉动活塞后注射器内部气压小于外界大气压,药液在大气压的作用下被压入注射器中,因此注射器抽取药液利用的是大气压。
[3]浇冷水后烧瓶内水蒸气遇冷液化,瓶内气压降低,刚停止沸腾的水会重新沸腾,说明液体沸点随气压降低而降低,因此气压越低,沸点越低。
48.两实验小组分别用图甲、乙的装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
(1)调整陶土网高度时__________(填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)两个小组用完全相同的酒精灯和烧杯,加热相同质量的水。根据实验数据绘制了水的温度随时间变化关系图像,如图丙。由图像可知:
①水沸腾前温度不断升高,沸腾过程中温度__________。
②乙装置中水的沸点为__________℃,与甲装置中水的沸点不同,原因是加盖后_______________。
(3)用纸杯代替烧杯做此实验,__________(填“能”或“不能”)使纸杯中的水沸腾。
【答案】(1)需要
(2) 保持不变 102 气压增大,沸点升高
(3)能
【详解】(1)为了利用酒精灯的外焰加热,组装实验装置时,需要点燃酒精灯,通过观察火焰的外焰来调整陶土网的高度。
(2)水沸腾过程中,继续加热,水的温度不变。
由图丙可知,乙装置的水温度升高到后保持不变,故其沸点为。
液体沸点随气压增大而升高,乙装置加盖,加热时杯内水面上方气压大于外界大气压,因此沸点高于甲装置。
(3)水的沸点约为,纸的着火点高于,水沸腾时持续吸热,温度保持在沸点不变,纸杯温度达不到纸的着火点,因此能使杯中的水沸腾。
49.小明和小红同学分别做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验。
(1)实验前应先安装____(选填“石棉网”或“温度计”),装置安装完成后,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了____。
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化图像。计时第6 min,有一位同学发现气泡在上升过程中的现象如图丙所示,这位同学是____(选填“小明”或“小红”)。
(3)由图像可知水的沸点是____℃,当地气压____ 标准大气压(选填“高于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1) 石棉网 缩短加热至沸腾的时间
(2)小明
(3) 98 小于
【详解】(1)实验中要用酒精灯的外焰加热烧杯,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底,且需要浸没水中,所以先根据酒精灯外焰高度固定好石棉网后,再往上安装其它仪器;装置安装完成后,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了提高水的初温,缩短水沸腾前的加热时间;
(2)由图乙知,小红的实验第11min开始水的温度保持不变,开始沸腾,小明的实验第5min开始水的温度保持不变,开始沸腾,而图丙为第6min的现象,气泡在上升过程中变大,是沸腾时的情况,所以是小明的实验操作过程;
(3)由图乙可知,水沸腾后持续吸热,温度均保持98℃不变,则水的沸点是98℃;标准大气压下水的沸点是100℃,故当地气压小于标准大气压。
【题型8 】
50.“生活处处皆物理,留心观察皆学问”,下列说法中正确的是( )
A.图甲:三峡船闸利用了连通器原理
B.图乙:热气球升空过程中大气压逐渐变大
C.图丙:哪吒将毽子踢向空中,说明毽子不受重力的作用
D.图丁:运油-20起飞时机翼上方气流对上表面的压强小于下表面的压强
【答案】AD
【详解】A.三峡船闸的闸室与上、下游水道在阀门打开时,构成上端开口、底部连通的容器,正是利用了连通器原理,故A正确;
B.大气压强随海拔高度的增加而减小,因此热气球升空过程中,其所处位置的大气压应逐渐变小,故B错误;
C.地球表面附近的一切物体均受重力作用,踢向空中的毽子依然受重力作用,这也是它最终会落回地面的原因,故C错误;
D.运油-20的机翼呈流线型,起飞时机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而形成向上的升力,故D正确。
故选AD。
51.如图所示是农村常见的活塞式抽水机。使用时,先往抽水机的圆筒里倒一点水(引水),然后提起活塞,低处的水就会被抽上来。活塞向上运动时( )
A.水被大气压“压”入圆筒
B.活塞对水施加了向上的拉力
C.水受重力作用自动流上来
D.活塞式抽水机进水口和出水口组成连通器,水会自动补充上来
【答案】A
