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人教版(2024)八年级下册第九章 压强9.3 大气压强综合训练题
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1.(2022春•番禺区校级期中)下列各项中与所给数据最接近的是( )
A.人拿起一个鸡蛋的力大约是 0.5 N
B.你现在所处的教室内的气压约为 1000 Pa
C.一个中学生对地面的压力约为 105 N
D.一个普通的手机的质量大约为 2kg
【答案】A。
【解答】解:
A、一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,人拿起一个鸡蛋的力在F=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N左右,故A符合实际;
B、教室内气压约为一个标准大气压,大小约为1×105Pa,故B不符合实际;
C、一个中学生的质量约为50kg,则重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,由此中学生对地面的压力约为500N,故C不符合实际;
D、一个普通的手机的质量大约为0.2kg左右,故D不符合实际。
故选:A。
2.(2022春•北湖区校级期中)下列四幅图中,不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘式挂钩B.气球装水
C.瓶吞鸡蛋D.用吸管吸饮料
【答案】B。
【解答】解:A、吸盘放在墙上后,用力挤压,排出一定的气体,吸盘内的气体质量一定,当吸盘恢复原状时,体积增大,内部气压减小,外部大气压不变,外部压强大于内部压强,受力面积相同,外部压力大于内部压力,压住吸盘,使它牢牢的固定在墙上,故A不合题意。
B、气球装水,是因为受到液体压强的缘故,故B符合题意。
C、瓶内气体温度升高,压强减小,在外界大气压的作用下,鸡蛋被压入瓶中,故C不合题意
D、当用口吸吸管时,口内气压减小,小于外界大气压,大气压压着饮料进入口中,故D不合题意。
故选:B。
3.(2022春•成都期中)生活中的以下现象或事实,不能证明大气压强存在的是( )
A.医生将针筒里的药液快速向外打出
B.相互压紧的两个吸盘,用很大的力才能将它们分开
C.用塑料吸管能方便地将饮料吸进嘴里
D.将硬纸片放在装满水的杯口后倒置,水不流出
【答案】A。
【解答】解:A、药液在注射器活塞作用下药液快速向外打出,与大气压无关,故A错误;
B、将两个吸盘紧贴在一起后,大气压把它们压在一起,故要用很大的力才能拉开,故B正确;
C、用吸管吸饮料时,用嘴从管中吸气,管内压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里,说明了大气压强的存在,故C正确;
D、覆杯实验,水排出了杯子内的空气,在大气压的作用下纸片掉不下来,说明了大气压强的存在,故D正确。
故选:A。
4.(2022秋•长宁区期末)1644年意大利科学家 托里拆利 首先用实验测定了大气压的值,但当时大多数人都不相信,直到1654年,著名的 马德堡半球 实验,才使人们确信大气压强的存在并且很大。如果某地某时的大气压为1.01×105帕,则面积为10m2墙面上受到的大气压力为 1.01×106 牛。
【答案】托里拆利;马德堡半球;1.01×106。
【解答】解:1644年意大利科学家托利拆利首次测定了大气压的值,后过用他的名字命名了这一著名的实验,1654年,马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在;
面积为10m2墙面上受到的大气压力为:F=pS=1.01×105Pa×10m2=1.01×106N。
故答案为:托里拆利;马德堡半球;1.01×106。
5.(2022春•顺德区期中)如图为别克小汽车室内中控屏显示的轮胎内气压,则右前轮胎压是标准大气压的 2.52 倍。(1个标准大气压取值为1×105Pa,图上方为车头)
【答案】2.52。
【解答】解:由图可知,别克小汽车室内中控屏显示的轮胎内气压单位为kPa,
则右前轮胎压是:P右=252kPa=2.52×105Pa,
==2.52倍。
故答案为:2.52。
6.(2022春•广汉市期中)将瓶灌满水,用手指堵住瓶口倒立于水槽中,将手指移开,如图所示,则瓶中水 不会 (选填“会”或“不会”)从瓶中流入水槽,这是 大气压 支撑着瓶中的水。
【答案】不会;大气压。
【解答】解:一标准大气压约为1.013×105Pa,能支持的水的高度h==≈10m,
将瓶灌满水,用手指堵住瓶口倒立于水槽中,将手指移开,如图所示,瓶中没有空气,且高度小于10m,则在大气压的作用下,瓶中的水不会流出。
故答案为:不会;大气压。
7.(2022春•海淀区校级期末)挂钩密合紧贴在天花板上。为了说明挂钩与天花板之间有粘力,小婷在实验室用一个挂钩吊起一瓶水静止,如图所示。小婷认为这个实验说明了挂钩与天花板之间存在粘力。而小笑观测到该实验室的大气压为1×105Pa,于是她认为挂钩和天花板之所以没被拉开,是因为大气压的作用。已知这瓶水所受的重力为25N,挂钩与天花板的接触面积为3.6cm2。忽略挂钩的重力,请你利用所学知识和上述数据,判断小婷做的实验能否说明挂钩和天花板之间有粘力。请写出计算、推理过程和结论。
