暑假作业05 大气压强(巩固培优)科学浙教版八年级下册
2026-06-26
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 大气压强 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.51 MB |
| 发布时间 | 2026-06-26 |
| 更新时间 | 2026-06-26 |
| 作者 | 倪胡不归fy |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2026-06-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58504472.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“知识积累+题型速练”双模块构建大气压强专项训练,通过实验原理口诀化、应用实例情境化、题型梯度分层化,系统培养科学观念与探究实践能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|大气压的存在|3题(覆杯实验等)|实验验证法(马德堡半球实验)|从存在证明(实验现象)到产生原因(重力与流动性)|
|大气压的大小与影响因素|3题(托里拆利实验等)|测量原理(平衡法)、高度关系口诀|从测量工具到标准大气压,再到高度影响规律|
|生活用品与大气压|3题(吸尘器等)|应用原理解析(低压区形成)|从原理到生活实例(压缩袋、水泵)的迁移|
|大气压对沸点等的影响|3题(高压锅等)|沸点与气压关系规律|从气压变化到沸点、天气、人体影响的拓展|
|流体压强与流速的关系|3题(飞机升力等)|流速-压强关系判断法|从气体到液体的共性规律及实例应用|
内容正文:
(
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月
日
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)
暑假作业05 大气压强
(
目
录
01 知识积累
02 题型速练
一
.
大气压的存在
(共
3
小题)
(难★
★
)
二.
大气压的
大小
与影响因素
(共
3
小题)
(难★★★)
三.
生活用品与大气压
(共
3
小题)
(难★
★
★
)
四.
大气压对液体沸点、
天气、
人体的影响
(共
3
小题)
(难★)
五.流体压强与流速的关系(共
3
小题)
(难★
★★
)
)
(
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
)
一、大气压的存在
1.大气压强存在的证明
覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
证明实验:马德堡半球实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
2.大气压强产生原因及特点
大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位帕斯卡Pa。
二、大气压的大小与影响因素
1.测量工具
空盒气压计:携带和使用比较方便
水银气压计:测量较精确
2.大气压与高度的关系
高度越高,大气压越小
3.标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于1.01×105帕(即760毫米汞柱)。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。
4.测量实验:托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验)
该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
5.自制气压计
原理:瓶内密封一定量气体→瓶内气压p内≈恒定→外界p外↓时(上山),p内把水压得管中水柱上升
判断口诀:往高处走→水柱↑;往低处走→水柱↓
三、生活用品与大气压
1.真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁;
2.吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3.离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
四、大气压对液体沸点、天气、人体的影响
1.气压对液体沸点的影响
当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
注意:高原上高度高,气压小,液体沸点低,煮不熟食物。压力锅利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理,可在高原上煮熟食物。
2.大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥;
低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
3.大气压对人体的影响
(1)在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较舒畅;阴雨天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
(2)人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如高原反应。
(3)感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
五、流体压强与流速的关系
1.气体的压强与流速的大小有关。气体的流速越大,压强越小。
2.跟气体一样,液体的压强也会随流速的增大而减小。液体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
3.实例:列车站台安全线;挂在窗内的窗帘向外飘出;两艘船不能靠太近行驶;飞机的升力;化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(
题型速练
一题
一
思,查漏补缺,轻松迎开学
)
一、大气压的存在(共3小题)
1.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是( )
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
2.如下图所示,下列实验中,不能用来证明大气压存在的是( )
A.甲中酒精棉点燃后放入瓶中,用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,鸡蛋被吸入瓶中
B.乙中用一纸片盖住倒满水的杯口,快速倒置,纸片将水托住
C.丙中两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜向下凸出
D.丁中用管子吸饮料
3.如图甲所示的覆杯实验中:硬纸片不会掉下的事实是大气压存在的证据。但有同学认为实验中是水粘住了纸片,小明用如图乙所示装置进行实验。 随着空气被抽出,纸片掉下了,排除了纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同,而杯口更小的杯子进行实验,要使同一硬纸片掉下,相同情况下需要抽气的时间会( )
A.变短
B.变长
C.不变
D.不确定
二、大气压的大小与影响因素(共3小题)
4.意大利科学家托里拆利最早测得了大气压的值。如图甲所示是小科利用水银和长约1米的玻璃管测大气压强的实验装置,玻璃管的开口放在水银槽中,实验得到大气压可以顶起一定高度的水银。
(1)小科在按照正确操作方式规范完成实验后,结果发现水银柱的高度始终达不到760mm,造成此情况的原因是 。小科想通过用细的玻璃管来重复试验,以此来使水银柱达到760mm,小科的做法是否可行__________(选填“可行”或“不可行”)。
(2)小科又制作了如图乙的气压计,此时瓶内气压__________(填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外气压,再拿着它从1楼走到5楼或更高楼层,玻璃管内水柱高度的变化情况是__________(选填“升高”、“降低”或“不变”)
5.大气压和生产生活密切相关,大气压的发现经历了漫长的过程。如图呈现了一些科学家为发现大气压做出的贡献。
发现水不能无限提升,只能升到约l0米高。这说明大自然对真空有排斥,可以用水柱的高度来表示对真空的排斥强度。同时他发现空气有重量。
他用水银重复伽利略的实验,由于空气的重力有限,所以能支撑的水银柱最高为760毫米,被水银空出来的那一段就是真空。他发现大自然排斥真空正是因为空气存在重力。
如果水银柱真的是被空气重力顶住,那在海拔高的地方,空气稀薄,水银柱高度应该有变化。他让学生带了水银气压计去多姆山,实验现象和他预测的一致。
伽利略
托里拆利
帕斯卡
(1)帕斯卡实验中,高海拔地区的水银柱高度______760毫米(填“>”、“<”或“=”)。
(2)托里拆利实验中水银液面会下降并留出一段真空,有反对者认为:因为管内水银蒸发变成水银蒸气才使得液面下降。为反驳这一观点,帕斯卡又分别用酒精和水重做了托里拆利实验。已知酒精比水更容易蒸发,如果反对者的观点是正确的,那么该实验出现的现象是 。
(3)科学兴趣小组在实验室用两个直径为10厘米的铜制半球重做“马德堡半球实验”,结果只用了4个人就将两个半球拉开,造成如此差异的原因可能是 。
6.如图所示,小余想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力。
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘。
C.用弹簧测力计钩着吸盘缓慢向上,直到吸盘脱离玻璃板面。
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d,算出吸盘与玻璃板的接触面积。
E.根据,计算出大气压的大小p。
(1)小余由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是______,并用题中符号表达出p=______。
(2)实验中小余将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是 。
(3)如果实验中小余所用的弹簧测力计的量程是0-5N,吸盘的面积是10cm2,她______(能或不能)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa)。
(4)小余又把玻璃板分别斜放、立放,也都测出了大气压的值,这说明 。
三、生活用品与大气压(共3小题)
7.洪灾时,人们用离心式水泵进行排涝。如图为离心式水泵结构图,泵内灌满水后启动叶轮。下列分析正确的是( )
A.水被甩出,泵壳内形成高压区
B.水被甩出,泵壳内压强仍保持不变
C.泵壳内形成低压区,叶轮将水抽上来
D.泵壳内形成低压区,大气压将水压上来
8.许多生活用品的设计应用了大气压的原理。下列选项中,不是直接利用了大气压的一项是( )
