36估测大气压的值(实验题)-2022-2023学年沪科版物理八年级下学期期中复习【福建省期中真题】
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一、实验题
1.(2019春·福建·八年级统考期中)在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量 ______,如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是 ______ ;
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱 ______ 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 ______ 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
2.(2021春·福建福州·八年级校联考期中)小梁同学用实验测量某地大气压的值.她在长约,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降。
(1)如图所示,已知水银的密度为,她通过数据计算得出此时大气压的值为_______;
(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将_______(选填“大于”或“小于”)她测量的值;
(3)小杨同学也利用此装置测量小梁所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽中时,管中的水柱______下降,如果这时在玻璃管顶开一个小孔,水柱_______向上喷出(选填“会”或“不会”)。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度_______(选填“必须大于”或“可以小于”)。
3.(2021春·福建南平·八年级统考期中)如图,是某同学自制的气压计,瓶内装的是染有蓝色的水。
(1)制作时,瓶内的水______(“要”“不要”)装满。
(2)观察气压计时,就看细玻璃管内水柱高度的变化,当细玻璃管内水柱上升时说明大气压变______(“大”、“小”)
(3)该同学将气压计从1楼到5楼的过程中,观察到管内水柱发生了变化,记录如下表
楼层 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
管内与瓶内液面的 高度差(cm) | 5 | 5.3 | 5.7 | 6 | 6.3 |
从表中数据可以看出,大气压强随高度的增高而______。(选填“增大”或“减小”)
4.(2021春·福建三明·八年级统考期中)晓宇设计了用吸盘测量大气压的实验,请帮助晓宇做好以下工作:
(1)请补充完整该实验的相关步骤:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,________里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量m;
④用刻度尺测出吸盘的直径D,吸盘的面积为_________;(用D 和圆周率π来表达)
⑤大气压强表达式为:p=________。(用D 、m 、 g 和圆周率π来表达)
(2)本实验中存在误差的可能原因是(写出两个)
①___________;
②___________。
5.(2022春·福建福州·八年级福州华伦中学校考期中)某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺。
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对______(活塞/注射器筒)的压力;
(2)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______(A/B/C)来进行实验;
(3)如图甲方案,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______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p=______(用所给的字母表示);
(4)小花发现,此时测得的大气压值误差较大,请你帮助小花分析使测量值小于真实值的可能原因是______。
6.(2022春·福建厦门·八年级福建省厦门第六中学校考期中)小花利用标有最大刻度值2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量,实验步骤如下:
a、先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔;
b、用细绳拴住注射器活塞颈部,使绳另一端与弹簧测力计挂钩相连,然后水平向右拉注射器,如图甲所示,当注射器中的活塞移动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N;
c、测出注射器全部刻度的长度为4cm;
d、根据测量数据,算出大气压的值。
(1)此注射器活塞横截面积是 ______cm2;根据实验数据计算出大气压强是 ______Pa;
(2)小花发现,同学们在做此实验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气体
②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③弹簧测力计的示数没有读准
④活塞与注射器筒壁不完全密封
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
(3)实验结束后,小花又用塑料吸盘挂钩对大气压的值进行测量,如图乙。他将吸盘紧紧压在厚玻璃上,测出吸盘的直径为D,然后用弹簧测力计缓慢地拉塑料吸盘直至使其脱离玻璃,读出拉开瞬间的拉力为F,算出大气压的值为 ______(用字母表示)。他发现测出的大气压值比真实值偏小。导致这种结果的原因可能是 ______。
7.(2022春·福建厦门·八年级大同中学校考期中)用注射器估测大气压的值实验(如图甲)。
(1)实验中,分析研究的对象是活塞;
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成活塞在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对平衡力;
(3)研究对象活塞,受大气压力的受力面积等于注射器的横截面积。先读出注射器的容积V,再用刻度尺测出___________的长度L;计算大气压值,其表达式为p=___________;
(4)实验中,小华正确使用了测量仪器,且读数正确,但她发现测量结果总是偏小,其主要原因是___________。
8.(2021春·福建漳州·八年级统考期中)小明利用2.5mL注射器、的弹簧测力计、刻度尺和细线来估测本地的大气压值。
(1)实验时,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,这样做的目的是_______;
(2)如图甲,拔去橡皮帽,将活塞推至注射器筒的底端,用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为0.6N,则活塞与注射器筒间的摩擦力为_______N。若增加拉动注射器筒的拉力,当注射器筒水平向右加速运动过程中,弹簧测力计的示数将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)他重新将活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为6.6N;然后,如图乙所示,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为_______cm,则本地大气压强的测量值为_______Pa;
(4)若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
9.(2017春·福建莆田·八年级统考期中)为了估测大气压究竟有多大,某小组同学,在实验室合作进行了如图的实验:
① 将蘸水的塑料吸盘按在_______(“粗糙”、“光滑”)的水平板面上,挤出里面的空气;
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 记录刚拉脱时弹簧测力计的读数,这就是大气对吸盘的压力F; 用刻度尺测出吸盘的直径D,则大气压P=__________(用F、D表示)
(1)如果实验中所用弹簧测力计的量程为0-20N,吸盘与水平板面的接触面积为10cm2,当时的气压近似为一个标准大气压,则他们________(“能”、“不能”)测出大气压,理由是___________________________;
(2)无论怎样改进实验,用这个方法测出来的大气压数值总是偏小,最可能的原因是_________.