【解答】答:把挂钩和矿泉水瓶看成一个整体为研究对象,研究对象受到向下的重力G总、向上的大气压力F气,
F气=pS=1×105Pa×3.6×10﹣4m2=36N;
忽略挂钩的重力,向下的重力;
G总=G物=25N,G总<F气
挂钩和矿泉水瓶整体静止,没有粘力挂钩和矿泉水瓶也不会掉下来,该实验不能说明挂钩和天花板之间有粘力。
8.(2022秋•黄浦区期末)首先用实验测定大气压强值的科学家是( )
A.伽利略B.帕斯卡C.托里拆利D.阿基米德
【答案】C。
【解答】解:托里拆利利用水银、水槽和玻璃管进行了实验,首先测出了大气压的值,故A、B、D错误,C正确。
故选:C。
9.(2022秋•长宁区期末)下列压强值不等于一个标准大气压值的是( )
A.76厘米高汞柱B.10.3米高水柱
C.1.01×105帕D.0.76米高水柱
【答案】D。
【解答】解:托里拆利实验测得,1标准大气压的值是1.01×105Pa,大气压能支持76cm的水银柱,能支持10.3m的水柱,故ABC不符合题意、D符合题意。
故选:D。
10.(2022秋•桥西区校级期末)如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是( )
A.大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
【答案】B
【解答】解:A、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,故A正确;
B、实验中玻璃管内水银面的上方是真空,故B错误;
C、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故C正确;
D、实验时,玻璃管如果倾斜会使长度增加,但高度不变,不影响实验测量结果,故D正确。
故选:B。
11.(2022秋•奉贤区期末)水银的密度为13.6×103千克/米3,它的含义是 1m3 水银的质量为13.6×103千克, 托里拆利 实验利用水银测出大气压强的值约等于76 cm (填单位)水银柱产生的压强。
【答案】1m3;托里拆利;cm。
【解答】解:(1)水银的密度13.6×103千克/米3,根据其定义可知它的含义是1m3水银的质量是13.6×103kg;
(2)首先测定大气压强值的是意大利物理学家托里拆利做的实验﹣﹣托里拆利实验,他选用密度较大的水银进行实验,测出一个标准大气压能够支持760mm=76cm高的水银柱,即一个标准大气压相当于760mm=76cm高水银柱产生的压强,其大小为1.01×105Pa。
故答案为:1m3;托里拆利;cm。
12.(2021春•潮阳区校级期中)如图是小梁同学用实验测量当地大气压数值的装置。管内水银面下降到一定高度时就不再下降,该实验室大气压大小相当于 750 mm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 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。如果我们将此装置拿到广州塔顶上去测量大气压,水银柱液面将 下降 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】750;低于;下降。
【解答】解:由图可知,玻璃管内水银柱上方为真空,管内水银柱液面到水银槽中水银面的竖直高度为750mm,因此该实验室大气压大小相当于750mm水银柱产生的压强。
水的沸点与大气压有关,气压越低,水的沸点越低。图中此时大气压为750mm水银柱产生的压强,而一标准大气压为760mm水银柱产生的压强,则该地的大气压小于一标准大气压,在一标准大气压下,水的沸点是100℃,故该地测得水的沸点低于100℃。
高度越高,气压越小,将此装置拿到广州塔顶上去测量大气压,此时高度升高,气压变小,支持水银柱的高度减小,故水银柱液面将下降。
故答案为:750;低于;下降。
13.(2022春•洪山区期中)如图,紧贴在竖直墙面上的塑料挂钩吸盘(其重力不计),吸盘与墙壁的接触面积为10cm2,下面挂上两个质量均为500g的钩码,也没有滑落。此时,墙壁对吸盘的摩擦力为 10 N,吸盘受到的大气压力是 101 N(1标准大气压下);若大气压增加,墙壁对吸盘的摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),若大气压变为如图水银气压计所示的数值,则大气压等于 750 mm高水银柱所产生的压强。
【答案】10;101;不变;750。
【解答】解:两个钩码的总重力:
G总=m总g=0.5kg×2×10N/kg=10N;
在竖直方向上,吸盘挂钩受到向上的摩擦力、钩码向下的拉力,二者大小相等,墙壁对吸盘的摩擦力为:
f=G总=10N;
由p=可得吸盘受到的大气压力:
F=pS=1.01×105Pa×10×10﹣4m2=101N;
若大气压增加,吸盘受到的大气压力增大,但吸盘挂钩受到向上的摩擦力、钩码向下的拉力还是平衡力,墙壁对吸盘的摩擦力还等于钩码的总重力,所以墙壁对吸盘的摩擦力不变;