A.将杯中饮料吸入口中 B.用真空压缩袋收纳棉被
C.吸盘紧紧吸在墙壁瓷砖上 D.利用压力锅煮熟食物
9.下列关于四图对应的现象或原理解释,正确的是( )
A.甲图“拔罐”既能说明大气有压强,又能说明人体内部有压强
B.乙图中若要拉开马德堡半球,增大其直径不会影响拉力大小
C.丙图中医生用注射器在给病人注射药物,利用了大气压的原理
D.丁图是自制的简易气压计,管内水柱升高说明外界大气压增大
四、大气压对液体沸点、天气、人体的影响(共3小题)
10.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强-大气压。下列有关叙述中不正确的是( )
A.1个标准大气压的值为
B.高山顶上水的沸点较高,因为那里的大气压较大
C.阴雨天时大气压通常偏低
D.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
11.下列四个有关气压的现象,分析正确的是( )
A.图甲,“拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,外掀式天窗是利用车顶空气的流速较大压强小的原理将车内的浊气排出
12.高压锅能加快炖煮食物的效率,可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上,在高海拔地区,利用高压锅可避免不易煮熟食物的问题。
(1)高压锅的设计运用了的科学原理与图1中的______原理相同(选填“b”或“c”)。
(2)图2是水的沸点与压强的关系图,某高压锅排气孔横截面积为,限压阀的质量为100g。若其在1000m海拔的地区(当地大气压取)使用,其锅内温度可以达到多少摄氏度?(写出计算过程,g取)
(3)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是______。
A.适当增大出气孔的直径
B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积
D.适当增加限压阀的质量
五、流体压强与流速的关系(共2小题)
13.飞机机翼获得升力的原理如图所示。以下说法中不正确的是( )
A.飞机停放在停机坪上,飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对平衡力
B.无风时,飞机在跑道上向前运动时,机翼周围形成高速气流是以机翼为参照物
C.飞机机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,使空气流过两侧时速度不同
D.飞机飞行过程中,机翼上侧空气流速大于下侧,受到的压强小于下侧
14.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面_____(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,原因是
。
15.为了探究“气体压强与流速的关系”,小科设计了如左图所示的实验装置。其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)小科用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管_________(选填“左”或“右”)侧液面将升高。说明_________。
(2)灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°用脚朝上但头保持不变的怪异姿势进行飞行,如图所示,其目的是迅速_________(选填“升高”或“降低”)飞行高度,躲避危险。
1. 自制气压计的种类与液面变化判断
(1)封闭瓶型(教材经典款)
构造:瓶内密封一部分空气,插一根细管,管口露出瓶外,瓶内液面与管中液面相通。
原理:瓶内气压p内基本不变(忽略温度变化),外界气压p外变化时,管中液柱产生的压强ρgh会相应调整,使得p内=p外+ρgh。
液面变化规律:外界气压增大 → 管中液柱下降(h减小)
外界气压减小 → 管中液柱上升(h增大)
注意:这里的“液面”指管中液面相对于瓶内液面的高度差,不是管口到地面的距离。
(2)注射器型(简易气压计)
构造:注射器活塞推到顶端,堵住针头孔,拉动活塞一段距离后松开,活塞会被大气压推回一部分。
原理:注射器内气体被密封,拉动活塞时内部体积变大、气压变小,外界大气压推动活塞向内移动。
用途:可定性显示大气压的变化——外界气压越大,活塞被推回的位置越靠里。
(3)吸管+小瓶型(常见考题)
构造:一个小药瓶(或试管)倒立放入盛水的杯子中,瓶口浸没在水面以下,瓶内有一截空气柱。
原理:瓶内气压与外界大气压加上水柱压强平衡。当外界气压变化时,瓶内液面高度会改变。
液面变化规律:外界气压增大 → 瓶内液面下降(瓶内空气被压缩,体积变小)
外界气压减小 → 瓶内液面上升(瓶内空气膨胀,体积变大)。
一、选择题
1.出门前,小采和小荷看了今天的天气预报:今天气温18~26℃,阴转多云,偏北风2~3级。小采还是不放心,在出门前又看了“天气预报瓶”(如图所示),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,往往转为阴雨天气。下列说法不正确的是( )
A.A管液面上升时,显示大气压增大
B.A管和B球液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
2.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样就制成了一个简易的气压计,如图所示。下列说法错误的是( )
A.将此装置从山脚带到山顶,玻璃管内液面会上升
B.瓶内气体的压强大于外界大气压
C.在细管口水平吹气,管内液面会下降
D.此装置利用了瓶内外气压差使液柱高度变化来反映大气压的变化
3.如图所示为自制简易取水器进行取水要经历的三个过程,若要成功完成取水,则三个步骤中手指对小孔的操作分别是( )
A.①不堵,②不堵,③堵住
B.①堵住,②堵住,③不堵
C.①不堵,②堵住,③不堵
D.①堵住,②不堵,③堵住
4.如图甲是水银气压计简图,乙是自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )
A.使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的高度差不变
B.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会变短
C.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
D.自制气压计管内液柱高度降低,说明瓶外大气压减小了
5.如图是①、②两地的大气运动示意图,则下面对两地气压和天气的分析正确的是( )
A.①地为高气压,天气晴朗,②地为低气压,阴雨天气
B.①地为低气压,天气晴朗,②地为高气压,阴雨天气
C.①地为高气压,阴雨天气,②地为低气压,天气晴朗
D.①地为低气压,阴雨天气,②地为高气压,天气晴朗
6.如图是医院为病人输液部分装置,图中A、D为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通,则在输液过程中(瓶A、D中尚有液体),下列说法正确的是( )
①瓶A液面先于瓶D液面下降
②瓶A液面和瓶D液面同时下降
③瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
④在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变
⑤滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.②③④
7.小光用吸管进行了如图所示的探究活动,关于每一项探究,正确的说法是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B.图乙:将自制气压计从山顶移到山下时吸管内的水柱下降
C.图丙:用自制密度计测密度,液体密度越大,吸管静止时底部受到的压强越大
D.图丁:吸管插入水中后,手指按压吸管的上端竖直拉起来后,有一段水柱保留了下来,说明这段水柱所产生的压强等于外界的大气压强
8.在生活中,常通过吸管将杯中的饮料“吸”进入口中。下列现象中“吸”有关的科学原理与其相同的是( )
A.拔火罐时,罐子“吸”在皮肤上
B.风紧贴窗户吹过时,窗帘会被“吸”向窗外
C.擦手时,餐巾纸容易“吸”水
D.电脑屏幕亮起时,屏幕容易“吸”灰尘
9.如图所示,这些与压强知识相关的实验中分析不正确的是( )
A.甲图实验,“纸片托水”实验,证明了大气压的存在
B.乙图实验,把乙图装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将下降
C.丙图实验,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会上升
D.丁图实验,向外拉活塞,烧瓶中停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小沸点降低
二、非选择题
10.科学注重实验。
(1)如图甲所示的覆杯实验硬纸片都不会掉下来。该现象可以得出初步结论: 。
(2)小科把机翼模型穿在一根铁丝上(如图乙),在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,用电风扇对着机翼模型吹风时,B弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
11.兴趣小组同学利用带拉环的吸盘、玻璃板、弹簧测力计、水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:
①将蘸水的塑料吸盘按在光滑玻璃板面上,并多次挤压吸盘,测出吸盘的面积为S。
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面。
③记录吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力F,即为大气对吸盘的压力大小。
④计算出大气压。
(1)步骤①中“多次挤压吸盘”,目的是 。
(2)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会_________(选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(3)用弹簧测力计直接测出拉力的大小,对于拉力的方向,同学们产生了图中甲、乙、丙3种意见。你认为哪一个方案更合适,并说明理由 。
12.小玉学习了大气压的相关知识后,找到了家里的普通高压锅。阅读说明书了解到其锅盖直径为20厘米,锅盖上的竖直排气孔的横截面积10毫米2,限压阀的质量60克。标准大气压()下水的沸点为100℃。(g取10N/kg)
(1)高压锅在煮食物的过程中,内部气压变大的主要原因有______。
A.锅内原有的空气温度升高
B.限压阀被顶起,气体排出
C.水汽化,锅内水蒸气增多
D.锅体受热膨胀,容积变大
(2)若小玉在标准大气压的地区使用该高压锅,锅内能达到的最大气压和最高温度分别是多少?