10.(2019春·福建莆田·八年级校考期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压强的值,如图所示:
(1)图甲注射器的最大可读容积为_______cm3,用手指堵住注射器的小孔,发现要拨出活塞很费力,这是因为_________的作用.
(2)实验时先把注射器的活塞推至注射器的底端,当筒内空气全部排尽时,筒内_____(填“有”或“无”)大气压.
(3)然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到F=28N时,注射器中的活塞刚开始滑动,已知活塞的面积是S=2.8×10﹣4m2,则可求出大气压强是p=__________ Pa.
(4)实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得的大气压值________;若活塞与注射器内壁间的摩擦力较大,将导致测得的大气压值________.(均填“偏大”“偏小”“不变”)
11.(2020春·福建南平·八年级统考期中)晓宇设计了用吸盘测量大气压值得实验,请帮助晓宇做好以下工作.
(1)请补充完整该实验相关步骤:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面;
③用天平测出细沙和小桶的质量M;
④用刻度尺__________________;
⑤大气压强的表达式为_________________.
(2)本实验存在误差的原因是(写出两个)
①____________________________;
②___________________.
12.(2022春·福建厦门·八年级厦门市槟榔中学校考期中)瑞瑞同学利用一个容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是p=__________;
(2)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽和刻度尺;
(3)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是__________,密封注射器,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(4)该实验中以__________(填“针筒”、“活塞”或“弹簧测力计”)为研究对象,利用__________知识来测出大气对活塞的压力;
(5)如图所示,瑞瑞水平向右缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,记下此时弹簧测力计的示数为21N;
(6)用刻度尺测出注射器长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞的横截面积;
(7)则大气压的值为__________Pa;
(8)实际实验过程中,针筒与活塞之间存在摩擦,这会使大气压的测量值__________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
13.(2021春·福建福州·八年级校考期中)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下。
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是______,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,目的是______;
(2)如图所示,用细尼龙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,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞______时,记下弹簧测力计的示数为8.2N;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为______cm,计算得到活塞的横截面积为______cm2;
(4)计算得到大气压强的数值为______Pa;
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是______。(写出一条)
参考答案:
1. 管内外水银面高度差 管内水银柱高度变高 不会 不会
【详解】(1)[1][2]用托里拆利测量大气压的大小时,大气压的作用是托起了一段水银柱的高度,故这段水银柱产生的压强等于大气压强,故计算大气压强时就必须测量管内外水银面高度差;如果拿到矿井的底部,高度降低,则大气压会增大,现象就是管内水银柱高度变高。(2)[3][4]由于1标准大气压能支持76cm高的水银柱,而能支持的水柱的高度是10.3m,而玻璃管的长度约为1m,故管中的水柱不会下降;如果在管顶开一个小孔,则大气压迅速施加在管顶处,水柱会立即下降到与外界液面相平的位置,而不会向上喷出。
2. 大于 不会 不会 可以小于
【详解】(1)[1]测量得到的大气压强值为
p=ρgh=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.7m=9.52×104Pa
(2)[2]海拔越高,气压越低,海拔越低,气压越高,如果将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将大于海拔高处测量的值。
(3)[3][4][5]把水银换成水,由