由图可知,水银柱的高度为750mm,所以大气压等于750mm高水银柱产生的压强。
故答案为:10;101;不变;750。
14.(2022春•庐阳区校级期中)小明利用小注射器(容积为10mL)、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,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 为了排尽注射器内的空气 。
(2)小明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,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为1.8N,其它数据均记录在表中。依照他的数据算出大气压的值为 7500 Pa。
(3)小明的测量值比标准大气压偏小,造成这一结果的原因可能是 没有排尽空气 。
【答案】(1)为了排尽注射器内的空气;(2)7500;(3)没有排尽空气。
【解答】解:(1)根据实验原理p=可知,只有先排尽注射器内的空气后,刚拉动活塞时的拉力大小才等于大气压力,若注射器内存有空气,拉力小于大气压力,会使测量值偏小;
(2)由表中数据可知:注射器的全部刻度的长度为5cm;注射器的体积为V=10mL=10cm3
活塞的横截面积S===2cm2=2×10﹣4m2,F=1.5N,
活塞刚被拉动时,大气压强的数值p===7500Pa,
(3)实验的误差主要是由于注射器内的空气没有排尽引起的。
故答案为:(1)为了排尽注射器内的空气;(2)7500;(3)没有排尽空气。
15.(2022春•耒阳市期中)初169班决定重做托里拆利实验,但是因为学校实验室里没有水银,小龙便建议同学们用水代替水银,现请你帮他们解决下列问题(ρ水=1g•cm﹣3,ρ水银=13.6g•cm﹣3,取标准大气压强=1×105Pa):
(1)若想用水替换水银,同学们需要准备的玻璃管长度至少应为 10.336 m。
(2)若同学们在杭州和兰州依次做这个实验,两次得到的水柱高度关系是 h杭州>h兰州 。
(3)实验中,小宋不小心打破了玻璃管上端,玻璃管内的水柱高度会 下降 (选填“上升”、“下降”、“不变”)。
(4)做完实验后,小梁提议用植物油替代水再做一次,若其他条件不变,同学们 能 (选填“能”或“不能”)观测到一样的现象。(已知ρ油=0.8×103kg•m﹣3)
【答案】(1)10.336;(2)h杭州>h兰州;(3)下降;(4)能。
【解答】解:(1)玻璃管内水银柱或水柱产生的压强等于大气压强,根据p大气=p水银=ρ水银gh水银=ρ水gh水来知水柱的高度为:
h水===10.336m,即玻璃管至少为10.336m。
(2)气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,杭州比兰州海拔更低,气压更高,两次得到的水柱高度关系是h杭州>h兰州;
(3)打破了玻璃管上端时,管内的水银与外界的大气相通,玻璃管和水银槽组成连通器,则管内的水银会立即下降,直到液面相平;
(4)植物油密度比水小,大气压能支持的液体比水柱更高,用植物油替代水再做一次,若其他条件不变,同学们能观测到一样的现象。
故答案为:(1)10.336;(2)h杭州>h兰州;(3)下降;(4)能。
16.(2022春•花山区校级期末)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
(1)如果注射器内的空气没有排尽,测出的大气压的值会 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= (用题目中给出的字母表示)。
(3)如果此时大气压的值为0.98×105Pa,水的沸点 低于 100℃(选填“高于”、“等于”或“低于”)。
【答案】(1)偏小;(2);(3)低于。
【解答】解:(1)如果注射器内的空气没有排尽,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。
(2)活塞的面积S=,将测量结果代入压强公式得:p==。
(3)此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于100℃。
故答案为:(1)偏小;(2);(3)低于。
17.(2022秋•通州区期末)有关大气压的说法正确的是( )
A.托里拆利实验证明了大气压强的存在
B.牛顿最早精确测出了大气压强的值
C.离地面越高,大气压强越大
D.大气压没有把房顶压塌是因为房顶上下表面均受到大气压的作用
【答案】D。
【解答】解:A、马德堡半球实验证明了大气压的存在,且很大,故A错误;
B、托里拆利第一个测出了大气压强的值,故B错误;
C、离地面越高,空气越稀薄,大气压越小,故C错误;
D、由于大气向各个方向都有压强,所以房顶上下表面都受到大气压力,其作用效果相互抵消,所以房顶不会被压塌,故D正确;
故选:D。
18.(2022春•安溪县期中)如图所示的实验装置,能使玻璃管内外水银面高度差发生变化的是( )
A.往水银槽内加些水银
B.将玻璃管稍微倾斜一些
C.把此装置从山脚带到山顶
D.换用较粗的玻璃管来做实验