【详解】AB.当活塞向上运动时,活塞下方圆筒内体积增大、气压减小,小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下被“压”入圆筒,不是被活塞的拉力拉上来的,故A符合题意,B不符合题意;
C.重力方向竖直向下,不可能使水向上自动流动,故C不符合题意;
D.工作时进水口和出水口被活塞隔开,不满足连通器“底部连通”的特点,故D不符合题意。
故选A。
52.物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中正确的是( )
A.图甲:弹簧受到的拉力是弹簧形变产生的,手指对弹簧的力等于弹簧对手指的力
B.图乙:对沸腾的水停止加热,抽气减压,水会再次沸腾,说明气压减小,水的沸点降低
C.图丙:活塞式抽水机利用大气压来抽水,活塞式抽水机提升水的最大高度约为
D.图丁:微小压强计中的形管是一个连通器
【答案】B
【详解】A.弹簧受到的拉力是手的形变产生的,而非弹簧自身形变产生的。手指对弹簧的力与弹簧对手指的力是相互作用力,大小相等,故A错误;
B.液体的沸点随气压减小而降低。对沸腾的水停止加热后,抽气减压使水面上方气压降低,水的沸点随之降低,当水温高于此时的沸点时,水会再次沸腾,故B正确;
C.活塞式抽水机利用大气压工作,其提升水的最大高度由大气压能支持的水柱高度决定。标准大气压约为,根据,可支持的水柱高度约为10.3m,而非760mm,故C错误;
D.连通器的定义“上端开口、底部互相连通的容器”。微小压强计的U形管一端通过探头与封闭的橡皮管相连,上端不都开口,不符合连通器的定义,故D错误。
故选B。
53.某同学在跨学科实践活动中制作简易活塞式抽水机,结合物理知识与工程实践,下列说法错误的是( )
A.抽水机利用大气压将水从低处压入抽水机内
B.制作时活塞与筒壁需紧密贴合,目的是减小漏气保证气密性
C.理论上该抽水机可将水抽到任意高度,不受外界条件限制
D.此装置的工作原理与生活中用吸管喝饮料的原理相似
【答案】C
【详解】A.活塞式抽水机工作时,活塞上移使筒内气压减小,外界大气压将水压入筒内,所以抽水机利用大气压将水从低处压入抽水机内,故A正确;
B.制作时活塞与筒壁需紧密贴合,这样可以减小漏气,保证抽水机的气密性,从而使筒内气压能远小于外界大气压,便于抽水,故B正确;
C.抽水高度由大气压支持的水柱高度决定,根据公式可知,在标准大气压下该水柱高度约为10.3m,即抽水高度受大气压限制,无法将水抽到任意高度,故C错误;
D.用吸管喝饮料时,吸出吸管内的空气,使吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下将饮料压入吸管中,此装置与用吸管喝饮料都是利用了大气压,工作原理相似,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
54.在跨学科实践课上,同学们利用玻璃瓶制作了如图的小制作。如图甲,把玻璃瓶放在电梯里随着楼层的升高,细管中的液面上升,说明大气压随海拔的升高而________;如图乙,用吸管吸水时,水会沿着细管进入嘴里,这是利用________的作用;如图丙,用细管B对着细管A的管口吹气,看到A管中的液面上升,这是因为流速越大的位置,压强越________。
【答案】 减小 大气压 越小
【详解】把玻璃瓶放在电梯里随着楼层的升高,由于高度增加,外界大气压减小,瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以细管中液面上升,说明大气压随高度的增加而减小。
图乙中,用吸管吸水时,吸管内空气被吸走后气压减小,水在外界大气压的作用下被压入嘴里,利用了大气压的作用。
图丙中,对着A管管口吹气时,A管管口空气流速变大,流速越大的位置,压强越小,A管上方压强小于瓶内液面上方压强,因此A管中液面上升。
55.护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中(,如图所示。这根“闲置”管是在输液过程中,当瓶内气压减小时,在________的作用下使空气进入瓶内。药水瓶提升输液管中液面到相对针管约1.5 m的高度,针管处受到的液体压强为________Pa。(g取)
【答案】 大气压
【详解】输液过程中,瓶内药液流出后瓶内气压减小,外界大气压大于瓶内气压,在大气压的作用下,空气会通过这根闲置管进入瓶内,维持瓶内气压稳定,保证药液持续顺利输入病人体内;
根据液体压强公式,针管处受到的液体压强
56.图甲是一种新型鱼缸——负压鱼缸,它比传统鱼缸更高,因此更便于观赏,同时换水和喂鱼都非常方便。如图乙所示,负压鱼缸由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成,利用真空泵抽吸空气使负压缸顶部形成一定的负压,从而保持负压缸的水面远高于底缸的水面。
(1)负压鱼缸_______(选填“属于”或“不属于”)连通器;“负压”指的是________(选填“高于”“低于”或“等于”)大气压的气体状态。