p=ρ水银gh水银=ρ水gh水
可得
9.52×104Pa=1.0×103kg/m3×10N/kg×h水
解得
h水=9.52m
即此时的大气压可以支持9.52m高的水柱,而玻璃管的长约,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽中时,管中的水柱不会下降,如果这时在玻璃管顶开一个小孔,该装置相当于连通器,水柱会下降至于管外液面相平,故水柱不会向上喷出,因水柱的高为9.52m,所以试管的高度可以小于10m。
3. 不要 小 减小
【详解】(1)[1]制作时,瓶内不要装满水,目的是使瓶内大气压大于外界大气压,使玻璃管内的水面高于瓶内水面。
(2)[2]瓶内的大气压等于大气压加上细玻璃管内水柱产生的压强,p内=p大气压+p水,当瓶内气压不变,水柱上升,水柱的压强p水增大,所以大气压减小。
(3)[3]由图中的数据可知,高度越高,管内与瓶内液面的高度差越大,大气压越小。
4. 挤出(排出等) 吸盘内有空气 吸盘的重力
【详解】(1)①[1]如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气。
④[2]用刻度尺塑料吸盘的直径D,则吸盘的面积为
S=
⑤[3]吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(即桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,故大气压强
(2)[4][5]本实验中存在误差的可能原因:吸盘内有空气;吸盘及挂钩、细绳的重力;测量吸盘的直径误差较大;测量了吸盘的外径;吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入,桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力等原因。
5. 活塞 C
有刻度部分的长度 见解析
【详解】(1)[1]实验时通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力。
(2)[2]实验中选用注射器B,把弹簧测力计拉到最大,活塞没动是其受到大气的压力太大,而大气压在实验过程中没变化,根据可知,所选注射器活塞的横截面积太大了,所以应换用横截面积较小注射器C来进行探究。
(3)①[3]方案甲中,读出注射器的容器V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便可求出注射器的活塞的横截面积。
③[4]拉动测力计到活塞滑动时,测力计的示数即为活塞所受到的大气气的压力,测出的大气压值
(4)[5]测量值小于真实值,可能橡皮帽封住的注射器小孔有残余空气时,活塞除了受到外部大气的压力外,还受到内部大气的压力,那么测力计所需的拉力会变小,那么测得的压强值变小;可能活塞与注射器不完全密封,则所需的测力计的示数会变小,即测得的压力变小,得出的压强值变小。
6. 0.625 1.2×105Pa B 吸盘内的气体不能完全排出
【详解】(1)[1] 注射器有刻度部分的容积为
V=2.5mL=2.5cm3
活塞横截面积是
[2]大气对活塞的压力与弹簧测力计对活塞的拉力是一对平衡力,大小相等, F=7.5N,则大气压强为
(2)[3] ①若橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,对活塞产生向外的压力,弹簧测力计拉力会变小,测得的大气压力偏小,大气压强偏小;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使弹簧测力计拉力变大,测得的大气压力变大,大气压强偏大;
③弹簧测力计的示数没有读准,可能偏大也可能偏小;
④活塞与注射器筒壁不完全密封,内部进入气体,对活塞产生向外的压力,弹簧测力计会减小,测得的大气压力偏小,大气压强偏小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B
(3)[4]吸盘的面积为
大气作用在吸盘上的压力与弹簧测力计的拉力平衡,大小相等,则大气压的值为
[5]由于吸盘内的气体不能完全挤出,对吸盘产生向外的压力,会导致拉力偏小,则测得的大气压强的值偏小。
7. 有刻度部分 注射器中的空气无法排尽
【详解】(3)[1]活塞受大气压力的受力面积等于注射器的横截面积。圆筒相当于圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式来求出,读出注射器的容积V,还需要用刻度尺量出其有刻度部分的长度L。
[2]将上述测量的量带入压强公式,则大气压值的表达式为
(4)[3]活塞与注射器筒壁不完全密封,橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,都会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。
8. 排尽筒内空气,防止空气进入 0.6 不变 4.00 9.6×104 偏小
【详解】(1)[1]将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是排尽注射器内的空气,防止外面的空气进入。
(2)[2]拔去橡皮帽,用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为0.6N;活塞受到两个力的作用:拉力和摩擦力,这两个力为一对平衡力,故活塞与针筒间的摩擦力为0.6N。