(3)小玉同学针对家中普通高压锅不能调节温度的缺点,对普通高压锅进行了技术改造,如图乙所示。工作原理:调节螺丝可以上下旋转,当往下旋转时,弹簧对限压阀的压力变大。若要增大锅内蒸煮时的温度,可以采用的方法是______。
A.适当增大排气孔的直径
B.调节螺丝往上旋转
C.调节螺丝往下旋转
D.适当加大火力蒸煮
1.在测量大气压的实验中,针筒活塞的面积为5×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图示装置,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,测得杯与水的总质量为0.69kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.42kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为_______N,所测大气压的值应为_______Pa。
2.覆杯实验是科学学习中的经典实验。
(1)做覆杯实验时按图甲所示顺时针旋转360°,目的是证明 。
(2)杭十三往杯中装入部分水(如图乙),发现杯中未装满水时,实验也能成功,利用现代高速摄影技术发 现。倒置的瞬间,水与轻质盖片会一起下降一段高度(如图丙),在杯口和盖片之间形成一段液桥。为探究液 桥高度与空气柱高度间的关系。杭十三取一个高为18cm的杯子。多次改变杯子内空气柱高度,盖上轻质盖片 并倒置,测出相应液桥长度,得到数据如下表,可得出的结论是
;
空气柱高度/cm
2.25
4.50
9.00
13.50
15.75
液桥高度/cm
0.078
0.138
0.215
0.168
0.123
(3)杭十三查阅资料得知:空气会从液桥进入,液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验,最不可能成功的是 。
A. B. C. D.
3.小科利用吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,具体步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10cm2;
②将吸盘沾水润湿后,压在竖直放置的厚玻璃板上,排出吸盘内的空气;
③用弹簧测力计水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5N;
④记录并整理数据,算出大气压的值。
(1)将吸盘沾水润湿的目的是 。
(2)根据小科的实验数据,计算大气压的值为_______Pa,该实验中测得的大气压值与当地当时实际的气压值相比偏小,其中的原因可能是_______。
A.水存在“黏性”,将吸盘“黏”牢了
B.吸盘内空气未排尽
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘受力面积变小
D.由于误差,弹簧测力计读数偏小
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙所示,则弹簧测力计示数会_______(选填“大于”“小于”或“等于”)98.5N。
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月
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暑假作业05 大气压强
(
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.
大气压的存在
(共
3
小题)
(难★
★
)
二.
大气压的
大小
与影响因素
(共
3
小题)
(难★★★)
三.
生活用品与大气压
(共
3
小题)
(难★
★
★
)
四.
大气压对液体沸点、
天气、
人体的影响
(共
3
小题)
(难★)
五
.
流体压强与流速的关系
(共
3
小题)
(难★
★★
)
)
(
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
)
一、大气压的存在
1.大气压强存在的证明
覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
证明实验:马德堡半球实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
2.大气压强产生原因及特点
大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位帕斯卡Pa。
二、大气压的大小与影响因素
1.测量工具
空盒气压计:携带和使用比较方便
水银气压计:测量较精确
2.大气压与高度的关系
高度越高,大气压越小
3.标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于1.01×105帕(即760毫米汞柱)。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。
4.测量实验:托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验)
该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
5.自制气压计
原理:瓶内密封一定量气体→瓶内气压p内≈恒定→外界p外↓时(上山),p内把水压得管中水柱上升
判断口诀:往高处走→水柱↑;往低处走→水柱↓
三、生活用品与大气压
1.真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁;
2.吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3.离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
四、大气压对液体沸点、天气、人体的影响
1.气压对液体沸点的影响
当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
注意:高原上高度高,气压小,液体沸点低,煮不熟食物。压力锅利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理,可在高原上煮熟食物。
2.大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥;
低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
3.大气压对人体的影响
(1)在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较舒畅;阴雨天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
(2)人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如高原反应。
(3)感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
五、流体压强与流速的关系
1.气体的压强与流速的大小有关。气体的流速越大,压强越小。
2.跟气体一样,液体的压强也会随流速的增大而减小。液体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
3.实例:列车站台安全线;挂在窗内的窗帘向外飘出;两艘船不能靠太近行驶;飞机的升力;化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
)
一、大气压的存在(共3小题)
1.小金进行了如图实验:在烧瓶中装满沸水,倒掉沸水,迅速在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右、向下或向左,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。通过该实验不能得到的结论是( )
A.大气有压强