(2)图乙中负压缸的水面比底缸的水面高,若此地大气压为,则负压缸水面上方的气压为_______。(,g取)
(3)小明了解了负压鱼缸的原理后,为家里的盆景制作了如图丙所示的自动供水装置。他将玻璃瓶灌满水后倒立在装有水的盆景盘里,瓶口浸入水中,此时瓶中的水________流出;一段时间后,由于盆景吸水,盘中水位下降,当玻璃瓶的瓶口露出水面时,瓶中的水_______流出。(均选填“会”或“不会”)
【答案】(1) 不属于 低于
(2)
(3) 不会 会
【详解】(1)[1]上述的新型鱼缸的负压缸与外面的大气不相连通,不是上端开口、底部互相连通的容器,所以该鱼缸不属于连通器。
[2]“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。
(2) 负压缸内水柱产生的压强为
负压缸顶部液面上方的气压
(3)[1][2]用玻璃瓶灌满水后倒立在盆景盘里,由于大气压的作用,瓶中的水不会流出; 当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,瓶中的水由于重力的作用会流出。
57.附中合作小组针对如图所示的“活塞式抽水机”相关问题进行了讨论。
(1)使用时,提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,圆筒内气压___________外界的大气压,低处的水冲开阀门B进入圆筒。下压活塞,阀门B___________,水冲开阀门A涌到活塞上面;
(2)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
(3)小王同学认为,家中电动吸尘器的原理与活塞式抽水机的原理相同,你是否同意他的观点?___________
【答案】(1) 小于 关闭
(2)A
(3)不同意
【详解】(1)提起活塞时,阀门A受大气压关闭,圆筒内气体体积变大,气压小于外界大气压,低处的水在大气压作用下冲开阀门B进入圆筒。
下压活塞时,阀门B受到筒内水压作用而关闭,筒内气压增大,水冲开阀门A涌到活塞上面。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是利用水密封,增强活塞与筒壁间的气密性,抽水机之所以能够把水抽出来是利用圆筒内的气压小于外界大气压,在大气压的作用下,将水压入圆筒内,若气密性不好,则无法将水抽出来,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过改变筒内气压,让大气压把水压上来。电动吸尘器是利用流体压强与流速的关系:电机高速旋转使内部空气流速快、压强小,外界大气压把灰尘压入吸尘器。两者原理不同,因此不同意小王的观点。
【题型9 】
58.广州作为沿海城市,在夏季时常有大风天气。大风沿水平方向吹过时,常会感觉有“无形的力量”向上拉着伞。对此现象最合理的解释是( )
A.伞上方的空气流速比较大,压强比较大 B.伞下方的空气流速比较大,压强比较大
C.伞上方的空气流速比较大,压强比较小 D.伞下方的空气流速比较大,压强比较小
【答案】C
【详解】伞的形状向上凸起,大风水平吹过时,相同时间内,空气经过伞上方的路程更长,因此伞上方空气流速更大、压强更小,伞下方空气流速更小、压强更大,由此产生向上的压力差,使伞受到向上的“拉力”,故选C。
59.2026年2月23日下午,贵州遵义出现了今年首个龙卷风,虽然威力不大,但在高山耸立的地区出现,实属罕见。如图所示,龙卷风作为极具破坏力的自然灾害,其实是由高速旋转的气流产生,能把地面上的物体“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了物体的浮力 B.龙卷风使物体的重力变小
C.龙卷风内部的压强远小于外部的压强 D.龙卷风内部的流速远小于外部的流速
【答案】C
【详解】龙卷风是高速旋转的气流,内部气流流速远大于外部,因此龙卷风内部压强远小于外部压强,外界大气压就会把地面物体“压”进龙卷风,表现为被“吸”起。
故选C。
60.如图所示的容器中水平段细管内有一段静止水柱,该水柱将一部分空气密封在球形容器中,某段时间内发现水柱缓慢向左移动,则下列判断正确的是( )
A.可能是手持该装置乘坐垂直电梯从34楼下降到1楼
B.可能是用吹风机在细管左侧开口处吹风
C.可能是外界环境温度降低了
D.该装置可以粗略判断气温高低变化,是利用了液体的热胀冷缩原理
【答案】B
【详解】A.从34楼下降到1楼,海拔降低,外界大气压增大,此时,推动水柱向右移动,故A错误;
B.吹风机在左侧开口吹风,左侧空气流速加快,根据流体压强规律:流速越大,压强越小,因此左侧减小,此时,推动水柱向左移动,故B正确;
C.外界温度降低,球内密封空气温度降低,压强减小,此时,推动水柱向右移动,故C错误;
