
? 10.3 氣體的壓強(第1課時)(考點解讀)
知識導(dǎo)航
知識點講解
1、大氣壓強的認(rèn)識
(1)大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示;
(2)產(chǎn)生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性;
(3)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了:①大氣壓的存在②大氣壓很大。
2、估測大氣壓值實驗
【實驗?zāi)康?、原理、方法?br />
①實驗?zāi)康模汗浪愦髿鈮簭姷臄?shù)值;
②實驗原理:;
二力平衡:活塞受到彈簧測力計拉力與大氣壓力處于平衡狀態(tài),這兩個力是一對平衡力。
【實驗器材】
注射器;彈簧測力計;細(xì)線;橡皮帽;刻度尺。
【器材作用及圖像】
①注射器:實驗主體;
②彈簧測力計:拉動注射器活塞;
③細(xì)線:連接器材;
④橡皮帽:封住注射器的小孔;
⑤刻度尺:測注射器針筒上有刻度部分的長度。
【實驗步驟】
步驟①把注射器的活塞推至注射器針筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
步驟②用細(xì)線拴住注射器活塞頸部,使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢拉動針筒,當(dāng)活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為F;
步驟③讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V;
步驟④用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L;
【實驗計算方法】
①注射器近似圓柱體,由體積公式可以算出活塞的橫截面積S=V/L
②根據(jù)公式p=求出大氣壓強。
3、氣壓計和抽水機
(1)氣壓計的種類有水銀氣壓計及無液氣壓計,氣壓計的用途:①預(yù)測天氣的變化,氣壓高時天氣晴朗,氣壓降低時,將有風(fēng)雨天氣出現(xiàn)。②可測高度,每升高12米,水銀柱即降低大約1毫米,因此可測山的高度及飛機在空中飛行時的高度。
(2)抽水機又名“水泵”。離心式水泵是利用大氣壓的作用,將水從低處提升至高處的水力機械。抽水機的原理是:先令水面上方的大氣壓強減小,然后水就在外界大氣壓的作用下,把水沿抽水機壓上來。
4、大氣壓的特點與應(yīng)用
(1)空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等;
(2)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高;
(3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa;
(4)沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快);
(5)體積與壓強:質(zhì)量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大壓強越小。
典例分析+變式訓(xùn)練
考點1 大氣壓強的認(rèn)識
【典例1-1】(2023?紅橋區(qū)模擬)小華制成如圖所示的“自動給水裝置”,是用一個裝滿水的塑料瓶倒放在盆景中,瓶口剛被水浸沒。其瓶內(nèi)水面能高于盆景中水面,主要是由于( )
A.瓶的支持力作用 B.大氣壓的作用
C.瓶的重力作用 D.水的浮力作用
【典例1-2】(2023春?雨花區(qū)校級月考)親身體驗并深入思考是我們獲得物理知識的重要方法。擠出兩個正對的吸盤內(nèi)的空氣,很難拉開它們,可體驗到 的存在。飲茶是我國的傳統(tǒng)文化,我省也是產(chǎn)茶大省,有名的茶有南岳云霧茶、長沙金井毛尖、石門銀針等,如圖所示是一把裝有茶水的茶壺,壺嘴與壺身構(gòu)成 。
【變式1-1】(2022春?武侯區(qū)期末)如圖所示,在鐵桶內(nèi)放少量水,用火加熱,沸騰后把桶口堵住,澆上冷水,鐵桶被壓扁,其原因是( )
A.鐵桶的重為使其變扁
B.冷水的壓力把鐵桶壓扁
C.大氣壓力把鐵桶壓扁
D.桶內(nèi)空氣膨脹使鐵桶變扁
【變式1-2】(2022春?廣漢市期中)將瓶灌滿水,用手指堵住瓶口倒立于水槽中,將手指移開,如圖所示,則瓶中水 ?。ㄟx填“會”或“不會”)從瓶中流入水槽,這是 支撐著瓶中的水。
考點2 估測大氣壓值實驗
【典例2-1】(2022春?曾都區(qū)校級期中)同學(xué)們課外做托里拆利實驗,測得的數(shù)據(jù)偏低,其原因可能是( ?。?br />
A.玻璃管中有空氣進入 B.水銀槽內(nèi)水銀太多
C.管子沒有豎直放置 D.管子太粗
【典例2-2】學(xué)習(xí)了大氣壓后,小明想估測一下大氣壓的值。他準(zhǔn)備了如下器材:不同規(guī)格的針筒、兩個彈簧測力計(量程為10N)、刻度尺、一個鐵絲做成的T型鉤、細(xì)線、橡皮帽等。小明在實驗中選了圖2中B規(guī)格的針筒,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程太小了。于是設(shè)計了圖1實驗裝置,順利完成了測量任務(wù)。具體步驟如下:
①先讀出針筒的容量為10mL,用刻度尺量出其全部刻度長度為5厘米。
②把針筒活塞推至筒底端,排盡筒內(nèi)的空氣。然后,用橡皮帽封住針筒的小孔。
③慢慢地拉針筒,剛好拉動活塞時,兩個測力計示數(shù)均為9.8N。
請根據(jù)他們實驗方案回答以下問題:
(1)若不考慮其他因素的影響,則本次測量大氣壓值p= 帕。
(2)判斷實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,小明利用自家汽車?yán)锏摹疤河嫛睖y量實際的大氣壓,示數(shù)如圖3所示,對比兩次實驗結(jié)果,小明認(rèn)為出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是 。
A.彈簧測力計的自重對實驗有影響 B.注射器中有空氣未排盡
C.活塞與注射器筒壁間有摩擦 D.注射器漏氣
(3)另一個同學(xué)只用一個簧測力計也完成了實驗,他們選擇的針筒是圖乙中的 (填“A”或“C”)。
(4)小明還發(fā)現(xiàn):如果在針筒內(nèi)吸入一定質(zhì)量的空氣,然后用橡皮帽將氣體封閉起來,在推活塞的過程中,越推越費力。由此小明想:封閉氣體的體積大小是否會影響氣體壓強大小呢?小明取一個30mL的針筒,在針筒內(nèi)壁抹潤滑油,使內(nèi)壁和活塞之間的摩擦力減小到可忽略不計。接著他將針筒吸入一定質(zhì)量的空氣并連接到胎壓計上,通過推拉活塞,測得數(shù)據(jù)記錄如表:
V(mL)
6
8
10
12
16
P(kPa)
160
120
96
80
60
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得:其他條件一定時,封閉氣體的體積越小,壓強越 ?。ㄟx填“大”或“小)。
②當(dāng)小明不推拉活塞,即注射器內(nèi)氣壓和外界氣壓都為100kPa時,注射器內(nèi)的空氣體積為 mL。
【變式2-1】(2023春?開福區(qū)校級月考)瓜瓜用如圖所示的裝置完成托里拆利實驗,測定大氣壓的值,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.若在玻璃管頂部戳一小孔,管內(nèi)水銀將從頂部噴涌而出
B.若往水銀槽內(nèi)多倒些水銀,管內(nèi)、外水銀面高度差增大
C.若玻璃管傾斜,管內(nèi)、外水銀面高度差不變,水銀柱變長
D.若把此裝置從1樓搬到38樓,管內(nèi)外水銀面的高度差將增大
【變式2-2】(2022春?商水縣校級期中)如圖所示,小明利用容積為V的注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材估測大氣壓值。