B.大气向各个方向都有压强
C.大气向各个方向压强都相等
D.鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压
【答案】C
【详解】先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动,根据操作和实验现象可知鸡蛋运动过程中瓶内气压小于大气压,鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶内,而且大气向各个方向都有压强,但是不能得出大气向各个方向压强都相等,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.如下图所示,下列实验中,不能用来证明大气压存在的是( )
A.甲中酒精棉点燃后放入瓶中,用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,鸡蛋被吸入瓶中
B.乙中用一纸片盖住倒满水的杯口,快速倒置,纸片将水托住
C.丙中两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜向下凸出
D.丁中用管子吸饮料
【答案】C
【详解】A.瓶中燃烧的是经过酒精浸泡的棉花,鸡蛋剥皮堵住瓶口,棉花缺氧停止燃烧,瓶中气体变稀薄,气压降低,鸡蛋在外界大气压作用下被压入瓶中,能用来证明大气压存在,故A不符合题意;
B.当用纸片盖住倒满水的杯口,快速倒置,大气压将纸片向上托,从而将水托住,能用来证明大气压存在,故B不符合题意;
C.两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜向下凸出,是由于液体对橡皮膜有压强,不能用来证明大气压存在,故C符合题意;
D.吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里,能用来证明大气压存在,故D不符合题意。
故选C。
3.如图甲所示的覆杯实验中:硬纸片不会掉下的事实是大气压存在的证据。但有同学认为实验中是水粘住了纸片,小明用如图乙所示装置进行实验。 随着空气被抽出,纸片掉下了,排除了纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同,而杯口更小的杯子进行实验,要使同一硬纸片掉下,相同情况下需要抽气的时间会( )
A.变短
B.变长
C.不变
D.不确定
【答案】A
【详解】纸片恰好下落时,纸片受到的重力和水的压力应等于下方的大气压力,设杯口面积为S,纸片恰好下落时的气压为,则有
可得
水的高度和纸片重力一定,所以换用杯口更小的杯子进行实验,即S变小,则纸片恰好下落时气压变大,所以相同情况下需要抽气的时间会变短。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、大气压的大小与影响因素(共3小题)
4.意大利科学家托里拆利最早测得了大气压的值。如图甲所示是小科利用水银和长约1米的玻璃管测大气压强的实验装置,玻璃管的开口放在水银槽中,实验得到大气压可以顶起一定高度的水银。
(1)小科在按照正确操作方式规范完成实验后,结果发现水银柱的高度始终达不到760mm,造成此情况的原因是 。小科想通过用细的玻璃管来重复试验,以此来使水银柱达到760mm,小科的做法是否可行__________(选填“可行”或“不可行”)。
(2)小科又制作了如图乙的气压计,此时瓶内气压__________(填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外气压,再拿着它从1楼走到5楼或更高楼层,玻璃管内水柱高度的变化情况是__________(选填“升高”、“降低”或“不变”)
【答案】(1) 当地的大气压偏低 不可行
(2) 大于 升高
【详解】(1)标准大气压下,托里拆利实验中水银柱高度为 760mm。若实验规范操作后仍达不到,说明当地的实际大气压低于标准大气压;托里拆利实验中,水银柱的高度只由外界大气压决定,与玻璃管的粗细、倾斜程度无关。因此换细玻璃管的做法不可行。
(2)自制气压计中,瓶内空气的压强等于外界大气压加上玻璃管内水柱产生的压强,因此瓶内气压大于瓶外气压;海拔越高,外界大气压越低。瓶内气压不变,外界大气压减小,会将瓶内的水压入玻璃管,因此水柱高度会升高。
5.大气压和生产生活密切相关,大气压的发现经历了漫长的过程。如图呈现了一些科学家为发现大气压做出的贡献。
发现水不能无限提升,只能升到约l0米高。这说明大自然对真空有排斥,可以用水柱的高度来表示对真空的排斥强度。同时他发现空气有重量。
他用水银重复伽利略的实验,由于空气的重力有限,所以能支撑的水银柱最高为760毫米,被水银空出来的那一段就是真空。他发现大自然排斥真空正是因为空气存在重力。
如果水银柱真的是被空气重力顶住,那在海拔高的地方,空气稀薄,水银柱高度应该有变化。他让学生带了水银气压计去多姆山,实验现象和他预测的一致。
伽利略
托里拆利
帕斯卡
(1)帕斯卡实验中,高海拔地区的水银柱高度______760毫米(填“>”、“<”或“=”)。
(2)托里拆利实验中水银液面会下降并留出一段真空,有反对者认为:因为管内水银蒸发变成水银蒸气才使得液面下降。为反驳这一观点,帕斯卡又分别用酒精和水重做了托里拆利实验。已知酒精比水更容易蒸发,如果反对者的观点是正确的,那么该实验出现的现象是 。
(3)科学兴趣小组在实验室用两个直径为10厘米的铜制半球重做“马德堡半球实验”,结果只用了4个人就将两个半球拉开,造成如此差异的原因可能是 。
【答案】(1)<
(2)酒精的液面下降得更多
(3)铜制半球的半径较小,根据可知,大气产生的大气压力小
【详解】(1)海拔越高,空气越稀薄,大气压越小。标准大气压下海平面能支撑760毫米水银柱,高海拔地区气压更小,能支撑的水银柱高度更低,即高海拔地区的水银柱高度小于760毫米。
(2)反对者的观点是:液柱下降是因为液体蒸发变成蒸气导致的。酒精比水更易蒸发,若观点正确,酒精会蒸发产生更多蒸气,因此酒精柱的高度会小于水柱的高度,液面下降的更多。
(3)根据可知,在大气压强不变时,受力面积越小,受到的压力越小,教学用的半球半径较小,表面积小,所以受到的大气压力小,拉开半球需要的拉力小。
6.如图所示,小余想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力。
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘。
C.用弹簧测力计钩着吸盘缓慢向上,直到吸盘脱离玻璃板面。
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d,算出吸盘与玻璃板的接触面积。
E.根据,计算出大气压的大小p。
(1)小余由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是______,并用题中符号表达出p=______。
(2)实验中小余将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是 。
(3)如果实验中小余所用的弹簧测力计的量程是0-5N,吸盘的面积是10cm2,她______(能或不能)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa)。
(4)小余又把玻璃板分别斜放、立放,也都测出了大气压的值,这说明 。
【答案】(1) BCA
(2)排尽吸盘内空气,使吸盘内部接近真空,减小实验误差
(3)不能
(4)大气向各个方向都有压强
【详解】(1) 实验先放置挤压吸盘,再拉吸盘到脱离,最后读数,故顺序为BCA。吸盘接触面积
根据推导得
(2)蘸水挤压可以排出吸盘内的空气,让内部气压远小于外界大气压,使拉力近似等于大气压力,减小测量误差。
(3)大气对吸盘的压力
超过弹簧测力计0~5N的量程,因此无法测量。
(4)玻璃板斜放、立放时,大气压方向不同,仍能测出大气压,说明大气压在各个方向都存在。
三、生活用品与大气压(共3小题)
7.洪灾时,人们用离心式水泵进行排涝。如图为离心式水泵结构图,泵内灌满水后启动叶轮。下列分析正确的是( )