D.该装置若判断气温,利用的是气体的热胀冷缩(气体热胀冷缩比液体更明显),故D错误。
故选B。
61.小外一家自驾去旅游,在行车过程中,他发现了一些物理现象,下列描述错误的是( )
A.以路边的树为参照物,坐在行进车里的小外是运动的
B.关闭车窗后车内安静了许多,这是在声源处减弱噪声
C.汽车轮胎表面有凹凸花纹,是为了增大与路面的摩擦力
D.打开天窗后,车顶空气流速大压强小,车内气体被压出车外
【答案】B
【详解】A.以路边的树为参照物,坐在行进车里的小外相对于树的位置不断发生变化,根据运动和静止的相对性,小外是运动的,故A正确;
B.关闭车窗后可以阻断噪声的传播,车内安静了许多,这是在声音的传播过程中减弱噪声,故B错误;
C.汽车轮胎表面的凹凸花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大与路面的摩擦力,故C正确;
D.打开天窗后,车顶空气流速大压强小,车内空气流速慢压强大,在压强差的作用下车内气体被压出车外,符合流体压强与流速的关系,故D正确。
本题要求选择错误选项,故选B。
62.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外,是因为窗外空气的流速大,压强___________;通过拍打窗帘清除它上面的灰尘,是利用了___________的惯性。
【答案】 小 灰尘
【详解】根据流体压强与流速的关系,流体中流速越大的位置压强越小。窗外空气流速大,因此压强小,窗帘在内外压强差的作用下飘向窗外。
拍打窗帘时,窗帘受力后运动状态改变,而灰尘由于具有惯性,会保持原来的静止状态,从而与窗帘分离。
63.如图所示,站台设置安全线是因为列车驶过时,人与列车间的空气流速______,导致气压______,容易发生危险。(两空均选填“增大”或“减小”)
【答案】 增大 减小
【详解】人离高速列车比较近时,列车的速度很大,人和列车之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于内侧受到的压强,人靠太近有被“吸”向列车的危险,因此设置黄色安全线。
64.如图所示,当用电风扇对着静止在电子台秤上的飞机机翼模型吹风时,由于模型上表面比下表面空气的流速大、压强________,所以电子台秤的示数比没有吹风时________。(均选填“大”或“小”)
【答案】 小 小
【详解】机翼模型上凸下平,吹风时上表面空气流速更大,因此压强比下表面更小,由此产生向上的压力差。模型对台秤的压力等于自身重力减去升力,压力比不吹风时更小,因此电子台秤的示数也更小。
65.小梦在科普读物中读到了这样一则有趣的故事:1912年秋天,当时世界上最大的远洋巨轮“奥林匹克号”正在大海中航行,在距它100 m外有一艘“豪克号”铁甲巡洋舰正与它平行着高速航行。突然间“豪克号”像着魔一般失去控制,向着巨轮冲过去,发生了重大的事故。
你能利用身边的器材设计实验来给小梦解释历史上这场事故的原因吗?_________
【答案】实验器材:两张纸
实验步骤:两手分别握持两张纸的上端平行放置,让纸自然下垂;向两张纸的中间吹气,观察纸的运动情况。
实验现象与结论:观察到两张纸会向中间靠拢,说明流体中流速越大的位置压强越小。这便是历史上这场事故发生的原因。
【详解】略
66.如图甲所示,放学途中,小梦撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图乙所示的实验进行验证。小梦用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上:在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,填入表格:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可知:模型受到的重力大小是_________N,空气低速流过时,模型所受升力为_________N;空气流速越快,模型受到的升力越_________(选填“大”或“小”);
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞如图丙。骑行时,人始终处于伞的影子当中,十分凉爽。该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)总的重力,进而_________(选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
【答案】(1) 18 2 大
(2) 小于 减小
【详解】(1)无风时没有升力,托盘测力计的示数等于模型的重力,即模型重力;
分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为