(1)利用刻度尺測量出 的長度l。
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞 時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,再計算出大氣壓值。
(3)實驗時若筒內(nèi)空氣沒有排盡,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值 ?。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(4)實驗中的活塞與筒壁之間有摩擦,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值 ?。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
考點3 氣壓計和抽水機
【典例3-1】(2022春?興慶區(qū)期末)如圖所示是個自制氣壓計。下列說法正確的是( )
A.玻璃管中液柱靜止時,瓶內(nèi)氣壓小于大氣壓
B.玻璃管中液柱靜止時,瓶內(nèi)氣壓等于大氣壓
C.帶著它登山的過程中,玻璃管中液柱會逐漸上升
D.為提高氣壓計測量精度,可選用更粗的玻璃管
【典例3-2】(2023?天橋區(qū)開學(xué))濟南的泉水來源于南部山區(qū),如圖甲所示,降水滲入地下后,順石灰?guī)r滲漏帶向北流,至城區(qū)遇到巖體阻擋,噴涌而出。由此可見,眼眼清泉的成因可以用 原理解釋。老濟南人曾用活塞式抽水機抽取地下水,如圖乙所示,活塞式抽水機工作時,是利用 把水“抽”上來的。
【變式3-1】(2022?南寧模擬)如圖是創(chuàng)意氣壓計,A為玻璃管,與大氣相通,B為密閉的厚玻璃球,A與B下部相通,內(nèi)裝紅墨水。下列說法正確的是( ?。?br />
A.該氣壓計是一個連通器
B.玻璃球內(nèi)的氣壓等于外部大氣壓
C.A管做得細(xì)容易呈現(xiàn)氣壓的變化
D.A管中的液面會隨大氣壓的減小而下降
【變式3-2】(2022春?白堿灘區(qū)期末)(1)如圖甲所示,玻璃瓶裝滿帶顏色的水,把細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中,如果用手?jǐn)D壓玻璃瓶,細(xì)管中水面發(fā)生變化,表明力能
;用力越大,瓶子的形變程度越大,說明力的作用效果跟 有關(guān);瓶子形變的同時,觀察到接觸瓶子的手指肌肉發(fā)生凹陷,表明物體間力的作用是
;手握瓶子豎直懸空靜止,若手握瓶子的力增大,瓶子受到的摩擦力將 ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”);
(2) 首先證明了大氣壓強的存在。如圖乙所示,在玻璃瓶中倒入適量帶顏色的水。把畫有刻度的細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中,從細(xì)管上端吹氣,使瓶內(nèi)氣壓 ?。ㄌ睢按笥凇薄靶∮凇被颉暗扔凇保┐髿鈮?,水沿細(xì)管上升到瓶口以上,即制成了簡易氣壓計。將它從山腳移到山頂,細(xì)管內(nèi)水面會 ?。ㄟx填“上升”、“下降”或“不變”)。
考點4 大氣壓的特點與應(yīng)用
【典例4-1】(2023?崇明區(qū)一模)下列實例中,屬于大氣壓應(yīng)用的是( ?。?br />
A.液位計 B.拔火罐 C.茶壺 D.密度計
【典例4-2】(2023?和平區(qū)一模)如圖是抗擊新冠疫情使用的負(fù)壓救護車,車內(nèi)空間為負(fù)壓艙,它能有效防護病毒再傳播,負(fù)壓裝置的主要部分是一個抽氣機,將經(jīng)消毒殺菌處理后的被污染空氣從車內(nèi)抽出,使車內(nèi)氣壓 ?。ㄟx填“高于”、“低于”或“等于”)車外氣壓,在 作用下,清潔的空氣只能由車外流向車內(nèi)。
【變式4-1】(2023?曲江區(qū)校級三模)物理興趣小組的同學(xué)對如圖所示的現(xiàn)象進行討論,其中正確的是( ?。?br />
A.如圖:帕斯卡只用了幾杯水就讓裝滿水的木桶向四周裂開,該實驗說明液體的深度越深液體的壓強越小
B.如圖:對沸騰的水停止加熱,用氣筒向外抽氣,水再次沸騰,說明氣壓減小水的沸點升高
C.如圖:用吸管喝飲料時,瓶里的飲料是被嘴“吸”上來的
D.如圖:排水管的U形“反水彎”利用了連通器原理
【變式4-2】(2020秋?杭州月考)高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔,空心柱上戴著一個帽子為限壓閥,當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強超過安全值時,其內(nèi)的氣體就會沖出限壓閥,氣體跑出一部分,使鍋內(nèi)氣體的壓強減少,現(xiàn)在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2,限壓閥的質(zhì)量為100g的高壓鍋,要用它來煮飯,若當(dāng)時的大氣壓為1.0×105Pa。則:
(1)高壓鍋內(nèi)氣體能達到的最大壓強為多少?
(2)商品質(zhì)量檢測部門檢測,此高壓鍋內(nèi)氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa,要使此高壓鍋能繼續(xù)安全使用,原來的限壓閥還能使用嗎?若不能,應(yīng)再配備一個質(zhì)量為多少克的限壓閥?(g取10N/kg)
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2023春?沙坪壩區(qū)校級月考)以下估測數(shù)據(jù)最符合實際的是( )
A.一枚雞蛋受到的重力約為0.5N
B.一名中學(xué)生的體重約為200kg
C.珠穆朗瑪峰頂?shù)拇髿鈮杭s為1.5×105Pa
D.救護車在市區(qū)行駛的速度約為60m/s
2.(2022春?倉山區(qū)期中)下列各現(xiàn)象中,與大氣壓有關(guān)的是( ?。?br />
A.茶壺蓋留有小孔
B.高樓儲水箱要建在樓頂
C.把藥液注射進肌肉里
D.深水潛水員要穿特制的抗壓潛水服
3.(2023?河口區(qū)校級一模)如圖所示,是我國自主研發(fā)的C919商用大飛機,它將于數(shù)年后投入運營,C919客機中的部分鈦合金零件采用了激光3D打印技術(shù)。關(guān)于客機的相關(guān)物理知識。下列說法不正確的是( ?。?br />
A.客機所在高空的大氣壓強,比海平面附近的大氣壓強更大
B.客機采用密度小的材料,可以減輕它的重力
C.客機在空中沿直線勻速飛行,是受平衡力作用
D.若客機所受的所有力都消失了,客機仍然可以勻速飛行
4.(2023?武穴市模擬)在兩端開口的彎管內(nèi)用兩段水柱封閉了一段空氣柱,A、B、C、D四個液面的位置關(guān)系如圖所示?,F(xiàn)將左側(cè)試管底部的閥門K打開,釋放掉少量水后立刻關(guān)閉閥門,A、B、C液面相對各自原來的位置上升或下降的長度△hA、△hB和△hC之間的大小關(guān)系為( ?。?br />
A.△hA=△hB=△hC B.△hA>△hB>△hC
C.△hA>△hB=△hC D.△hA=△hB>△hC
5.(2023?武侯區(qū)模擬)如圖所示的實例中,利用大氣壓強的是( ?。?br />
A.圖中,用水封堵回水管
B.圖中,候車時不要超過安全線
C.圖中,潛水艇上浮
D.圖中,吸盤掛鉤吸附在光滑的墻面上
6.(2023?榆陽區(qū)校級一模)如圖是一個擦窗機器人,它的“腹部”有吸盤。擦窗時,它的真空泵會將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出,它就能牢牢地吸在豎直玻璃上。下列說法錯誤的是( )
A.擦窗機器人能吸在豎直玻璃上是因為大氣壓的作用
B.擦窗機器人通過玻璃成等大的虛像
C.擦窗機器人靜止在豎直玻璃上時,受到的摩擦力方向是豎直向上的
D.擦窗機器人靜止在豎直玻璃上時,真空泵繼續(xù)向外抽氣,機器人受到的摩擦力變大