【答案】C。
【解答】解:在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,改变玻璃管的粗细、将玻璃管稍微倾斜一些、以及改变水银槽内水银面的高低都不能影响到管内外水银面的高度差;当外界大气压发生变化时,玻璃管中内外水银面的高度差才能发生变化。当把此装置从山脚带到山顶的过程中,因为大气压随高度的增加而降低,因此气压发生变化,故C符合题意。
故选C。
19.(2023•宜丰县校级开学)意大利科学家 托里拆利 最先用实验的方法测出大气压的值;小明把自制的简易气压计(如图所示)从山脚下带到山顶上时,玻璃管内水柱的高度将 上升 (选填“上升”、“不变”或“下降”)。
【答案】托里拆利;上升。
【解答】解:意大利科学家托里拆利第一个用实验的方法测出大气压的值;
因为瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和,即p=p0+ρgh,h为玻璃管内水柱的高度;当我们把它从地面到山顶时,由于大气压随着高度的增加而减小,瓶内气体压强p不变,而大气压p0变小,所以h应变大,玻璃管中水柱的高度上升。
故答案为:托里拆利;上升。
20.(2022秋•昌平区期末)某同学假期从北京去西藏旅游,在火车上带来的食品包装出现如图所示的变化,可以推测外界大气压 变小 (选填“变大”或“变小”),这是因为西藏比北京的海拔 高 (选填“高”或“低”)。
【答案】变小;高。
【解答】解:气压与高度有关,海拔越高的地方,气压越低,食品包装袋变得鼓起来,这是因为大气压随高度增加而减小,使得袋内的气压大于外部大气压,因此包装袋会鼓鼓的,所以外界大气压在变小,故西藏比北京的海拔高。
故答案为:变小;高。
21.(2022秋•丰台区期末)某同学拿着如图所示的自制气压计从教学楼一层上升到五层的过程中,他发现细玻璃管中的水面逐渐上升。请你根据此现象提出一个可探究的科学问题: 大气压与高度是什么关系呢 。
【答案】大气压与高度是什么关系呢。
【解答】将气压计从一楼拿到五楼,高度增加,大气压减小,瓶内气压不变,则瓶内气压大于外部大气压,因此将水往外压,水柱上升;越往高空,空气越稀薄,因此大气压越小,故提出的课探究的科学问题:大气压与高度是什么关系呢?
故答案为:大气压与高度是什么关系呢?
22.(2023•武穴市模拟)在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度△hA、△hB和△hC之间的大小关系为( )
A.△hA=△hB=△hCB.△hA>△hB>△hC
C.△hA>△hB=△hCD.△hA=△hB>△hC
【答案】B。
【解答】解:释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液面下降,A液面下降,AB之间液面高度差减小,根据前面分析可知△hA>△hB>△hC。
故选:B。
23.(2022•武汉模拟)小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位上升瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景中的水位可以保持一定的高度。如图,某时刻当瓶口刚刚被水浸没时,盆景中水深5cm,塑料瓶中的水位与盆景中水面高度差是12cm,大气压为一个标准大气压,取p0=105Pa,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,下列说法正确的是( )
A.在瓶中水面下降的过程中,瓶内气体压强不断减小
B.水不会全部流掉的原因是盆景盘支持力的作用
C.此时水对盆景底部A点的压强为1.7×103Pa
D.此时瓶内气体压强为9.88×104Pa
【答案】D。
【解答】解:A.瓶内大气压等于外界大气压减去瓶内水产生的压强,在瓶中水面下降的过程中,瓶内水柱越来越低,瓶内水的压强越来越小,外界大气压不变,所以瓶内气体压强不断增大,故A错误;
B.当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压强作用在盆景中的水面,是大气压支持了瓶内的水柱,故B错误;
C.此时水对盆景底部A点的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m=500Pa,故C错误;
D.瓶内水的压强p′=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1200Pa,
故瓶内气体压强p内=p0﹣p′=105Pa﹣1200Pa=9.88×104Pa,故D正确。
故选:D。
24.(2022秋•金山区期末)小华同学用吸管喝盒装牛奶如图所示,吸了一大口发现奶盒变扁了。在物理的学习中,小华知道了力可以使物体发生形变,并通过查阅资料获得以下信息:
(1)牛奶盒里牛奶上方有一定质量封闭气体;
(2)在20℃时,一定质量封闭气体压强随体积变化如下表所示。
①由数据可知在20℃时,一定质量封闭气体压强与体积的关系是: 一定质量封闭气体,压强与体积成反比 ;
②指出包装盒变扁的原因,并写出分析过程: 吸了一大口牛奶后,盒内的气体的体积变大,压强就会变小,由于外界大气压不变,使盒内气压小于盒外大气压,奶盒在大气压作用下被压扁 。