根据题意可知,题干中的是上凸下平的模型,上方的空气流速越快,压强小,下方的空气流速慢,压强大,在压力差的作用下,模型受到升力,且空气流速越快,模型受到的升力越大。
(2)根据流体压强与流速的关系可知,如图所示,遮阳伞的模型是上凸下平,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力小于车辆和人的总重力,进而减小了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患。
1.科创小组利用一根长管和吹风机自制“乒乓球加特林”装置。当打开细管底端的吹风机时,容器内的乒乓球会依次被吸入管中并射向空中。下列生产、生活中的现象与该装置的工作原理相同的是( )
A.在游泳池底部感到耳朵疼 B.虹吸现象
C.台风掀翻屋顶 D.用注射器吸取药液
【答案】C
【分析】吹风机吹风使细管内空气流速快、压强小于外界大气压,大气压将乒乓球压入管中并射出,工作原理是:流体流速越大的位置,压强越小。
【详解】A.游泳池底部耳朵疼,是因为液体压强随深度增加而增大,故A不符合题意;
B.虹吸现象利用的是液面高度差产生的压强差来工作的,故B不符合题意;
C.台风掀翻屋顶,是因为屋顶上方空气流速大、压强小,屋内压强大于屋顶压强,压力差掀翻屋顶,利用了流体流速越大的位置,压强越小,故C符合题意;
D.注射器吸取药液利用的是大气压,故D不符合题意。
故选C。
2.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。
3.大气压与生产、生活、科研紧密相连。下列说法不正确的是( )
A.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大
B.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
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】A
【详解】A.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A错误,符合题意;
B.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B正确,不符合题意;
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正确,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正确,不符合题意。
故选A。
4.如下图所示,三节直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与吹风机相通。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置的气体的压强值。图中显示器显示的是压强与时间的关系图像。当吹风机吹气时,下列说法正确的是( )
A.a塑料管中气体流速最快,气体压强最大,对应图中曲线1
B.c塑料管中气体流速最慢,气体压强最大,对应图中曲线3
C.吹风过程中,三节塑料管中的气体流速相同
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强
【答案】D
【详解】A.由题可知,a塑料管最粗,其中的气体流速最慢,压强最大,对应图中曲线1,故A错误;
B.c塑料管中气体流速最快,压强最小,对应图中曲线3,故B错误;
C.由于塑料管的粗细不同,气体的流速不同,故C错误;
D.时,吹风机不工作,a、b、c三节塑料管中气体压强传感器测量的是大气压强,故D正确。
故选D。
5.小明帮妈妈炖牛肉时,观察到厨房中的很多现象都和物理知识有关,下列说法正确的是( )
A.冰箱冷冻室取出的牛肉在室内放置一会,表面出现一层“白霜”,是凝固形成的冰晶
B.炖牛肉时锅中冒出大量的“白气”,是汽化形成的水蒸气
C.水沸腾后牛肉块上下翻滚,说明水的温度不断升高
D.换用高压锅煮牛肉比普通锅更快软烂,原因是气压越高沸点越高
【答案】D
【详解】A.从冰箱冷冻室取出的牛肉放在室内,空气中的水蒸气遇冷会直接凝华形成小冰晶,附着在牛肉表面,这就是“白霜”,不是凝固现象,故A错误;
B.炖牛肉时锅中冒出的大量“白气”,是锅中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C.水沸腾的特点是继续吸热但温度保持不变,水沸腾后牛肉块上下翻滚,是因为水在沸腾时产生的气泡上升带动牛肉块运动,并非水的温度不断升高,故C错误;
D.根据液体沸点与气压的关系,气压越高,沸点越高。高压锅锅内气压大,水的沸点会高于,在高温下牛肉更容易煮烂,所以换用高压锅煮牛肉比普通锅更快软烂,故D正确。
故选D。