二、填空題。
7.(2023?虹口區(qū)一模)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了 存在且很大。如圖所示,平放在水平地面的一塊磚,若將它豎放,則它對地面的壓力將 ,壓強將 。(后兩空均選填“變小”“不變”或“變大”)
8.(2023?普陀區(qū)一模)意大利科學(xué)家 首次測定了大氣壓強的值為1.01×105帕,實驗裝置如圖所示,其中用到的水銀密度為13.6×103千克/米3,它表示體積為1立方米的水銀 ;若玻璃管頂端不慎被打破,管內(nèi)水銀將 (選填“上升”或“下降”)。
9.(2023?西安校級二模)某同學(xué)假期坐火車從西安去西藏旅游,歷時37h,全程2960km,火車的平均速度是 km/h;在火車上帶來的食品包裝變得鼓起來(如圖),可以推測外界大氣壓 (選填“變大”或“變小”),這是因為西藏比西安的海拔 ?。ㄟx填“高”或“低”)。
10.(2022秋?金山區(qū)期末)小華同學(xué)用吸管喝盒裝牛奶如圖所示,吸了一大口發(fā)現(xiàn)奶盒變扁了。在物理的學(xué)習(xí)中,小華知道了力可以使物體發(fā)生形變,并通過查閱資料獲得以下信息:
(1)牛奶盒里牛奶上方有一定質(zhì)量封閉氣體;
(2)在20℃時,一定質(zhì)量封閉氣體壓強隨體積變化如下表所示。
體積V(mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
氣體壓強p(Pa)
1×105
5×104
3.33×104
2.5×104
①由數(shù)據(jù)可知在20℃時,一定質(zhì)量封閉氣體壓強與體積的關(guān)系是:
;
②指出包裝盒變扁的原因,并寫出分析過程:
。
11.(2023?南昌開學(xué))如圖所示,是一種名為“吸血鬼杯”的飲料杯,左邊的細(xì)玻璃管與右邊的杯身上端均開口,下部相連通,構(gòu)成一個 ??;當(dāng)我們從細(xì)玻璃管口吸飲料時,不必傾倒杯子,飲料在 的作用下就能夠進入口中。
12.(2022秋?黃浦區(qū)期末)物理知識在生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖(a)所示,鍋爐液位計主要是利用 原理工作的;如圖(b)所示是國產(chǎn)C919大飛機,為了減輕飛機質(zhì)量,制作時采用密度 的鋁鋰合金(選填“較大”或“較小”);先秦時期,古人用“角法”治病,“角法”就是現(xiàn)在的拔火罐,如圖(c)所示,工作時罐內(nèi)氣壓 外界大氣壓強(選填“大于”“等于”或“小于”)。
三、實驗探究題。
13.(2022?南京模擬)小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材,對大氣壓的值進行測量,其實驗步驟如下:
a.先讓注射器吸入少量水,然后將活塞推至注射器底端,目的是 ;當(dāng)注射器的小孔充滿水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用細(xì)繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢地拉動注射器筒,如圖甲所示,當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為7.5N;
c.測出注射器全部刻度的長度為4cm;
d.根據(jù)測量數(shù)據(jù),算出大氣壓的值;
(1)實驗所用的器材為:注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水和 ??;
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出的大氣壓強是 Pa;
(3)小明發(fā)現(xiàn),同學(xué)們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大,對此,小明與同學(xué)找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;
②活塞與注射器筒壁間有摩擦;
③彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準(zhǔn);
④活塞與注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定會使測量值小于真實值的是 ?。ú欢椷x擇,填寫序號);
實驗時,小明又發(fā)現(xiàn),由于活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大,將導(dǎo)致測得的大氣壓值 。為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響,小明采用了圖乙裝置,將注射器筒固定在水平桌面上,排盡注射器內(nèi)的空氣,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通過水平細(xì)線與燒杯相連,向燒杯中緩慢加水,當(dāng)活塞剛開始向左滑動時,測得杯與水的總重為G1;然后從燒杯中向外緩慢抽水,當(dāng)抽出水的重力為G2時,活塞又開始向右滑動,則活塞與注射器筒之間的摩擦力為 。
四、計算題。
14.(2022春?詔安縣期中)如圖是王菲家的壓力鍋,壓力鍋能夠把食物更快煮熟是因為其密封性好,但為了保障安全性,高壓鍋的出氣孔上放置了限壓閥,當(dāng)鍋內(nèi)壓力等于鍋外壓力和限壓閥的重時恰好能抬起限壓閥進行放氣?,F(xiàn)已知壓力鍋鍋蓋面積450cm2,限壓閥出氣孔的橫截面積為0.05cm2,當(dāng)?shù)貧鈮旱扔?個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取1×105Pa)。求:
(1)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,蒸汽對鍋蓋的壓力;
(2)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,鍋內(nèi)蒸汽剛好頂開限壓閥自動放氣,求限壓閥的質(zhì)量。
典例分析+變式訓(xùn)練
考點1 大氣壓強的認(rèn)識
【典例1-1】(2023?紅橋區(qū)模擬)小華制成如圖所示的“自動給水裝置”,是用一個裝滿水的塑料瓶倒放在盆景中,瓶口剛被水浸沒。其瓶內(nèi)水面能高于盆景中水面,主要是由于( )
A.瓶的支持力作用 B.大氣壓的作用
C.瓶的重力作用 D.水的浮力作用
【答案】B。
【解答】解:在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,大氣壓可以支持約10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆內(nèi)水面不會流出來,正是因為盆景中的水與大氣相通,是大氣壓支持著瓶內(nèi)的水不會流出來。
故選:B。
【典例1-2】(2023春?雨花區(qū)校級月考)親身體驗并深入思考是我們獲得物理知識的重要方法。擠出兩個正對的吸盤內(nèi)的空氣,很難拉開它們,可體驗到 大氣壓 的存在。飲茶是我國的傳統(tǒng)文化,我省也是產(chǎn)茶大省,有名的茶有南岳云霧茶、長沙金井毛尖、石門銀針等,如圖所示是一把裝有茶水的茶壺,壺嘴與壺身構(gòu)成 連通器 。
【答案】大氣壓;連通器。
【解答】解:擠出兩個正對的吸盤內(nèi)的空氣,很難拉開它們,是因為吸盤受到大氣壓力的作用,該實驗可說明大氣壓的存在;
茶壺蓋上的小孔能保證與大氣相通,形成壺嘴、壺體上端開口、下端連通,即連通器。
故答案為:大氣壓;連通器。
【變式1-1】(2022春?武侯區(qū)期末)如圖所示,在鐵桶內(nèi)放少量水,用火加熱,沸騰后把桶口堵住,澆上冷水,鐵桶被壓扁,其原因是( )
A.鐵桶的重為使其變扁
B.冷水的壓力把鐵桶壓扁
C.大氣壓力把鐵桶壓扁
D.桶內(nèi)空氣膨脹使鐵桶變扁
【答案】C.