A.水被甩出,泵壳内形成高压区
B.水被甩出,泵壳内压强仍保持不变
C.泵壳内形成低压区,叶轮将水抽上来
D.泵壳内形成低压区,大气压将水压上来
【答案】D
【详解】AB.水被甩出后,泵壳内气压降低,形成低压区,而非高压区,AB错误。
C.叶轮的作用是将水甩出,而不是直接“抽”上来,是大气压把水压上来的,C错误。
D.泵壳内形成低压区,外界大气压将水压入进水管,D正确。
故选D。
8.许多生活用品的设计应用了大气压的原理。下列选项中,不是直接利用了大气压的一项是( )
A.将杯中饮料吸入口中 B.用真空压缩袋收纳棉被
C.吸盘紧紧吸在墙壁瓷砖上 D.利用压力锅煮熟食物
【答案】D
【详解】A.将杯中饮料吸入口中时,先把吸管内的空气吸走,使得吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下将饮料压入吸管进而进入口中,直接利用了大气压,故A不符合题意。
B.用真空压缩袋收纳棉被时,抽出压缩袋内的空气,使袋内气压小于外界大气压,外界大气压将棉被压缩,直接利用了大气压,故B不符合题意。
C.吸盘紧紧吸在墙壁瓷砖上,是先把吸盘内的空气挤出,使吸盘内的气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上,直接利用了大气压,故C不符合题意。
D.利用压力锅煮熟食物,是因为压力锅密封性能好,加热时锅内气压升高,水的沸点随气压升高而升高,从而能在较高温度下将食物煮熟,利用的是液体沸点随气压变化的原理,不是直接利用大气压,故D符合题意。
故选D。
9.下列关于四图对应的现象或原理解释,正确的是( )
A.甲图“拔罐”既能说明大气有压强,又能说明人体内部有压强
B.乙图中若要拉开马德堡半球,增大其直径不会影响拉力大小
C.丙图中医生用注射器在给病人注射药物,利用了大气压的原理
D.丁图是自制的简易气压计,管内水柱升高说明外界大气压增大
【答案】A
【详解】A.罐子会吸附在皮肤上,是因为罐内气压小于外界的大气压,故是说明大气有压强;皮肤上的圆形血印是向外凸起,说明人体内也有压强,体内压强比罐内压强大,导致皮肤向外凸起,故A正确;
B.进行马德堡半球实验时,根据F=pS可知,大气压一定,选用不同的直径的半球时,受力面积不同,产生的大气压力不同,拉开半球所用的力不同,故B错误;
C.医生给注射器内吸药液时用到了大气压,但现在是向病人体内注射药液,利用的是人的推力,与大气压无关,故C错误;
D.简易气压计管内水柱升高,瓶内气压大于外界大气压,瓶内气压不变,则外界大气压减小,故D错误。
故选A。
四、大气压对液体沸点、天气、人体的影响(共3小题)
10.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强-大气压。下列有关叙述中不正确的是( )
A.1个标准大气压的值为
B.高山顶上水的沸点较高,因为那里的大气压较大
C.阴雨天时大气压通常偏低
D.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
【答案】B
【详解】A.物理上把压强为的大气压规定为1标准大气压的值,故A正确;
B.大气压随高度的增加而减小,高山顶上的高度较高,所以大气压较小,又因为液体的沸点随气压的减小而降低,所以高山顶上水的沸点较低,故B错误;
C.大气压受天气等因素影响,晴天时大气压通常偏高,阴雨天时大气压通常偏低,故C正确;
D.马德堡半球实验中,将两个半球紧密合拢,无须用太大力就容易分开,抽掉球内的空气后,球外的大气压将两个半球紧紧地压在一起,有力地证明了大气压的存在,故D正确。
故选B。
11.下列四个有关气压的现象,分析正确的是( )
A.图甲,“拔罐”时火罐不掉下来是因为人体内部有压强
B.图乙,用注射器给病人注射药物是利用了大气压强
C.图丙,抽尽空气后拉开不同半径的马德堡半球所用的力相同
D.图丁,外掀式天窗是利用车顶空气的流速较大压强小的原理将车内的浊气排出
【答案】D
【详解】A.拔罐时,火罐内空气受热膨胀冷却后气压降低,小于外界大气压,是外界大气压将火罐压在人体上不掉落的,故A错误;
B.注射器给病人注射药物时,依靠人手的推力推动药液进入人体,没有利用大气压强,故B错误;
C.拉开马德堡半球的拉力,大气压不变,不同半径的半球受力面积不同,所以拉开所需拉力不同,故C错误;
D.流速越大的位置,压强越小。天窗打开后,车顶空气流速大、压强小,小于车内气压,车内浊气在压强差作用下排出,D正确。
故选D。
12.高压锅能加快炖煮食物的效率,可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上,在高海拔地区,利用高压锅可避免不易煮熟食物的问题。
(1)高压锅的设计运用了的科学原理与图1中的______原理相同(选填“b”或“c”)。
(2)图2是水的沸点与压强的关系图,某高压锅排气孔横截面积为,限压阀的质量为100g。若其在1000m海拔的地区(当地大气压取)使用,其锅内温度可以达到多少摄氏度?(写出计算过程,g取)
(3)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是______。
A.适当增大出气孔的直径
B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积
D.适当增加限压阀的质量
【答案】(1)c
(2)120℃
(3)D
【详解】(1)高压锅的原理是气压越高,水的沸点越高,通过增大锅内气压来提高水的沸点。图 (b)向外抽气,瓶内气压降低,水的沸点降低,停止沸腾的水重新沸腾。图 (c)向内打气,瓶内气压升高,水的沸点升高,沸腾的水停止沸腾。因此,高压锅的原理与图 1 中的(c) 相同。
(2)限压阀的重力
排气孔面积
限压阀产生的压强
锅内最大气压
根据图 2,当气压为 时,对应的水的沸点约为120℃。
(3)A.适当增大出气孔的直径,限压阀产生的压强变小,会导致限压阀更容易被顶开,锅内气压降低,沸点降低,故B不符合题意;
B.适当加大火力蒸煮,只能让水更快沸腾,但无法提高沸点,故B不符合题意;
C.适当增大锅的容积,不影响锅内气压,沸点不变,故C不符合题意;
D.适当增加限压阀的质量,限压阀重力增大,产生的压强增大,需要更高的气压才能顶开,锅内气压升高,沸点升高,故D符合题意。
故选D。
五、流体压强与流速的关系(共2小题)
13.飞机机翼获得升力的原理如图所示。以下说法中不正确的是( )
A.飞机停放在停机坪上,飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对平衡力
B.无风时,飞机在跑道上向前运动时,机翼周围形成高速气流是以机翼为参照物
C.飞机机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,使空气流过两侧时速度不同
D.飞机飞行过程中,机翼上侧空气流速大于下侧,受到的压强小于下侧
【答案】A
【详解】A.飞机停放在停机坪上时,飞机对地面的压力作用在地面上,地面对飞机的支持力作用在飞机上,这两个力作用在两个不同的物体上,不是平衡力。故A错误;
B.无风时,飞机在跑道上向前运动,以机翼为参照物,空气相对于机翼的位置发生了变化,空气是运动的,且由于机翼的形状,机翼周围会形成高速气流,故B正确;
C.飞机机翼的上侧做成凸圆形状,下侧成平面形状,这样的设计使得空气流过机翼上侧的路程比下侧长,在相同时间内,空气流过机翼上侧的速度大于下侧的速度,故C正确;
D.根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方压强越小。飞机飞行过程中,机翼上侧空气流速大于下侧,所以机翼上侧受到的压强小于下侧,从而产生向上的升力,故D正确。
故选A。
14.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面_____(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,原因是
。
【答案】(1)升高
(2)流速越大的位置压强越小,玻璃管口上方压强减小,小于瓶内气压,瓶内气压将液体压入玻璃管,因此液面上升