【答案】(1)一定质量封闭气体,压强与体积成反比;(2)吸了一大口牛奶后,盒内的气体的体积变大,压强就会变小,由于外界大气压不变,使盒内气压小于盒外大气压,奶盒在大气压作用下被压扁。
【解答】解:(1)由数据可知在20℃时,一定质量封闭气体压强与体积的关系是:一定质量封闭气体,压强与体积成反比;
(2)吸了一大口牛奶后,盒内的气体的体积变大,压强就会变小,由于外界大气压不变,使盒内气压小于盒外大气压,奶盒在大气压作用下被压扁。
故答案为:(1)一定质量封闭气体,压强与体积成反比;(2)吸了一大口牛奶后,盒内的气体的体积变大,压强就会变小,由于外界大气压不变,使盒内气压小于盒外大气压,奶盒在大气压作用下被压扁。
25.(2022春•抚顺月考)如图甲所示,U形管内有一质量不变的液柱静止不动,左面开口连通大气,右端连抽气筒,抽气筒抽出管内少许空气后不再抽气,液柱静止如图乙所示。液柱上、下表面与空气接触面积都为2.0×10﹣5m2,在标准大气压下液柱下表面受到的大气压力为 2 N,管内液柱上方气压 小于 大气压。图甲中管内气压p1 等于 图乙中管内气压p2(后两空均填“大于”、“等于”或“小于”)。(标准大气压取105Pa)
【答案】(1)2;(2)小于;(3)等于。
【解答】解:(1)液柱下表面受到的大气压力为:F=pS=105Pa×2.0×10﹣5m2=2N;
(2)图乙中的液柱在竖直方向受到三个力的作用:自身重力、上方大气压力、下方大气压力,因为液柱静止不动,所以G+F2=F1,其受力示意图如图:
;
由F=pS可得p上S+G=p下S,则p下>p上,下方与空气接通,下方大气压强即大气压强,所以管内液柱上方气压小于大气压;
(3)图甲和图乙液柱的受力情况不变,所以图甲中管内气压p1等于图乙中管内气压p2。
故答案为:(1)2;(2)小于;(3)等于。
26.(2022•碧江区 校级一模)如图所示是实验室的一种四周密封的透明容器,容器的上方有一根短管a连通容器内外(短管与容器之间不漏气),容器的下方有一根引出的管子可连接到抽气筒上。如果在容器内的短管a上捆扎好一个小气球(如图甲),然后用抽气筒逐渐抽出容器内的空气时,会发现气球逐渐胀大起来(如图乙),这一现象中是 大气压 使气球胀大的,抽出容器内空气的目的是 使容器内气压小于外界气压 。
【答案】大气压;使容器内气压小于外界气压。
【解答】解:用抽气筒逐渐抽出容器内的空气时,容器体积不变,气体质量减小,容器内的气压变小,容器外的气压大于容器内的气压;小气球内部与外界气体相通,小气球外部在容器内,故气球内外气压不同,气球内部气压大于外部气压,使气球逐渐胀大。这一现象中是大气压使气球胀大的,抽出容器内空气的目的是使容器内气压小于外界气压。
故答案为:大气压;使容器内气压小于外界气压。
27.(2022•南京模拟)如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是( )
A.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
C.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】C。
【解答】解:AB.气压计的原理是利用内外压强差使细管内液柱上升或下降来判断气压的改变,当大气压发生改变时,瓶内压强与外部压强不同,则细管内液柱将发生改变。由图可知,外界大气压加上玻璃管内液体的压强等于瓶内的气压,所以玻璃管内液柱静止时,瓶内气压大于大气压,故AB不符合题意;
C.带着它登山的过程中,大气压随海拔的升高而减小,由于外界大气压减小,瓶内气压不变,玻璃管内的液柱会上升,故C符合题意;
D.水柱升高使得瓶内气体的体积变大,压强会减小,因而上升的水越少,影响越小,则更细的玻璃管更精确,故D不符合题意。
故选:C。
28.(2022春•阎良区期末)图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”,下列说法错误的是( )
A.甲图中玻璃管倾斜时,外界大气压强等于74cm高水银柱产生的压强
B.托里拆利实验玻璃管内如果有少量空气,气压测量值会偏小
C.自制气压计时要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
D.当两者都拿到山顶时,托里拆利实验的玻璃管内水银液面下降,而自制气压计玻璃管内液面上升
【答案】A。
【解答】解:A、大气压不变,仍能支持76cm的水银柱,而倾斜后水银充满全管,水银柱高为74cm,水银柱产生压强减小,故A错误。
B、托里拆利实验时,大气压支持管内气体压强和液体压强,当管内有少量空气时,导致管内液面下降,测量值偏小,故B正确。
C、自制气压计时要先向瓶内吹气,吸管内液面上升,瓶内气压大于外界大气压,故C正确。
D、当两者都拿到山顶时,海拔升高,气压降低。托里拆利实验时,大气压支持管内的水银柱降低;自制气压计瓶内气压等于吸管内液体压强和外界大气压之和,大气压降低,吸管内液体会上升,故D正确。
故选:A。