【解答】解:
ABCD、鐵桶內(nèi)放少量的水,用火加熱,水沸騰之后把桶口堵住,再澆上冷水,由于桶內(nèi)水蒸氣液化使得鐵桶內(nèi)的氣壓減小,桶內(nèi)的壓強小于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,鐵桶被壓扁了;故ABD錯誤,C正確。
故選:C。
【變式1-2】(2022春?廣漢市期中)將瓶灌滿水,用手指堵住瓶口倒立于水槽中,將手指移開,如圖所示,則瓶中水 不會?。ㄟx填“會”或“不會”)從瓶中流入水槽,這是 大氣壓 支撐著瓶中的水。
【答案】不會;大氣壓。
【解答】解:一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.013×105Pa,能支持的水的高度h==≈10m,
將瓶灌滿水,用手指堵住瓶口倒立于水槽中,將手指移開,如圖所示,瓶中沒有空氣,且高度小于10m,則在大氣壓的作用下,瓶中的水不會流出。
故答案為:不會;大氣壓。
考點2 估測大氣壓值實驗
【典例2-1】(2022春?曾都區(qū)校級期中)同學(xué)們課外做托里拆利實驗,測得的數(shù)據(jù)偏低,其原因可能是( ?。?br />
A.玻璃管中有空氣進入 B.水銀槽內(nèi)水銀太多
C.管子沒有豎直放置 D.管子太粗
【答案】A。
【解答】解:做托里拆利實驗時,玻璃管的粗細(xì)、是否傾斜、是否彎曲及水銀槽內(nèi)水銀的多少,玻璃管從水銀槽中按下、上提的多少,都不影響水銀柱的高度;而玻璃管中混入了空氣,空氣會對水銀柱產(chǎn)生向下的壓強,抵消了大氣壓的部分作用效果,所測高度將變小。故A正確、BCD錯誤。
故選:A。
【典例2-2】學(xué)習(xí)了大氣壓后,小明想估測一下大氣壓的值。他準(zhǔn)備了如下器材:不同規(guī)格的針筒、兩個彈簧測力計(量程為10N)、刻度尺、一個鐵絲做成的T型鉤、細(xì)線、橡皮帽等。小明在實驗中選了圖2中B規(guī)格的針筒,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程太小了。于是設(shè)計了圖1實驗裝置,順利完成了測量任務(wù)。具體步驟如下:
①先讀出針筒的容量為10mL,用刻度尺量出其全部刻度長度為5厘米。
②把針筒活塞推至筒底端,排盡筒內(nèi)的空氣。然后,用橡皮帽封住針筒的小孔。
③慢慢地拉針筒,剛好拉動活塞時,兩個測力計示數(shù)均為9.8N。
請根據(jù)他們實驗方案回答以下問題:
(1)若不考慮其他因素的影響,則本次測量大氣壓值p= 9.8×104 帕。
(2)判斷實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,小明利用自家汽車?yán)锏摹疤河嫛睖y量實際的大氣壓,示數(shù)如圖3所示,對比兩次實驗結(jié)果,小明認(rèn)為出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是 ACD 。
A.彈簧測力計的自重對實驗有影響、
B.注射器中有空氣未排盡
C.活塞與注射器筒壁間有摩擦
D.注射器漏氣
(3)另一個同學(xué)只用一個簧測力計也完成了實驗,他們選擇的針筒是圖乙中的 A (填“A”或“C”)。
(4)小明還發(fā)現(xiàn):如果在針筒內(nèi)吸入一定質(zhì)量的空氣,然后用橡皮帽將氣體封閉起來,在推活塞的過程中,越推越費力。由此小明想:封閉氣體的體積大小是否會影響氣體壓強大小呢?小明取一個30mL的針筒,在針筒內(nèi)壁抹潤滑油,使內(nèi)壁和活塞之間的摩擦力減小到可忽略不計。接著他將針筒吸入一定質(zhì)量的空氣并連接到胎壓計上,通過推拉活塞,測得數(shù)據(jù)記錄如表:
V(mL)
6
8
10
12
16
P(kPa)
160
120
96
80
60
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可得:其他條件一定時,封閉氣體的體積越小,壓強越 大?。ㄟx填“大”或“小)。
②當(dāng)小明不推拉活塞,即注射器內(nèi)氣壓和外界氣壓都為100kPa時,注射器內(nèi)的空氣體積為 9.6 mL。
【答案】(1)9.8×104;(2)ACD;(3)A;(4)①大;②9.6。
【解答】解:(1)已知V=10mL=10cm3=10×10﹣6m3,L=5cm=0.05m,
則S===2×10﹣4m2,
大氣壓強p===9.8×104Pa;
(2)彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)和注射器中有空氣未全部排盡都可能會導(dǎo)致測量大氣壓小于真實大氣壓,而活塞與注射器筒壁間摩擦較大會導(dǎo)致測量大氣壓大于真實大氣壓,由兩次實驗結(jié)果可知,用注射器測量的大氣壓值偏小,所以其中一定不可能的是活塞與注射器筒壁間摩擦較大,故選:ACD;
(3)因為大氣壓強是一定的,根據(jù)公式F=pS可知,受力面積越小,活塞受到的大氣壓力也會越小,拉動活塞的拉力也可以小一點,才不會超過量程為10N,所以當(dāng)用一個彈簧測力計時,可換用橫截面積小的注射器,故選C;
(4)①由表中封閉氣體的壓強p與體積V的數(shù)值可知,p與V的乘積均為960,p與體積V的數(shù)學(xué)關(guān)系式為:p=(壓強單位為kPa,體積單位為mL),因此其他條件一定時,封閉氣體的體積越小,壓強越大;
②已經(jīng)測出實際的大氣壓為1×105Pa=100kPa,
當(dāng)小明不推拉活塞時,注射器內(nèi)的氣壓與外界大氣壓相等,
由p=可得,注射器內(nèi)的空氣體積:
V===9.6mL。
故答案為:(1)9.8×104;(2)ACD;(3)A;(4)①大;②9.6。
【變式2-1】(2023春?開福區(qū)校級月考)瓜瓜用如圖所示的裝置完成托里拆利實驗,測定大氣壓的值,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.若在玻璃管頂部戳一小孔,管內(nèi)水銀將從頂部噴涌而出
B.若往水銀槽內(nèi)多倒些水銀,管內(nèi)、外水銀面高度差增大
C.若玻璃管傾斜,管內(nèi)、外水銀面高度差不變,水銀柱變長
D.若把此裝置從1樓搬到38樓,管內(nèi)外水銀面的高度差將增大
【答案】C。
【解答】解:A、若在玻璃管頂部戳一小孔,此裝置為連通器,試管中的液面會下降,與水銀槽內(nèi)的水銀面相平,故A錯誤。
B、水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的,往水銀槽內(nèi)多倒水銀,不會影響水銀柱的最終高度,故B錯誤;
C、水銀柱的高度是指垂直高度,傾斜會使長度增加,但高度不變,故C正確;
D、若把此裝置從1樓搬到38樓,由于氣壓跟海拔有關(guān),海拔越高,氣壓越低,則38樓大氣壓小,能支持的水銀柱高度也就變小,故D錯誤。
故選:C。
【變式2-2】(2022春?商水縣校級期中)如圖所示,小明利用容積為V的注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材估測大氣壓值。
(1)利用刻度尺測量出 注射器帶刻度部分 的長度l。
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞 開始滑動 時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,再計算出大氣壓值。