【详解】(1)该装置瓶内气压保持不变,从山脚到山顶时,外界大气压降低,瓶内气压大于外界大气压,会将瓶中的水压入玻璃管,因此玻璃管内液面升高。
(2)对着玻璃管口吹气时,玻璃管口上方的空气流速增大,根据流体压强规律:流速越大的位置压强越小,玻璃管口上方压强减小,小于瓶内气压,瓶内气压将液体压入玻璃管,因此液面上升。
15.为了探究“气体压强与流速的关系”,小科设计了如左图所示的实验装置。其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)小科用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管_________(选填“左”或“右”)侧液面将升高。说明_________。
(2)灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°用脚朝上但头保持不变的怪异姿势进行飞行,如图所示,其目的是迅速_________(选填“升高”或“降低”)飞行高度,躲避危险。
【答案】(1) 左 气体流速越大的位置,压强越小
(2)降低
【详解】(1)吹风后,玻璃管内空气流速增大,U形管左端与玻璃管连通,因此左端气压减小,小于右端的大气压,大气压将水压向左侧,因此U形管左侧液面升高,由此可得出结论:气体流速越大的位置,压强越小。
(2)转体前灰鹅翅膀上凸下平,飞行时上方流速大压强小,产生向上的升力维持飞行高度;转体180°后翅膀变为下凸上平,此时翅膀下方空气流速更大、压强更小,产生向下的压强差,升力减小,因此灰鹅会迅速降低飞行高度躲避危险。
1. 自制气压计的种类与液面变化判断
(1)封闭瓶型(教材经典款)
构造:瓶内密封一部分空气,插一根细管,管口露出瓶外,瓶内液面与管中液面相通。
原理:瓶内气压p内基本不变(忽略温度变化),外界气压p外变化时,管中液柱产生的压强ρgh会相应调整,使得p内=p外+ρgh。
液面变化规律:外界气压增大 → 管中液柱下降(h减小)
外界气压减小 → 管中液柱上升(h增大)
注意:这里的“液面”指管中液面相对于瓶内液面的高度差,不是管口到地面的距离。
(2)注射器型(简易气压计)
构造:注射器活塞推到顶端,堵住针头孔,拉动活塞一段距离后松开,活塞会被大气压推回一部分。
原理:注射器内气体被密封,拉动活塞时内部体积变大、气压变小,外界大气压推动活塞向内移动。
用途:可定性显示大气压的变化——外界气压越大,活塞被推回的位置越靠里。
(3)吸管+小瓶型(常见考题)
构造:一个小药瓶(或试管)倒立放入盛水的杯子中,瓶口浸没在水面以下,瓶内有一截空气柱。
原理:瓶内气压与外界大气压加上水柱压强平衡。当外界气压变化时,瓶内液面高度会改变。
液面变化规律:外界气压增大 → 瓶内液面下降(瓶内空气被压缩,体积变小)
外界气压减小 → 瓶内液面上升(瓶内空气膨胀,体积变大)。
一、选择题
1.出门前,小采和小荷看了今天的天气预报:今天气温18~26℃,阴转多云,偏北风2~3级。小采还是不放心,在出门前又看了“天气预报瓶”(如图所示),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,往往转为阴雨天气。下列说法不正确的是( )
A.A管液面上升时,显示大气压增大
B.A管和B球液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
【答案】A
【详解】A.A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小。故A不正确,符合题意;
B.A管和B球液面相平时,两平面受到气体的压强相等,说明瓶内气压等于外界大气压。故B正确,不符合题意;
C.天气不同,气压不同,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低,A管液面会明显上升。因此“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报。故C正确,不符合题意;
D.B球容积较大,红墨水越多,空气体积越小,由热胀冷缩引起的气体体积变化不明显,故可减小瓶内温度变化造成的干扰,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样就制成了一个简易的气压计,如图所示。下列说法错误的是( )
A.将此装置从山脚带到山顶,玻璃管内液面会上升
B.瓶内气体的压强大于外界大气压
C.在细管口水平吹气,管内液面会下降
D.此装置利用了瓶内外气压差使液柱高度变化来反映大气压的变化
【答案】C
【详解】A.大气压随高度的增加而减小,当把此装置从山脚带到山顶时,外界大气压减小,而瓶内气压不变,瓶内气压大于外界气压,会将水压入玻璃管,所以玻璃管内液面会上升,故A正确;
B.向管内吹入少量气体后,瓶内气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强,所以瓶内气体的压强大于外界大气压,故B正确;
C.在细管口水平吹气,管口上方空气流动速度增大,压强减小,瓶内气体压强高于管口处压强,会将管内液体向上压,所以管内液面会上升,故C错误;
D.此装置中,当外界大气压变化时,瓶内外气压差改变,从而使液柱高度发生变化,利用这一原理来反映大气压的变化,故D正确。
故选C。
3.如图所示为自制简易取水器进行取水要经历的三个过程,若要成功完成取水,则三个步骤中手指对小孔的操作分别是( )
A.①不堵,②不堵,③堵住
B.①堵住,②堵住,③不堵
C.①不堵,②堵住,③不堵
D.①堵住,②不堵,③堵住
【答案】C
【详解】A.①堵住,水进不去瓶子,②不堵,水提不起来,③堵住,水放不出,故A错误。
B.①堵住,水进不去瓶子,故B错误。
C.①不堵,水浸入瓶子,②堵住,把水提起来,③不堵,把水放出去,故C正确。
D.①堵住,水进不去瓶子,故D错误。
故选C。
4.如图甲是水银气压计简图,乙是自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )
A.使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的高度差不变
B.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会变短
C.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
D.自制气压计管内液柱高度降低,说明瓶外大气压减小了
【答案】D
【详解】A.水银气压计的原理是大气压等于管内水银柱产生的压强,管内外水银面的高度差是由大气压决定的。玻璃管稍倾斜时,水银柱的长度会变长,但竖直高度差不变,故A正确;
B.大气压随海拔升高而减小,从1楼到10楼海拔升高,外界大气压减小,能支撑的水银柱高度会变短,故B正确;
C.自制气压计平衡时,瓶内气压等于瓶外大气压与管内水柱产生的压强之和,因此瓶内气压一定大于瓶外大气压,故C正确;
D.自制气压计中,根据,当管内液柱高度降低时,减小,而瓶内气压基本不变,说明瓶外大气压增大了,故D错误。
故选D。
5.如图是①、②两地的大气运动示意图,则下面对两地气压和天气的分析正确的是( )
A.①地为高气压,天气晴朗,②地为低气压,阴雨天气
B.①地为低气压,天气晴朗,②地为高气压,阴雨天气
C.①地为高气压,阴雨天气,②地为低气压,天气晴朗
D.①地为低气压,阴雨天气,②地为高气压,天气晴朗
【答案】A
【详解】①地气流下沉,近地面空气辐散,对应高气压(反气旋),下沉过程中气温升高,水汽不易凝结,因此多为晴朗天气;②地气流上升,近地面空气辐合,对应低气压(气旋),上升过程中气温降低,水汽容易凝结,因此多为阴雨天气。A正确。
故选A。
6.如图是医院为病人输液部分装置,图中A、D为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通,则在输液过程中(瓶A、D中尚有液体),下列说法正确的是( )
①瓶A液面先于瓶D液面下降
②瓶A液面和瓶D液面同时下降
③瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