29.(2023•天桥区开学)济南的泉水来源于南部山区,如图甲所示,降水渗入地下后,顺石灰岩渗漏带向北流,至城区遇到岩体阻挡,喷涌而出。由此可见,眼眼清泉的成因可以用 连通器 原理解释。老济南人曾用活塞式抽水机抽取地下水,如图乙所示,活塞式抽水机工作时,是利用 大气压 把水“抽”上来的。
【答案】连通器;大气压。
【解答】解:泉眼和山上的水构成连通器,连通器中的同种液体,液面应相平的;眼眼清泉的成因可以用连通器原理解释;
抽水机抽水时,抽水机是先将筒内的空气排出,此时筒内气压小于外界大气压,大气压将水从低处压到高处。
故答案为:连通器;大气压。
30.(2022春•白碱滩区期末)(1)如图甲所示,玻璃瓶装满带颜色的水,把细玻璃管通过橡皮塞插入瓶中,如果用手挤压玻璃瓶,细管中水面发生变化,表明力能 使物体发生形变 ;用力越大,瓶子的形变程度越大,说明力的作用效果跟 力的大小 有关;瓶子形变的同时,观察到接触瓶子的手指肌肉发生凹陷,表明物体间力的作用是 相互的 ;手握瓶子竖直悬空静止,若手握瓶子的力增大,瓶子受到的摩擦力将 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2) 马德堡半球实验 首先证明了大气压强的存在。如图乙所示,在玻璃瓶中倒入适量带颜色的水。把画有刻度的细玻璃管通过橡皮塞插入瓶中,从细管上端吹气,使瓶内气压 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压,水沿细管上升到瓶口以上,即制成了简易气压计。将它从山脚移到山顶,细管内水面会 上升 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】(1)使物体发生形变;力的大小;相互的;不变;(2)马德堡半球实验;大于;上升。
【解答】解:(1)用手挤压空玻璃瓶,瓶子受到力的作用的形状发生变化,表明力能使物体发生形变。施加的力越大,瓶子变形程度就越大,这表明力的作用效果跟力的大小有关。
瓶子形变的同时,观察到接触瓶子的手指肌肉发生凹陷,是因为手指的肌肉受到瓶子对它的力的作用,使手指发生形变,说明物体间力的作用是相互的。
手握瓶子竖直悬空静止时,瓶子处于平衡状态,瓶子的重力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等,方向相反。若手握瓶子的力增大,则瓶子的形变程度增大,瓶子受到的摩擦力仍然等于瓶子的重力,瓶子的重力不变,则摩擦力不变。
(2)德国马德堡市市长格里克作了著名的马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了:①大气压的存在②大气压很大,马德堡半球实验在历史上首先证明了大气压的存在。
把画有刻度的细玻璃管通过橡皮塞插入瓶中,从细管上端吹气,空气进入瓶内后,使瓶内液体上方的气压大于大气压,将水压入细管内,水沿细管上升到瓶口以上,即制成了简易气压计。
由于大气压与海拔高度有关,将它从山脚移到山顶,海拔高度增加,大气压减小,而瓶内气压不变,瓶内外气压差变大,则瓶内气压将液体继续向细管内压入,细管内水面会上升。
故答案为:(1)使物体发生形变;力的大小;相互的;不变;(2)马德堡半球实验;大于;上升。
31.(2022秋•闵行区期末)下列装置中利用大气压强工作的是( )
A.破窗锤B.船闸
C.液位计D.吸盘
【答案】D。
【解答】解:A、汽车上的破窗锤,前部做得较尖锐,主要是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,与大气压无关,故A不符合题意。
BC、船闸、液位计都是上端开口、底部连通的容器,属于连通器的应用,与大气压无关,故BC不符合题意。
D、将吸盘按在墙壁上时,吸盘内的气压减小,吸盘在外面大气压的作用下,被紧紧地压在墙壁上,故D符合题意。
故选:D。
32.(2022秋•房山区期末)如图所示的实例中,利用大气压强的是( )
A.甲图中,用水封堵回水管
B.乙图中,候车时不要超过安全线
C.丙图中,潜水艇上浮
D.丁图中,吸盘挂钩吸附在光滑的墙面上
【答案】D。
【解答】解:A、回水管下端相通,构成了连通器,使用的是连通器原理,与大气压无关,故A不合题意;
B、候车时不要超过安全线利用的是流体越大的地方压强越小,与大气压无关,故B不合题意;
C、潜水艇上浮是通过改变自身重力实现浮沉的,利用的物体浮沉条件,与大气压无关,故C不合题意;
D、吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,利用了大气压,故D符合题意。
故选:D。
33.(2022春•岳阳县校级期中)央视“大风车”栏目常介绍科普知识,其中介绍了“天气预报瓶”的创意新品(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,瓶内装有红墨水.小馨仿制了一个,发现当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球内装有红墨水,是为了更方便观察液面的变化
【答案】A。
【解答】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错误;
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;