6.某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图中E为圆形吸盘,其面积为,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重180N。平板玻璃的质量为__________kg,将吸盘内气体慢慢抽出,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并保持静止,当吸盘内外压力差为__________N时恰能吸起这块玻璃,恰能吸起时吸盘内气体压强为__________Pa。(,大气压。)
【答案】 18 180
【分析】考查重力、大气压与压强综合应用,关键在于吸盘吸起玻璃时,压力差与重力平衡,内外压力差等于重力,利用求压强差,由得内部气压。
【详解】平板玻璃的质量为
当吸盘恰能吸起玻璃时,平板玻璃恰好静止,可得内外压力差等于玻璃的重力
根据
吸盘内外气体压强差
可得吸盘内的气体压强
7.如图所示,一个带有压强传感器的无人机沿倾斜直线匀速飞行。在此过程中,传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和B点分别表示无人机在两个不同高度时的数据。分析数据,可知该无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约______帕,该无人机所处高度______。
【答案】 200 增大
【详解】[1]由图可知A点的大气压强为,B点的大气压强为。无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约
[2]大气压随着高度的升高而减小,从A点到B点,大气压降低,因此无人机所处的高度增大。
8.如图甲所示,一辆汽车静止停放在水平地面上,车子自身质量为1.6t,每条轮胎与地面的接触面积为200cm2,则该汽车静止时对水平地面的压强为_________Pa,则其中的一个轮胎对地面的压强为_________Pa,利用风洞对汽车高速行驶进行模拟测试的过程中,由于车上下表面空气流动的速度不同,汽车受到竖直向上的_________(选填“浮力”或“升力”),从而使车与地面之间的摩擦力_________(选填“变大”“不变”或“变小”),车容易失控,为了减小上述意外情况的发生,有些跑车为了提高“抓地力”,在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的_________(选填“A”或“B”)。
【答案】 升力 变小 B
【详解】[1]汽车静止时对水平地面的压力
汽车与水平地面的总接触面积为
汽车静止时对水平地面的压强
[2]由于汽车静止且水平放置,对地面的压力均匀分布在四个轮胎上。一个轮胎承受的压力
一个轮胎对水平地面的压强
[3][4]风高速吹来时,汽车上方的空气流速大,压强小,汽车下方的空气流速小,压强大,汽车受到竖直向上的升力,其对地面的压力小于自身的重力,使汽车与地面之间的摩擦力减小,导致汽车容易失控。
[5]为了提高“抓地力”,增加车对地面的压力,产生一个向下的压强差,所以“气流偏导器”的上表面应平直,底部呈弧形凸起,这样当跑车高速行驶时,偏导器上方的空气流速小、压强大,下方的空气流速大、压强小,产生一个向下的压强差,其外形应选用图乙中的B。
9.某物理兴趣小组的同学利用图甲中装置来估测大气压的值,实验器材有一个弹簧测力计、三种规格的注射器。
(1)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器__________(选填“A”“B”或“C”)来进行实验。
(2)实验步骤:①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器____________________(选填“有刻度部分”或“筒身”)的长度为L。
②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。
③则测出的大气压值_________(用所给的字母表示)。
(3)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气
②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是__________。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(4)小童用图丙所示的装置来测量大气压的值。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,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,测得杯中水的质量为600g;烧杯的质量为100g,烧杯的底面积为;活塞的横截面积为,g取,滑轮间的摩擦和细线的重力不计,则所测大气压的值应为__________。