(3)實驗時若筒內(nèi)空氣沒有排盡,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值 偏小 (選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(4)實驗中的活塞與筒壁之間有摩擦,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值 偏大?。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
【答案】(1)注射器帶刻度部分;(2)開始滑動;(3)偏小;(4)偏大。
【解答】解:(1)利用刻度尺測量出注射器帶刻度部分長度;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,再計算出大氣壓值;
(3)若筒內(nèi)空氣沒有排盡,則所需拉力偏小,在受力面積一定時,根據(jù)壓強公式p=所計算出的大氣壓值就偏小;
(4)如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大,拉力的測量值會偏大,導(dǎo)致測得的大氣壓值偏大。
故答案為:(1)注射器帶刻度部分;(2)開始滑動;(3)偏??;(4)偏大。
考點3 氣壓計和抽水機
【典例3-1】(2022春?興慶區(qū)期末)如圖所示是個自制氣壓計。下列說法正確的是( )
A.玻璃管中液柱靜止時,瓶內(nèi)氣壓小于大氣壓
B.玻璃管中液柱靜止時,瓶內(nèi)氣壓等于大氣壓
C.帶著它登山的過程中,玻璃管中液柱會逐漸上升
D.為提高氣壓計測量精度,可選用更粗的玻璃管
【答案】C。
【解答】解:AB.氣壓計的原理是利用內(nèi)外壓強差使細(xì)管內(nèi)液柱上升或下降來判斷氣壓的改變,當(dāng)大氣壓發(fā)生改變時,瓶內(nèi)壓強與外部壓強不同,則細(xì)管內(nèi)液柱將發(fā)生改變。由圖可知,外界大氣壓加上玻璃管內(nèi)液體的壓強等于瓶內(nèi)的氣壓,所以玻璃管內(nèi)液柱靜止時,瓶內(nèi)氣壓大于大氣壓,故AB不符合題意;
C.帶著它登山的過程中,大氣壓隨海拔的升高而減小,由于外界大氣壓減小,瓶內(nèi)氣壓不變,玻璃管內(nèi)的液柱會上升,故C符合題意;
D.水柱升高使得瓶內(nèi)氣體的體積變大,壓強會減小,因而上升的水越少,影響越小,則更細(xì)的玻璃管更精確,故D不符合題意。
故選:C。
【典例3-2】(2023?天橋區(qū)開學(xué))濟南的泉水來源于南部山區(qū),如圖甲所示,降水滲入地下后,順石灰?guī)r滲漏帶向北流,至城區(qū)遇到巖體阻擋,噴涌而出。由此可見,眼眼清泉的成因可以用 連通器 原理解釋。老濟南人曾用活塞式抽水機抽取地下水,如圖乙所示,活塞式抽水機工作時,是利用 大氣壓 把水“抽”上來的。
【答案】連通器;大氣壓。
【解答】解:泉眼和山上的水構(gòu)成連通器,連通器中的同種液體,液面應(yīng)相平的;眼眼清泉的成因可以用連通器原理解釋;
抽水機抽水時,抽水機是先將筒內(nèi)的空氣排出,此時筒內(nèi)氣壓小于外界大氣壓,大氣壓將水從低處壓到高處。
故答案為:連通器;大氣壓。
【變式3-1】(2022?南寧模擬)如圖是創(chuàng)意氣壓計,A為玻璃管,與大氣相通,B為密閉的厚玻璃球,A與B下部相通,內(nèi)裝紅墨水。下列說法正確的是( ?。?br />
A.該氣壓計是一個連通器
B.玻璃球內(nèi)的氣壓等于外部大氣壓
C.A管做得細(xì)容易呈現(xiàn)氣壓的變化
D.A管中的液面會隨大氣壓的減小而下降
【答案】C。
【解答】解:
A、A與B下部連通,但B為密閉的玻璃球,不符合連通器原理,所以這個產(chǎn)品利用的不是連通器原理,故A錯誤;
B、A管和B球液面相平時,兩液面受到氣體的壓強相等,現(xiàn)B球液面低于A管液面說明球內(nèi)氣壓大于外界大氣壓,故B錯誤;
C、壓強差一定時,液面的高度差應(yīng)該是一定的,不會因為管的粗細(xì)而發(fā)生改變。A管做得細(xì)容易呈現(xiàn)氣壓的微小變化,故C正確;
D、A管液面下降時,說明外界大氣壓變大,故D錯誤。
故選:C。
【變式3-2】(2022春?白堿灘區(qū)期末)(1)如圖甲所示,玻璃瓶裝滿帶顏色的水,把細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中,如果用手?jǐn)D壓玻璃瓶,細(xì)管中水面發(fā)生變化,表明力能 使物體發(fā)生形變?。挥昧υ酱?,瓶子的形變程度越大,說明力的作用效果跟 力的大小 有關(guān);瓶子形變的同時,觀察到接觸瓶子的手指肌肉發(fā)生凹陷,表明物體間力的作用是 相互的?。皇治掌孔迂Q直懸空靜止,若手握瓶子的力增大,瓶子受到的摩擦力將 不變 (選填“增大”、“減小”或“不變”);
(2) 馬德堡半球?qū)嶒灐∈紫茸C明了大氣壓強的存在。如圖乙所示,在玻璃瓶中倒入適量帶顏色的水。把畫有刻度的細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中,從細(xì)管上端吹氣,使瓶內(nèi)氣壓 大于?。ㄌ睢按笥凇薄靶∮凇被颉暗扔凇保┐髿鈮?,水沿細(xì)管上升到瓶口以上,即制成了簡易氣壓計。將它從山腳移到山頂,細(xì)管內(nèi)水面會 上升 (選填“上升”、“下降”或“不變”)。
【答案】(1)使物體發(fā)生形變;力的大?。幌嗷サ?;不變;(2)馬德堡半球?qū)嶒?;大于;上升?br />
【解答】解:(1)用手?jǐn)D壓空玻璃瓶,瓶子受到力的作用的形狀發(fā)生變化,表明力能使物體發(fā)生形變。施加的力越大,瓶子變形程度就越大,這表明力的作用效果跟力的大小有關(guān)。
瓶子形變的同時,觀察到接觸瓶子的手指肌肉發(fā)生凹陷,是因為手指的肌肉受到瓶子對它的力的作用,使手指發(fā)生形變,說明物體間力的作用是相互的。
手握瓶子豎直懸空靜止時,瓶子處于平衡狀態(tài),瓶子的重力和摩擦力是一對平衡力,這兩個力大小相等,方向相反。若手握瓶子的力增大,則瓶子的形變程度增大,瓶子受到的摩擦力仍然等于瓶子的重力,瓶子的重力不變,則摩擦力不變。
(2)德國馬德堡市市長格里克作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?,馬德堡半球?qū)嶒炗辛Φ刈C明了:①大氣壓的存在②大氣壓很大,馬德堡半球?qū)嶒炘跉v史上首先證明了大氣壓的存在。
把畫有刻度的細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中,從細(xì)管上端吹氣,空氣進入瓶內(nèi)后,使瓶內(nèi)液體上方的氣壓大于大氣壓,將水壓入細(xì)管內(nèi),水沿細(xì)管上升到瓶口以上,即制成了簡易氣壓計。
由于大氣壓與海拔高度有關(guān),將它從山腳移到山頂,海拔高度增加,大氣壓減小,而瓶內(nèi)氣壓不變,瓶內(nèi)外氣壓差變大,則瓶內(nèi)氣壓將液體繼續(xù)向細(xì)管內(nèi)壓入,細(xì)管內(nèi)水面會上升。
故答案為:(1)使物體發(fā)生形變;力的大??;相互的;不變;(2)馬德堡半球?qū)嶒?;大于;上升?br />
考點4 大氣壓的特點與應(yīng)用
【典例4-1】(2023?崇明區(qū)一模)下列實例中,屬于大氣壓應(yīng)用的是( ?。?br />
A.液位計 B.拔火罐 C.茶壺 D.密度計
【答案】B。
【解答】解:
A、液位計、茶壺都是底部相連、上端開口,利用的是連通器原理,故AC錯誤;
B、利用拔火罐進行治療,先要用火對火罐加熱,使火罐內(nèi)的空氣減少,然后利用大氣壓將火罐壓在人體上,屬于大氣壓的應(yīng)用,故B正確;
D、密度計是利用物體的浮沉條件的原理工作的,故D錯誤。
故選:B。
【典例4-2】(2023?和平區(qū)一模)如圖是抗擊新冠疫情使用的負(fù)壓救護車,車內(nèi)空間為負(fù)壓艙,它能有效防護病毒再傳播,負(fù)壓裝置的主要部分是一個抽氣機,將經(jīng)消毒殺菌處理后的被污染空氣從車內(nèi)抽出,使車內(nèi)氣壓 低于?。ㄟx填“高于”、“低于”或“等于”)車外氣壓,在 大氣壓 作用下,清潔的空氣只能由車外流向車內(nèi)。