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管液面明显上升时。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;
D、B球内装有红墨水,更方便观察液面的变化。故D正确。
故选:A。
34.(2023•杨浦区模拟)在雪地上行走时,要穿底面积宽大的雪鞋,这是为了 减小 人对雪地的压强(选填“增大”或“减小”)。潜水员需穿潜水服进入深水区作业,是因为水深度越深,水的压强越 大 。打开瓶盖,用吸管吸饮料利用的是 大气压强 的知识。
【答案】减小;大;大气压强。
【解答】解:在雪地上行走时,要穿底面积宽大的雪鞋,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小人对雪地的压强,
液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。
吸管吸饮料时,吸气时,管内压强减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,
故答案为:减小;大;大气压强。
35.(2022秋•黄浦区期末)物理知识在生活中有着广泛的应用。如图(a)所示,锅炉液位计主要是利用 连通器 原理工作的;如图(b)所示是国产C919大飞机,为了减轻飞机质量,制作时采用密度 较小 的铝锂合金(选填“较大”或“较小”);先秦时期,古人用“角法”治病,“角法”就是现在的拔火罐,如图(c)所示,工作时罐内气压 小于 外界大气压强(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】连通器;较小;小于。
【解答】解:(1)如图(a)所示的锅炉液位计底部相连,上端开口,是利用连通器原理工作的。
(2)C919大飞机的体积一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,客机的质量越小,所以制造客机时采用密度较小的铝锂合金。
(3)拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。
故答案为:连通器;较小;小于。
36.(2022春•北海期中)1644年,意大利科学家托里拆利用实验测定了大气压的值,发现大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越 小 。如图所示在某次的托里拆利实验中,测得的当地大气压强等于 740 mm高水银柱所产生的压强。如果现在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。医生注射新冠疫苗时,用注射器吸取药液,是利用 大气压 把药吸取上来的。
【答案】小;740;低于;大气压。
【解答】解:海拔高度越高,空气越稀薄,密度越小,大气压强就越小,即大气压随着海拔的高度的增高而减小。
读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度为740mm,因此,当时的大气压强等于740mm高水银柱产生的压强低于1标准大气压(760mm高水银柱),所以在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将低于100℃。
用注射器吸取药液时,用手向后拉动活塞,使针管内的压强变小,外面的药液在大气压作用下,通过针头进入针管里。
故答案为:小;740;低于;大气压。
37.(2022秋•秦都区校级期中)我校科技节上。某学习小组的同学展示的两款自制简易温度计(假设当时的大气压是1个标准大气压)。
(1)如图1所示,甲组同学自制的简易温度计。在玻璃瓶内装满染色的煤油,封住瓶口后插入细吸管。
①如图2、3是小组同学标刻度的过程,a处应标 0 ℃;b处应该标 100 ℃,图4是成品温度计测量水温的情况,温度计的分度值是 10 ℃;水温约为 80 ℃。
(2)如图5所示,乙组同学设计的温度计。A为一塑料瓶,B为吸管,穿过软木塞与A相连,管下端插入水槽C中,使管内外水面有一定高度差h,在不同温度下分别测出对应水柱高度h,记录数据如表:
①此温度计的测温物质是: A内的空气 (选填“A内的空气”或“C内的水”),表格中空缺的温度约为 25 ℃。
②根据表中数据,可得出结论:水柱高度h随温度的升高而 降低 (选填“升高”、“降低”或“不变”);吸管B上温度的刻度值应是 上小下大 (选填“上大下小”或“上小下大”)。
③你认为这款温度计值得进一步改进的地方是 挑选更细长的吸管和更大的塑料瓶来提高准确度和测量范围 。
【答案】(1)①0;100;10℃;80;(2)①A内的空气;25;②降低;上小下大;③挑选更细长的吸管和更大的塑料瓶来提高准确度和测量范围。
【解答】解:(1)①已知在标准大气压下,冰水混合物的温度规定为0℃,沸水的温度规定为100℃根据图2容器内存放有冰水混合物和图3容器内存放沸水,可以判断出a处煤油液面所处的位置为0℃,b处为100℃。图4中在0℃和100℃之间分成10等份,1份代表10℃,即分度值为10℃。通过观察,图4中的管内煤油液面处于80℃这个位置,得出水温为80℃;