④在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变
⑤滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.②③④
【答案】C
【详解】①②该装置中,大气从进气管C进入A瓶,推动A瓶中的液体流入D瓶,补充D瓶流向滴壶B的液体,因此A瓶液面会先下降,直到A瓶液体流完后,D瓶液面才开始下降,故①正确,②错误;
③对A瓶,压强平衡满足(是大气压,气是A瓶上方气体压强,是A瓶液面高度)。A液面下降时减小,因此会增大,即A中上方气体压强随液面下降而增大,故③正确;
④⑤在A瓶药液输完之前,D瓶的液面高度始终保持不变(A瓶液体不断补充D流出的液体),因此滴壶B处的压强满足(是D液面到滴壶的高度差,恒定不变),因此滴壶B中气体压强保持不变,故④正确,⑤错误。
综上所述,①③④正确,故ABD错误,C错误。
故选C。
7.小光用吸管进行了如图所示的探究活动,关于每一项探究,正确的说法是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B.图乙:将自制气压计从山顶移到山下时吸管内的水柱下降
C.图丙:用自制密度计测密度,液体密度越大,吸管静止时底部受到的压强越大
D.图丁:吸管插入水中后,手指按压吸管的上端竖直拉起来后,有一段水柱保留了下来,说明这段水柱所产生的压强等于外界的大气压强
【答案】B
【详解】A.吸管―端做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.大气压随海拔降低而增大,自制气压计的瓶内气压不变;从山顶移到山下,外界大气压增大,会下压吸管内的水柱,因此水柱下降,故B正确;
C.用自制密度计测密度,密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,液体密度越大,仍然处于漂浮状态,重力不变,浮力不变,根据浮力产生的原因可知吸管底部受到的压力等于浮力,吸管底部受到的压力不变,根据可知吸管静止时底部受到的压强不变,故C错误;
D.吸管插入水中后,手指按压吸管的上端竖直拉起来后,有一段水柱保留了下来,这段水柱上方气体产生的压强和这段水柱产生的压强之和等于大气压,说明这段水柱所产生的压强小于外界的大气压强,故D错误。
故选B。
8.在生活中,常通过吸管将杯中的饮料“吸”进入口中。下列现象中“吸”有关的科学原理与其相同的是( )
A.拔火罐时,罐子“吸”在皮肤上
B.风紧贴窗户吹过时,窗帘会被“吸”向窗外
C.擦手时,餐巾纸容易“吸”水
D.电脑屏幕亮起时,屏幕容易“吸”灰尘
【答案】A
【详解】用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,外界大气压就把饮料压进吸管里,利用了大气压的作用。
A.拔火罐时,罐内空气受热排出,随后罐内空气冷却,气压降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧压在皮肤上,利用了大气压,与用吸管吸饮料原理相同,故A符合题意。
B.风紧贴窗户吹过时,窗外空气流速大,压强小,屋内空气流速慢,压强大,产生向外的压强差,将窗帘压向窗外,利用的是流体压强与流速的关系,故B不符合题意。
C.擦手时,餐巾纸容易“吸”水,是因为餐巾纸具有吸水性,故C不符合题意。
D.电脑屏幕亮起时,屏幕容易“吸”灰尘,是因为屏幕带电,具有吸引轻小物体的性质,故D不符合题意。
故选A。
9.如图所示,这些与压强知识相关的实验中分析不正确的是( )
A.甲图实验,“纸片托水”实验,证明了大气压的存在
B.乙图实验,把乙图装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将下降
C.丙图实验,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会上升
D.丁图实验,向外拉活塞,烧瓶中停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小沸点降低
【答案】B
【详解】A.甲图实验,“纸片托水”实验,证明了大气压的存在,故A正确,不符合题意;
B.乙图实验,把乙图装置从山脚带到山顶的过程中,由于瓶内气压等于外界大气压加上水柱的压强,从山脚带到山顶的过程中大气压降低,玻璃管中液面上升,故B错误,符合题意;
C.丙图实验,当向塑料管B中用力吹气时,B处流速大、压强小,细管A中液面将在大气压的作用下会上升,故C正确,不符合题意;
D.丁图实验,向外拉活塞,烧瓶内的气压降低,烧瓶停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小沸点降低,故D正确,不符合题意。
故选B。
二、非选择题
10.科学注重实验。
(1)如图甲所示的覆杯实验硬纸片都不会掉下来。该现象可以得出初步结论: 。
(2)小科把机翼模型穿在一根铁丝上(如图乙),在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,用电风扇对着机翼模型吹风时,B弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)大气朝各个方向都有压强
(2)变大
【详解】(1)在覆杯实验中,硬纸片受到杯内水对它的压力以及外界大气压对它的压力,当杯口朝向不同方向时,杯内水和硬纸片没有掉落,说明硬纸片受到不同方向的大气压力,则说明大气存在不同方向上的压强,能说明大气朝各个方向都有压强。
(2)机翼模型上表面是弧形,下表面是平面。当用电风扇对着机翼模型吹风时,空气流经机翼上表面的路程长,流速大,压强小;流经下表面的路程短,流速小,压强大。这样就会产生一个向上的升力,B弹簧测力计测量的是机翼模型对其向下的拉力,由于受到向上的升力,则机翼模型对B弹簧测力计的拉力变大,所以B弹簧测力计示数变大。
11.兴趣小组同学利用带拉环的吸盘、玻璃板、弹簧测力计、水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:
①将蘸水的塑料吸盘按在光滑玻璃板面上,并多次挤压吸盘,测出吸盘的面积为S。
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面。
③记录吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力F,即为大气对吸盘的压力大小。
④计算出大气压。
(1)步骤①中“多次挤压吸盘”,目的是 。
(2)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会_________(选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(3)用弹簧测力计直接测出拉力的大小,对于拉力的方向,同学们产生了图中甲、乙、丙3种意见。你认为哪一个方案更合适,并说明理由 。
【答案】(1)排尽吸盘内的空气
(2)偏小
(3)乙方案,理由是:水平方向拉动,可排除吸盘自身重力对实验的影响
【详解】(1)将吸盘蘸水后按在光滑水平板面上,多次挤压吸盘是为了排尽空气,防止漏气,以减小吸盘内气体对实验结果的影响。
(2)拉动吸盘时吸盘形变,实际受力面积小于实验测得的面积,根据,拉力准确,代入计算的S偏大,因此测出的大气压值偏小。
(3)甲向上拉时,弹簧测力计自重会额外增加拉力测量值,导致结果偏大;丙竖直向下拉动时,拉力与吸盘自身重力的之和等于大气压力,因而所测拉力偏小,导致结果偏小;只有水平方向拉动时,重力没有影响,故乙方案更合适。
12.小玉学习了大气压的相关知识后,找到了家里的普通高压锅。阅读说明书了解到其锅盖直径为20厘米,锅盖上的竖直排气孔的横截面积10毫米2,限压阀的质量60克。标准大气压()下水的沸点为100℃。(g取10N/kg)
(1)高压锅在煮食物的过程中,内部气压变大的主要原因有______。
A.锅内原有的空气温度升高
B.限压阀被顶起,气体排出
C.水汽化,锅内水蒸气增多
D.锅体受热膨胀,容积变大
(2)若小玉在标准大气压的地区使用该高压锅,锅内能达到的最大气压和最高温度分别是多少?