[3]当注射器筒水平向右加速运动过程中,筒和活塞之间的压力和接触面的粗糙程度都不变,活塞与筒之间的滑动摩擦力大小也不变,此时活塞处于静止状态,受到测力计向左的拉力和向右的摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数不变。
(3)[4]当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为6.6N,则大气产生的压力为
由图乙知,刻度尺有刻度部分的长度为
[5]注射器的横截面积为
大气产生的压强为
(4)[6]如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。
9. 光滑 4F/πD2 不能 弹簧测力计量程太小 吸盘中有残留的空气
【详解】(1)将吸盘蘸水后再在光滑水平板面上,加强了吸盘与板面之间的密封性,防止漏气,以减小吸盘内气体对实验结果的影响;(2)由原理可知:只要测出吸盘与玻璃板接触的面积S和向上拉吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的读数,根据即可测出大气压强的数值,所以从原理上讲本实验测算大气压的方法是可行的; (3)吸盘受到的大气压力为:F=P大气S=1.0×105Pa×10×10-4m2=100N大于弹簧测力计的量程,所以不能他不能测算出大气压的数值;(4)由于实验实际操作过程不可能达到理论分析中的理想化,故误差不可避免.本实验产生误差的原因如:吸盘内的空气无法排尽、吸盘本身也有重力、吸盘的面积测量有误差等.所以由上面的计算和分析可知:对主要实验器材的要求有:①要选用大量程的弹簧测力计;②选择面积(或直径)更小的吸盘等. 此题考查了粗略测量大气压的值的方法,以及实验中遇到的问题.
10. 20ml 大气压 无 1×105 偏小 偏大
【详解】(1)图甲注射器的最大可读容积为20ml;用手指堵住注射器的小孔,排净注射器中的空气,再拉动时,大气压的力量会将活塞紧紧地压住,因此拔出活塞会很费力;
(2)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排净注射器中的空气,使筒内无气压,成为真空;
(3)当弹簧测力计的示数增大到F=28N时,注射器中的活塞刚开始滑动时,活塞受到的拉力和大气压对活塞的压力是一对平衡力,因此大气压对活塞的压力为28N,此时的大气压强:.
(4)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小;如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大,拉力的测量值会偏大,根据公式可知,导致测得的大气压值偏大.
11. 测量塑料吸盘的半径r p= 吸盘内有空气 测量塑料吸盘的半径r有误差
【详解】(1)需要用刻度尺测量塑料吸盘的半径r;吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力等于大气压对吸盘的压力,则F=G=Mg,S=r2,p===.
(2)本实验存在误差的原因是:吸盘内有空气;测量吸盘的直径误差较大;测量了吸盘的外径;吸盘受到大气压强的面积不同;吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因;
12. 排尽筒内空气 活塞 二力平衡 1.05×105 偏大
【详解】(1)[1]由压强公式可得,本实验测量大气压的原理是。
(3)[2]实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排尽注射器中的空气,减小实验误差。
(4)[3][4]该实验中以活塞为研究对象,当注射器中的活塞开始滑动时,对活塞受力分析可知,活塞收到弹簧测力计的拉力以及大气对活塞的压力作用,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。
(7)[5]注射器的长度为5cm;注射器的体积为
V=10cm3=10×10﹣6m3
活塞的横截面积为
大气压强的数值为
(8)[6]当针筒与活塞之间存在摩擦时,会造成拉力F偏大,在面积S不变时,由知所测量的大气压值会偏大。
13. 排尽注射器内的空气 防止外界的空气进入注射器 刚被拉动 6.00 0.75 1.09×105 注射器中空气没有排净
【详解】(1)[1]将活塞推至底部,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气,减小空气对实验效果的影响。
[2]橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是防止外界的空气进入注射器,让注射器筒内尽量保持真空,减小实验误差。
(2)[3]活塞刚被拉动时,活塞所受大气压强产生的压力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡的条件可知:此时大气压强产生的压力和弹簧测力计的示数相等。
(3)[4]由图可知:刻度尺的分度值为0.1cm,注射器的全部刻度的长度为
L=8.00cm-2.00cm=6.00cm=0.06m
[5]注射器的体积为
V=4.5mL=4.5×10-6m3
活塞的横截面积为
(4)[6]活塞刚被拉动时,大气压强的数值为
(5)[7]注射器中的空气不可能完全排净,注射器中的气体对活塞有压力,这会使测得的拉力,即空气对活塞的压力偏小,测得的大气压偏小。
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