(2)①此温度是伽利略气体温度计,当外界气温升高的时候,烧瓶内的气体膨胀,由于密闭,所以压强增大,管内的水柱下降,所以液面下降,则表示气温升高了。所以此温度计的测温物质是:A内的空气;
我们知道:一定质量的气体,在温度升高时体积将会膨胀,气体压强增大,从表中的数据可以看出液面的高度逐渐降低,可见被测量的外界空气温度在不断的升高,根据每降低5.1cm或5.2cm时,温度升高2℃,可以推断出②表格空缺的温度为25℃;
②根据表格中的数据可知,水柱高度h随温度的升高而减小,所以吸管B上温度的刻度值应是上小下大;
③为了更显著的观察到气体热胀冷缩的变化,让测量出的数据越准确,可以选用更细长的吸管和更大的塑料瓶,这样效果更准确,同时测量范围不变。
故答案为:(1)①0;100;10℃;80;(2)①A内的空气;25;②降低;上小下大;③挑选更细长的吸管和更大的塑料瓶来提高准确度和测量范围。
38.(2022春•赛罕区校级期中)高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24cm,空心柱小孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为108g的高压锅,要用它煮饭,若当时的大气压强为1.0×105Pa,求:
(1)高压锅内气体能达到的最太压强是多少?
(2)商品质量检测部门检测,此高压锅内气体最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅继续使用,原来的限压阀还能用吗?若不能,应再配一个质量为多大的限压阀?
【解答】解:(1)限压阀的重力为:
G=mg=108×10﹣3kg×10N/kg=1.08N;
高压锅内气体能达到的最大压强为:
p=p0+=1.0×105Pa+=1.9×105Pa;
(2)p限=p最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根据p=可得F限=p限S=0.8×105Pa×12×10﹣6m2=0.96N,
G=F限=0.96N,
m===0.096kg=96g。
答:(1)锅内气体能达到的最大压强是1.9×105Pa;
(2)不能,应该再配一个质量为96g的限压阀。
39.(2022春•吴川市校级月考)如图所示是“擦窗机器人”,它的质量为1.5kg,它的“腹部”有吸盘,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(取g=10N/kg)
(1)真空泵将吸盘内的空气抽出,由于 大气压 的作用,擦窗机器人被“吸”在玻璃上。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到摩擦力与 重力 为一对平衡力。
(2)擦窗机器人工作时,主机内部的气压 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压,产生“吸力”。吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为0.8×105Pa,则吸盘对玻璃的压力是 160 N。
(3)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,擦窗机器人受到的摩擦力是 15 N,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)大气压;重力;(2)小于;160;(3)15;不变。
【解答】解:(1)(2)擦窗机器人工作时,主机内部的气体流速大、压强小,外面气体流速小、压强大,所以,主机内部的气压小于大气压而产生吸力;“擦窗机器人”静止时处于平衡状态,在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力;
由p=可得,吸盘对玻璃的压力F=pS=0.8×105Pa×2×10﹣3m2=160N;
(3)“擦窗机器人”的重力:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N,因“擦窗机器人”匀速向下擦窗时处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,所以,“擦窗机器人”受到的摩擦力:f=G=15N;若真空泵继续向外抽气,擦窗机器人仍然处于静止状态,受到摩擦力和重力是一对平衡力,所以摩擦力大小不变。
故答案为:(1)大气压;重力;(2)小于;160;(3)15;不变。
体积/mL
长度/cm
拉力/N
大气压强/Pa
10
5
1.5
体积V(mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
气体压强p(Pa)
1×105
5×104
3.33×104
2.5×104
t/℃
17
19
21
23
②
27
h/cm
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
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