(3)小玉同学针对家中普通高压锅不能调节温度的缺点,对普通高压锅进行了技术改造,如图乙所示。工作原理:调节螺丝可以上下旋转,当往下旋转时,弹簧对限压阀的压力变大。若要增大锅内蒸煮时的温度,可以采用的方法是______。
A.适当增大排气孔的直径
B.调节螺丝往上旋转
C.调节螺丝往下旋转
D.适当加大火力蒸煮
【答案】(1)AC
(2);115℃
(3)C
【详解】(1)高压锅加热过程中,锅内原有空气温度升高,压强增大;同时水不断汽化变为水蒸气,锅内气体总质量增加,因此气压增大。故选AC。
(2)限压阀平衡时,锅内气压等于标准大气压加上限压阀重力产生的附加压强。限压阀质量
排气孔面积
限压阀重力
限压阀对锅内的压强
锅内最大气压
由沸点-气压图像可知,气压为时,水的沸点约为,即锅内最高温度约。
(3)水的沸点随气压增大而升高,要提高蒸煮温度需要增大锅内气压。
A.增大排气孔直径会降低最大气压,故A不符合题意;
B.向上旋转会减小弹簧压力、降低气压,故B不符合题意;
C.调节螺丝往下旋转时,弹簧对限压阀的压力变大,顶起限压阀需要更大的气压,锅内气压增大,故C符合题意;
D.加大火力不改变锅内最大气压,沸点不变,故D不符合题意。
故选C。
1.在测量大气压的实验中,针筒活塞的面积为5×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图示装置,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,测得杯与水的总质量为0.69kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.42kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为_______N,所测大气压的值应为_______Pa。
【答案】 2.1 9.6×104
【详解】[1][2]当注射器中的活塞开始向左滑动时G1=0.69kg×10N/kg=6.9N
对活塞受力分析F+f=G1=6.9N①
当注射器中的活塞开始向右滑动时G2=(0.69kg-0.42kg)×10N/kg=2.7N
对活塞受力分析F-f=G2=2.7N②
联立①②解得F=4.8N,f=2.1N
压强。
2.覆杯实验是科学学习中的经典实验。
(1)做覆杯实验时按图甲所示顺时针旋转360°,目的是证明 。
(2)杭十三往杯中装入部分水(如图乙),发现杯中未装满水时,实验也能成功,利用现代高速摄影技术发 现。倒置的瞬间,水与轻质盖片会一起下降一段高度(如图丙),在杯口和盖片之间形成一段液桥。为探究液 桥高度与空气柱高度间的关系。杭十三取一个高为18cm的杯子。多次改变杯子内空气柱高度,盖上轻质盖片 并倒置,测出相应液桥长度,得到数据如下表,可得出的结论是
;
空气柱高度/cm
2.25
4.50
9.00
13.50
15.75
液桥高度/cm
0.078
0.138
0.215
0.168
0.123
(3)杭十三查阅资料得知:空气会从液桥进入,液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验,最不可能成功的是 。
A. B. C. D.
【答案】(1)大气向各个方向都有压强
(2)杯子高度一定时,随着空气柱高度增大,液桥高度先增大后减小
(3)B
【详解】(1)覆杯实验装满水后旋转,各个方向都能观察到纸片不会掉落、水不会流出,说明大气压向各个方向都存在。
(2)分析表格数据:随着杯内空气柱高度升高,液桥高度先从0.078cm升高至0.215cm,之后又降低至0.123cm,因此可得出结论:杯子高度不变时,液桥高度随空气柱高度的增加先增大后减小。
(3)根据题意,液桥越长,空气越容易进入,实验成功率越低。结合实验结论和表格可知:空气柱高度为9cm左右时液桥高度最大。杯子总高18cm,B选项中杯内空气柱高度约为9cm,对应液桥最长,因此最不可能成功。故选B。
3.小科利用吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,具体步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10cm2;
②将吸盘沾水润湿后,压在竖直放置的厚玻璃板上,排出吸盘内的空气;
③用弹簧测力计水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5N;
④记录并整理数据,算出大气压的值。
(1)将吸盘沾水润湿的目的是 。
(2)根据小科的实验数据,计算大气压的值为_______Pa,该实验中测得的大气压值与当地当时实际的气压值相比偏小,其中的原因可能是_______。
A.水存在“黏性”,将吸盘“黏”牢了
B.吸盘内空气未排尽
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘受力面积变小
D.由于误差,弹簧测力计读数偏小
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,如图乙所示,则弹簧测力计示数会_______(选填“大于”“小于”或“等于”)98.5N。
【答案】(1)增强密封性,防止漏气,排尽吸盘内的空气
(2) BCD
(3)小于
【详解】(1)沾水润湿吸盘是为了增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气,从而排尽吸盘内的空气,让外界大气压能更稳定地将吸盘压在玻璃板上。
(2)吸盘面积
大气压强的值
A.水的黏性会让吸盘更难脱落,测得的拉力会偏大,计算出的气压也会偏大,故A不符合题意;
B.吸盘内空气未排尽时,内部空气会产生向外的压力,抵消一部分外界大气压,导致所需的拉力偏小,计算出的气压值也偏小,故B符合题意;
C.吸盘被拉变形后,受力面积变小,需要的拉力变小,而计算压强时使用原来的面积,会导致计算出的气压值偏小,故C符合题意;
D.弹簧测力计读数偏小,则测得的压力偏小,导致计算出的气压值偏小,故D符合题意。
故选BCD。
(3)用吹风机对着吸盘自上而下吹风时,吸盘外侧的空气流速加快,根据流体压强规律,流速越大,压强越小。此时吸盘外侧的气压会降低,外界大气压对吸盘的压力减小,因此拉动吸盘所需的拉力会小于98.5N。
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