【答案】低于;大氣壓。
【解答】解:負(fù)壓救護車的原理:車內(nèi)空間為負(fù)壓艙,小于外界大氣壓,因此必須用抽氣機將被污染的空氣經(jīng)過消毒、殺菌處理后從車內(nèi)抽出,使車內(nèi)氣壓低于車外大氣壓,在大氣壓作用下,清潔的空氣只能由車外流向車內(nèi)。
故答案為:低于;大氣壓。
【變式4-1】(2023?曲江區(qū)校級三模)物理興趣小組的同學(xué)對如圖所示的現(xiàn)象進行討論,其中正確的是( ?。?br />
A.如圖:帕斯卡只用了幾杯水就讓裝滿水的木桶向四周裂開,該實驗說明液體的深度越深液體的壓強越小
B.如圖:對沸騰的水停止加熱,用氣筒向外抽氣,水再次沸騰,說明氣壓減小水的沸點升高
C.如圖:用吸管喝飲料時,瓶里的飲料是被嘴“吸”上來的
D.如圖:排水管的U形“反水彎”利用了連通器原理
【答案】D。
【解答】解:A、帕斯卡只用了幾杯水就讓裝滿水的木桶向四周裂開,該實驗說明液體的深度越深,液體的壓強越大,故A錯誤;
B、向外拉活塞,降低氣壓,降低了水的沸點,可以使燒杯內(nèi)剛停止沸騰的水再次沸騰,故B錯誤;
C、用吸管喝飲料時,吸管內(nèi)壓強減小,在大氣壓的作用下把飲料壓入嘴里,所以用吸管吸飲料是大氣壓作用的結(jié)果,故C錯誤;
D、洗手盤下方彎管的水密封利用了連通器原理,故D正確。
故選:D。
【變式4-2】(2020秋?杭州月考)高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔,空心柱上戴著一個帽子為限壓閥,當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強超過安全值時,其內(nèi)的氣體就會沖出限壓閥,氣體跑出一部分,使鍋內(nèi)氣體的壓強減少,現(xiàn)在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2,限壓閥的質(zhì)量為100g的高壓鍋,要用它來煮飯,若當(dāng)時的大氣壓為1.0×105Pa。則:
(1)高壓鍋內(nèi)氣體能達到的最大壓強為多少?
(2)商品質(zhì)量檢測部門檢測,此高壓鍋內(nèi)氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa,要使此高壓鍋能繼續(xù)安全使用,原來的限壓閥還能使用嗎?若不能,應(yīng)再配備一個質(zhì)量為多少克的限壓閥?(g取10N/kg)
【解答】解:(1)限壓閥的重量為:
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
高壓鍋內(nèi)氣體能達到的最大壓強為:
p=p0+=1.0×105Pa+=2×105Pa;
(2)p限=p最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根據(jù)p=可得限壓閥受到的壓力為:
F限=p限S=0.8×105Pa×10×10﹣6m2=0.8N,
G=F限=0.8N,
限壓閥的質(zhì)量為:
m===0.08kg=80g。
答:(1)鍋內(nèi)氣體能達到的最大壓強是2×105Pa;
(2)不能,應(yīng)該再配一個質(zhì)量為80g的限壓閥。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2023春?沙坪壩區(qū)校級月考)以下估測數(shù)據(jù)最符合實際的是( )
A.一枚雞蛋受到的重力約為0.5N
B.一名中學(xué)生的體重約為200kg
C.珠穆朗瑪峰頂?shù)拇髿鈮杭s為1.5×105Pa
D.救護車在市區(qū)行駛的速度約為60m/s
【答案】A。
【解答】解:A、一個雞蛋的質(zhì)量約50g=0.05kg,受到的重力為G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,故A符合實際;
B、中學(xué)生的質(zhì)量在50kg左右,故B不符合實際;
C、大氣壓強隨海拔高度的增加而減小。海平面處的氣壓約105Pa,珠穆朗瑪峰頂?shù)拇髿鈮阂∮?05Pa,故D不符合實;
D、救護車在市區(qū)行駛的正常速度約為60km/h,故D不符合實際。
故選:A。
2.(2022春?倉山區(qū)期中)下列各現(xiàn)象中,與大氣壓有關(guān)的是( )
A.茶壺蓋留有小孔
B.高樓儲水箱要建在樓頂
C.把藥液注射進肌肉里
D.深水潛水員要穿特制的抗壓潛水服
【答案】A。
【解答】解:A、茶壺蓋上開小孔后,茶壺與壺嘴的上端都是開口的,才構(gòu)成連通器。如果壺蓋上留有小孔,在外界大氣壓的作用下,茶水才容易倒出來,故A正確;
B、高樓儲水箱要建在樓頂,根據(jù)p=ρgh可知,水的壓強與深度有關(guān),深度越大,壓強越大,與大氣壓無關(guān),故B錯誤;
C、用注射器將藥液注入人的肌肉是利用人的推力,與大氣壓無關(guān),故C錯誤;
D、根據(jù)p=ρgh可知,水的壓強與深度有關(guān),深度越大,壓強越大,所以深水潛水員要穿特制的抗壓潛水服,與大氣壓無關(guān),故D錯誤。
故選:A。
3.(2023?河口區(qū)校級一模)如圖所示,是我國自主研發(fā)的C919商用大飛機,它將于數(shù)年后投入運營,C919客機中的部分鈦合金零件采用了激光3D打印技術(shù)。關(guān)于客機的相關(guān)物理知識。下列說法不正確的是( ?。?br />
A.客機所在高空的大氣壓強,比海平面附近的大氣壓強更大
B.客機采用密度小的材料,可以減輕它的重力
C.客機在空中沿直線勻速飛行,是受平衡力作用
D.若客機所受的所有力都消失了,客機仍然可以勻速飛行
【答案】A。
【解答】解:A、客機所在高空的大氣壓強,比海平面附近的大氣壓強小,故A錯誤;
B、由公式m=ρV和G=mg知,在體積一定的情況下,要減輕重力,只能選擇密度較小的材料,故B正確;
C、在空中勻速直線飛行的飛機處于平衡狀態(tài),故受到的力是平衡力,故C正確;
D、若客機所受的所有力都消失了,結(jié)合牛頓第一定律可知客機仍然可以勻速飛行,故D正確。
故選:A。
4.(2023?武穴市模擬)在兩端開口的彎管內(nèi)用兩段水柱封閉了一段空氣柱,A、B、C、D四個液面的位置關(guān)系如圖所示?,F(xiàn)將左側(cè)試管底部的閥門K打開,釋放掉少量水后立刻關(guān)閉閥門,A、B、C液面相對各自原來的位置上升或下降的長度△hA、△hB和△hC之間的大小關(guān)系為( ?。?br />
A.△hA=△hB=△hC B.△hA>△hB>△hC
C.△hA>△hB=△hC D.△hA=△hB>△hC
【答案】B。
【解答】解:釋放掉少量水后立刻關(guān)閉閥門,空氣柱長度增大,壓強減小,C液面上升,B液面下降,A液面下降,AB之間液面高度差減小,根據(jù)前面分析可知△hA>△hB>△hC。
故選:B。
5.(2023?武侯區(qū)模擬)如圖所示的實例中,利用大氣壓強的是( ?。?br />
A.圖中,用水封堵回水管
B.圖中,候車時不要超過安全線
C.圖中,潛水艇上浮
D.圖中,吸盤掛鉤吸附在光滑的墻面上
【答案】D。
【解答】解:A、回水管上端開口、下端相通,構(gòu)成了連通器,使用的是連通器原理,與大氣壓無關(guān),故A不合題意;
B、候車時不要超過安全線利用的是流體越大的地方壓強越小,與大氣壓無關(guān),故B不合題意;
C、潛水艇上浮是通過改變自身重力實現(xiàn)浮沉的,利用的物體浮沉條件,與大氣壓無關(guān),故C不合題意;