A. B.
C. D.以上都不正确
【答案】(1)C
(2) 有刻度部分
(3)A
(4)C
【详解】(1)当弹簧测力计拉到最大值,活塞仍未滑动,说明所需拉力超过了测力计量程。根据公式,在大气压一定时,活塞横截面积越小,所需拉力越小。因此应换用横截面积更小的注射器 C。
(2)[1]应测量注射器有刻度部分的长度 L,因为这部分的体积就是注射器的容积 V,活塞的横截面积。
[2]当活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数F等于大气压力,大气压值计算公式为:。
(3)一定会使测量值小于真实值的原因是:①橡皮帽封住的小孔中有残余空气:内部气压会抵消一部分大气压,导致测得的拉力F偏小,计算出的大气压值偏小;③ 活塞与注射器筒壁不完全密封:同样会导致内部有空气,使测得的拉力 F 偏小,计算出的大气压值偏小;② 刻度尺读数不准:可能偏大也可能偏小,属于偶然误差;④ 活塞与筒壁间有摩擦:会使测得的拉力 F 偏大,导致计算出的大气压值偏大;因此,答案为A(①③)。
(4)计算总重力:,大气压力等于总重力:。计算大气压值:,故选 C。
10.小李学习了大气压强后,准备根据课本知识完成大气压强的测量,测量方案如下:
(1)器材准备:容积20mL的注射器(含橡皮帽)、小桶、适量的沙子、大量程弹簧测力计、___________、细绳等
(2)进行实验,:
①将活塞推至针筒的底端,排出空气,用橡皮帽封住小孔,防止漏气;
②当活塞刚开始滑动时,停止添加沙子,测出桶和沙子总重G,大气压力大小就为G;
③读出注射器针筒上最大容积V,测出注射器上全部刻度部分的长度L(如图所示);计算出横截面积;
④计算大气压强p=___________ ; (用实验中物理量符号写出表达式)
(3)将测量数据记入表格
大气对活塞的压力F/N
注射器容积V/mL
全部刻度部分的长度L/cm
活塞的横截面积S/m2
大气压的值p/Pa
20
20
_________
_________
_________
(4)小李还发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。
如图所示。用细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,弹簧测力计一端固定并水平放置,取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积V/mL
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数F/N
10
12
13.3
16
当注射器内气体体积为16mL时,弹簧测力计示数为___________N。
【答案】(1)刻度尺
(2)
(3) 10.00 2.0×10-4 1.0×105
(4)15
【详解】(1)实验中需要测量注射器全部刻度部分的长度需要用到刻度尺,故补充器材为刻度尺。
(2)大气压力
注射器的横截面积
大气压强
(3)从图中刻度尺读数可知,注射器全部刻度部分的长度
注射器容积
横截面积
大气压的值
(4)当时的大气压为
活塞面积
注射器内气体体积表示为
拉动活塞,气体体积为V,封闭气体压强与体积成反比,注射器内气体压强为
注射器内外压强差为
弹簧测力计示数
当时,
11.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
12.现有一个直径为24cm,空心柱小孔横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当地的大气压为1.0×105Pa。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点________(“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快;
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上_________(填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾。若某型号的高压锅的锅盖面积为450cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)为_________N;
(3)高压锅旁有如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_________ cm,上、下两部分横截面积之比S1∶S2=_________。
【答案】(1)升高
(2) 低于 7200
(3) 15 1∶4
【详解】(1)根据高压锅的原理,水的沸点受气压影响,气压越高,沸点越高,用高压锅增大气压时,水的沸点会升高。
(2)[1]高原地区海拔高,海拔越高,气压越低,所以高原上气压低于一个标准大气压。
[2]已知锅盖面积为S=450cm2=0.045m2
锅内水蒸气的压强为p=1.6×1.0×105Pa=1.6×105Pa
则锅内气体对锅盖的作用力(压力)为F=pS=1.6×105Pa×0.045m2=7200N
(3)[1]根据液体压强公式p=ρgh,阀门打开前液体的深度为
[2]当压强降到400Pa时,上部分液体刚好排完,此时下部分液体深度为
则上部分液体高度为h上=H-h下=15cm-5cm=10cm
因为液体是匀速排出的,从压强1200Pa降到400Pa用时10s,从400Pa降到0Pa用时20s,所以下部分液体体积是上部分液体体积的2倍,即V下=2V上,由V=Sh可得S2h下=2S1h上,则
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$