D、吸盤要固定在光滑的墻面上,需要先用力擠壓塑料吸盤,把盤內(nèi)的空氣擠出,然后吸盤就被外界的大氣壓緊壓在了光滑的墻面上,利用了大氣壓,故D符合題意。
故選:D。
6.(2023?榆陽區(qū)校級一模)如圖是一個擦窗機器人,它的“腹部”有吸盤。擦窗時,它的真空泵會將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出,它就能牢牢地吸在豎直玻璃上。下列說法錯誤的是( ?。?br />
A.擦窗機器人能吸在豎直玻璃上是因為大氣壓的作用
B.擦窗機器人通過玻璃成等大的虛像
C.擦窗機器人靜止在豎直玻璃上時,受到的摩擦力方向是豎直向上的
D.擦窗機器人靜止在豎直玻璃上時,真空泵繼續(xù)向外抽氣,機器人受到的摩擦力變大
【答案】D。
【解答】解:A、擦窗機器人工作時,真空泵將吸盤內(nèi)的空氣抽出,使泵內(nèi)氣壓小于外界大氣壓,在大氣壓力的作用下,“擦窗機器人”能吸在豎直玻璃上,故A正確;
B、根據(jù)平面鏡成像特點可知,擦窗機器人通過玻璃成等大的虛像,故B正確;
C、擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時,處于平衡狀態(tài),豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力,二力的方向相反,故摩擦力的方向是豎直向上的,故C正確;
D、只要“擦窗機器人”在豎直玻璃上靜止,則重力和摩擦力就是一對平衡力;由于機器人的重力不變,所以擦窗機器人受到的摩擦力不變,故D錯誤。
故選:D。
二、填空題。
7.(2023?虹口區(qū)一模)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了 大氣壓 存在且很大。如圖所示,平放在水平地面的一塊磚,若將它豎放,則它對地面的壓力將 不變 ,壓強將 變大 。(后兩空均選填“變小”“不變”或“變大”)
【答案】大氣壓;不變;變大。
【解答】解:(1)1654年在德國馬德堡市做的馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓存在且很大。
(2)本實驗中,磚對水平地面的壓力大小等于磚的重力大小。如圖所示,平放在水平地面的一塊磚,若將它豎放,則它對地面的壓力將不變;根據(jù),因受力面積變小,壓強將變大。
故答案為:大氣壓;不變;變大。
8.(2023?普陀區(qū)一模)意大利科學(xué)家 托里拆利 首次測定了大氣壓強的值為1.01×105帕,實驗裝置如圖所示,其中用到的水銀密度為13.6×103千克/米3,它表示體積為1立方米的水銀 質(zhì)量為13.6×103千克 ;若玻璃管頂端不慎被打破,管內(nèi)水銀將 下降?。ㄟx填“上升”或“下降”)。
【答案】托里拆利;質(zhì)量為13.6×103千克;下降。
【解答】解:意大利科學(xué)家托里拆利首次測定了大氣壓強的值為1.01×105帕;
水銀密度為13.6×103千克/米3,它表示體積為1立方米的水銀的質(zhì)量為13.6×103千克;
當(dāng)管頂開一個小孔時,管內(nèi)的水銀與外界的大氣相通,此時外界大氣壓對管內(nèi)水銀也有個向下的壓強,所以管內(nèi)的水銀不僅不會從小孔噴出,反而會立即下降。此時托里拆利管和水銀槽實際上是構(gòu)成了一個連通器,最終液面會相平。
故答案為:托里拆利;質(zhì)量為13.6×103千克;下降。
9.(2023?西安校級二模)某同學(xué)假期坐火車從西安去西藏旅游,歷時37h,全程2960km,火車的平均速度是 80 km/h;在火車上帶來的食品包裝變得鼓起來(如圖),可以推測外界大氣壓 變小?。ㄟx填“變大”或“變小”),這是因為西藏比西安的海拔 高?。ㄟx填“高”或“低”)。
【答案】80;變?。桓?。
【解答】解:已知從西安去西藏的路程s=2960km,用時t=37h,因此火車的平均速度v=S/t=2960km/37h=80km/h;
氣壓與高度有關(guān),海拔越高的地方,氣壓越低,食品包裝袋變得鼓起來,這是因為大氣壓隨高度增加而減小,使得袋內(nèi)的氣壓大于外部大氣壓,因此包裝袋會鼓鼓的,所以外界大氣壓在變小,故西藏比西安的海拔高。
故答案為:80;變小;高。
10.(2022秋?金山區(qū)期末)小華同學(xué)用吸管喝盒裝牛奶如圖所示,吸了一大口發(fā)現(xiàn)奶盒變扁了。在物理的學(xué)習(xí)中,小華知道了力可以使物體發(fā)生形變,并通過查閱資料獲得以下信息:
(1)牛奶盒里牛奶上方有一定質(zhì)量封閉氣體;
(2)在20℃時,一定質(zhì)量封閉氣體壓強隨體積變化如下表所示。
體積V(mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
氣體壓強p(Pa)
1×105
5×104
3.33×104
2.5×104
①由數(shù)據(jù)可知在20℃時,一定質(zhì)量封閉氣體壓強與體積的關(guān)系是: 一定質(zhì)量封閉氣體,壓強與體積成反比?。?br />
②指出包裝盒變扁的原因,并寫出分析過程: 吸了一大口牛奶后,盒內(nèi)的氣體的體積變大,壓強就會變小,由于外界大氣壓不變,使盒內(nèi)氣壓小于盒外大氣壓,奶盒在大氣壓作用下被壓扁 。
【答案】(1)一定質(zhì)量封閉氣體,壓強與體積成反比;(2)吸了一大口牛奶后,盒內(nèi)的氣體的體積變大,壓強就會變小,由于外界大氣壓不變,使盒內(nèi)氣壓小于盒外大氣壓,奶盒在大氣壓作用下被壓扁。
【解答】解:(1)由數(shù)據(jù)可知在20℃時,一定質(zhì)量封閉氣體壓強與體積的關(guān)系是:一定質(zhì)量封閉氣體,壓強與體積成反比;
(2)吸了一大口牛奶后,盒內(nèi)的氣體的體積變大,壓強就會變小,由于外界大氣壓不變,使盒內(nèi)氣壓小于盒外大氣壓,奶盒在大氣壓作用下被壓扁。
故答案為:(1)一定質(zhì)量封閉氣體,壓強與體積成反比;(2)吸了一大口牛奶后,盒內(nèi)的氣體的體積變大,壓強就會變小,由于外界大氣壓不變,使盒內(nèi)氣壓小于盒外大氣壓,奶盒在大氣壓作用下被壓扁。
11.(2023?南昌開學(xué))如圖所示,是一種名為“吸血鬼杯”的飲料杯,左邊的細(xì)玻璃管與右邊的杯身上端均開口,下部相連通,構(gòu)成一個 連通器 ;當(dāng)我們從細(xì)玻璃管口吸飲料時,不必傾倒杯子,飲料在 大氣壓 的作用下就能夠進入口中。
【答案】連通器;大氣壓。
【解答】解:“吸血鬼杯”的飲料杯,上端開口,下端連通,故是一個連通器;
當(dāng)我們從細(xì)玻璃管口吸喝飲料時,口中的氣壓減小,飲料被大氣壓壓入口中,故不必傾倒杯子,飲料能夠進入口中;
故答案為:連通器;大氣壓。
12.(2022秋?黃浦區(qū)期末)物理知識在生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖(a)所示,鍋爐液位計主要是利用 連通器 原理工作的;如圖(b)所示是國產(chǎn)C919大飛機,為了減輕飛機質(zhì)量,制作時采用密度 較小 的鋁鋰合金(選填“較大”或“較小”);先秦時期,古人用“角法”治病,“角法”就是現(xiàn)在的拔火罐,如圖(c)所示,工作時罐內(nèi)氣壓 小于 外界大氣壓強(選填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】連通器;較?。恍∮?。
【解答】解:(1)如圖(a)所示的鍋爐液位計底部相連,上端開口,是利用連通器原理工作的。
(2)C919大飛機的體積一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,客機的質(zhì)量越小,所以制造客機時采用密度較小的鋁鋰合金。
(3)拔火罐時先用火將罐里的空氣加熱,然后迅速將罐子扣在患者的皮膚上,冷卻后罐內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,罐子就會吸附在皮膚上。
故答案為:連通器;較??;小于。
三、實驗探究題。
13.(2022?南京模擬)小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材,對大氣壓的值進行測量,其實驗步驟如下:
a.先讓注射器吸入少量水,然后將活塞推至注射器底端,目的是 排盡針筒內(nèi)空氣?。划?dāng)注射器的小孔充滿水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用細(xì)繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢地拉動注射器筒,如圖甲所示,當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為7.5N;
c.測出注射器全部刻度的長度為4cm;
d.根據(jù)測量數(shù)據(jù),算出大氣壓的值;
(1)實驗所用的器材為:注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水和 刻度尺?。?br />
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出的大氣壓強是 1.2×105 Pa;
(3)小明發(fā)現(xiàn),同學(xué)們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大,對此,小明與同學(xué)找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;
②活塞與注射器筒壁間有摩擦;
③彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準(zhǔn);
④活塞與注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定會使測量值小于真實值的是 ?、佗堋。ú欢椷x擇,填寫序號);
實驗時,小明又發(fā)現(xiàn),由于活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大,將導(dǎo)致測得的大氣壓值 偏大 。為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響,小明采用了圖乙裝置,將注射器筒固定在水平桌面上,排盡注射器內(nèi)的空氣,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通過水平細(xì)線與燒杯相連,向燒杯中緩慢加水,當(dāng)活塞剛開始向左滑動時,測得杯與水的總重為G1;然后從燒杯中向外緩慢抽水,當(dāng)抽出水的重力為G2時,活塞又開始向右滑動,則活塞與注射器筒之間的摩擦力為 。
【答案】排盡針筒內(nèi)空氣;(1)刻度尺;(2)1.2×105;(3)①④;偏大;。
【解答】解:a、實驗時,先讓注射器吸入少量水,把活塞推至注射器筒底端是為了排盡注射器內(nèi)的空氣,使注射器密封。
(1)實驗中要測出注射器的長度,因此除了:注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水,還要有刻度尺。
(2)注射器容積為2.5mL,即2.5cm3.注射器全部刻度的長度L=4cm;
因為注射器為圓柱體,根據(jù)V=SL可得,S==0.625cm2;
彈簧測力計的示數(shù)F=7.5N,這就是大氣對活塞的壓力,
大氣壓的值為:p==1.2×105Pa;
(3)活塞與注射器筒壁不完全密封,橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體,都會使拉力變小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏??;活塞與注射器筒壁間有摩擦?xí)?dǎo)致測量值大于真實值;
彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)也導(dǎo)致測量值大于真實值或測量值小于真實值,
則一定會使測量值小于真實值的是①④。
當(dāng)注射器中的活塞開始向左滑動時,活塞水平方向受到大氣壓力、摩擦力和燒杯的拉力,
則:f+F=G1......①;
所以不考慮摩擦,認(rèn)為F=m1g,會使得所測大氣壓力偏大,這樣會導(dǎo)致測得的大氣壓值偏大;
當(dāng)注射器中的活塞開始向右滑動時,對活塞受力分析有:
F﹣f=G1﹣G2......②;
①②兩式聯(lián)立解得:F=,f=。
所以測大氣壓的值為:p===。
故答案為:排盡針筒內(nèi)空氣;(1)刻度尺;(2)1.2×105;(3)①④;偏大;。
四、計算題。
14.(2022春?詔安縣期中)如圖是王菲家的壓力鍋,壓力鍋能夠把食物更快煮熟是因為其密封性好,但為了保障安全性,高壓鍋的出氣孔上放置了限壓閥,當(dāng)鍋內(nèi)壓力等于鍋外壓力和限壓閥的重時恰好能抬起限壓閥進行放氣。現(xiàn)已知壓力鍋鍋蓋面積450cm2,限壓閥出氣孔的橫截面積為0.05cm2,當(dāng)?shù)貧鈮旱扔?個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取1×105Pa)。求:
(1)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,蒸汽對鍋蓋的壓力;
(2)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,鍋內(nèi)蒸汽剛好頂開限壓閥自動放氣,求限壓閥的質(zhì)量。
【解答】解:(1)壓力鍋鍋蓋面積:S=450cm2=4.5×10﹣2m2,
由p=可得,鍋蓋所受得蒸汽的壓力:F=pS=2×1×105Pa×4.50×10﹣2m2=9×103N;
(2)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,根據(jù)壓強公式和力的平衡:
G閥+p0S閥=p內(nèi)S閥,
故G閥=p內(nèi)S閥﹣p0S閥=2.5×105Pa×5×10﹣6m2﹣1×105Pa×5×10﹣6m2=0.75N,
限壓閥的質(zhì)量是:m===0.075kg=75g。
答:(1)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,蒸汽對鍋蓋的壓力為9×103N;
(2)當(dāng)鍋內(nèi)蒸汽達到2.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,鍋內(nèi)蒸汽剛好頂開限壓閥自動放氣,限壓閥的質(zhì)量為75g。
這是一份初中物理蘇科版八年級下冊物體的浮與沉學(xué)案,共32頁。學(xué)案主要包含了典例1-1,典例1-2,變式1-1,變式1-2,典例2-1,典例2-2,典例2-3,變式2-1等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中蘇科版浮力學(xué)案,共46頁。學(xué)案主要包含了實驗?zāi)康?、原理、方法,實驗器材,器材作用,實驗步驟,實驗結(jié)論及應(yīng)用,典例1-1,典例1-2,變式1-1等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份蘇科版八年級下冊氣體的壓強第2課時學(xué)案,共32頁。學(xué)案主要包含了典例1-1,典例1-2,變式1-1,變式1-2,變式1-3,典例2-1,典例2-2,變式2-1等內(nèi)容,歡迎下載使用。
注冊成功