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大气压强--高压锅计算 专题练习
一．选择题（共8小题）
1．（2021 东阳市模拟）紧急情况逃生时，使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤，使用时将两个面积为S的吸盘吸附在窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中，错误的是（　　）
A．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用
B．锤头敲破玻璃，说明力能改变物体的运动状态
C．锤头前端做得比较尖是为了增大压强
D．将锤头改成弹簧测力计，可以粗略测出此时的大气压
第1题图 第2题图 第3题图
2．（2021 绍兴）用真空采血管抽血时，将采血针一端刺入人体静脉后，另一端插入真空采血管的胶塞，血液便会自动流入采血管。血液能够流进真空采血管的动力来自（　　）
A．大气压 B．人体内血压 C．护士的拉力 D．血液自身重力
3．（2021 海曙区模拟）小科利用小风扇、矿泉水瓶等材料自制了一个简易吸尘器，连上电源后能吸走桌上的纸屑、灰尘。下列事例与简易吸尘器原理相同的是（　　）
A．磁铁“吸”铁钉
B．用吸管“吸”饮料
C．与头发摩擦过的橡胶棒“吸”轻小物体
D．两个表面削干净、削平的铅柱压紧后“吸”在一起
4．（2021 丰泽区校级模拟）如图所示的生活场景中，没有利用大气压强的是（　　）
A．注射器注射药液 B．吸管吸牛奶
C．吸盘挂钩挂炊具 D．吸尘器吸灰尘
5．（2021春 姑苏区校级期末）2016年7月1日起，全省二级以上医院（除儿童医院）全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物：如图是医院为病人输液部分装置，图中A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中尚有液体），下列说法正确的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变；
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大；
③在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小。
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
第5题图 第6题图 第7题图
6．（2021 宁波模拟）为了验证大气压的存在，教师演示了如图所示的压扁易拉罐实验，对该实验解释不合理的是（　　）
A．将易拉罐倒扣在冷水中是为了使水蒸气迅速液化
B．易拉罐被压扁是因为大气压大于内部气压
C．将易拉罐开口朝上浸入水中可观察到类似的现象
D．在易拉罐中加入少量水有利于加热时在罐内产生大量水蒸气
7．（2021 宁波自主招生）如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　）
A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高
C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能
8．（2021 宾阳模拟）如图所示的是“估测大气压的值”实验，下列关于该实验的分析中错误的是（　　）
A．为计算活塞的横截面积，要测出注射器的全部长度
B．实验时利用二力平衡可知大气压力等于弹簧测力计示数
C．实验时将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽筒内的空气
D．若测出的大气压值总是偏大，可能是因为活塞与注射器壁的摩擦较大
二．填空题（共3小题）
9．（2021 思明区校级一模）图甲是一把阴阳壶，壶把上开有两孔，可同时盛装两种液体，图乙为该壶的结构示意图，使用时若捂住甲孔，则倒出的是　 　液体，这是由于　 　的作用。
第9题图 第10题图 第11题图
10．（2021 越城区模拟）张强同学为研究“吸管中的饮料是被吸上来的，还是被压上来的”这一问题时，设计了如图所示的实验。请结合所学的知识回答：
（1）当用力推注射器活塞时，广口瓶内的气压将 　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）直玻璃管内的气压，能观察到的现象是 　 　。
（2）此实验 　 　（填“能”或“不能”）验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。
11．（2021 温州模拟）小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞口容器上，并用胶带绑紧。检查气密性后，将吸管的A端粘在橡皮膜中心，B端靠近卡纸上的M处。外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化，从而使吸管绕O点转动，指示气压大小变化。（外界气温的变化对容器内气压的影响极小）
（1）标准大气压的数值接近于　 　Pa。
（2）检查该仪器气密性时，将绑有橡皮膜的容器浸没在水中，轻压橡皮膜，如果观察到　 　，则气密性不好。
（3）小明将该气压计从山脚带到山顶，发现吸管B端的指向将向　 　移动。
三．实验探究题（共6小题）
12．（2021 浙江一模）小明用2mL的注射器、量程为0 10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p＝。
步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数。
步骤三：　 　。
步骤四：算出大气压强值。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进：
①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于　 　。
②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N，由此可知，此时活塞所受到的　 　力为0.3N。
小华根据改进后测得的数据，重新计算大气压的值。
13．（2021 金华一模）学习了大气压的相关知识后，同学们想估测一下大气压的大小。他们准备了如下器材：不同规格的注射器、两个弹簧测力计（量程为10N）、刻度尺、一个铁丝做成的T型钩、细线、橡皮帽等。某组同学在实验中选了B规格的注射器，发现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲实验装置，顺利完成了测量任务。具体步骤如下：
①先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；
②把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F。
请根据他们实验方案回答以下问题，（用测量步骤中的V、L和F表示）：
若不考虑其他因素的影响，则本次测量大气压值p＝　 　。
（2）实验过程中，同学们发现注射器顶端装针头处，空气无法排尽。这将使得测量结果比当天气压　 　（填“偏大”或者“偏小”）。请你想一个方法帮助他们解决这个问题，写出你的操作方案　 　。
（3）另外一组的同学用一个弹簧测量计也完成了实验，请你分析他们选择的是哪个注射器，并说明理由：　 　。
14．（2021 泰兴市校级模拟）在自主学习探究过程中，某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小，具体实验步骤是：
①用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘平面面积为10cm2；
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；
③将吸盘沾水湿润后，压在平面镜上，排尽吸盘内空气；
④用弹簧秤水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为95N；
⑤记录整理数据；⑥算出大气压的值，分析实验结论。实验装置如图。
请结合你所学的知识分析：
（1）上叙的实验步骤中，哪一步是多余的 　 　 （填序号）。
（2）将吸盘沾水湿润的目的是 　 　 。
（3）根据该同学的实验数据，计算得到的大气压的值等于 　 　 。
（4）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，则你预计的弹簧秤示数比95N大还是小，并说出你的理由。 　 。 　
15．（2021 全椒县模拟）某科学实验小组利用注射器、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，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是　 　。如图1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，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为30N。
（2）如图2所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为　 　cm，计算出活塞的横截面积。
（3）计算得到大气压强的数值为　 　Pa。
（4）同学们发现实验误差较大，请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）
①　 　 ；
②　 　 。
16．（2021 衢州模拟）小龙做“估测大气压值”的实验。
（1）在如图所示的装置中，小明不能采用乙图的装置来估测大气压强，其原因是　 　。
（2）实验步骤如下：
A．先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数（即大气对活塞的压力）F；
C．读出注射器的容积V；
D．用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
（3）思考并回答：
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正：　 　 。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式：p＝　 　。
（4）小开对小龙的实验进行改进，在完成A、B步骤，活塞回到注射器底端后，添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒，记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了　 　 。
17．（2021 德清县模拟）如图，小明利用标有2.5毫升的一次性注射器，弹簧测力计细绳、橡皮帽等器材，对大气压的值进行测量，
（1）该实验中缺少的测量工具是　 　。
（2）该实验在水平方向上进行测量是为了　 　 。
（3）下面是记录实验情况的表格，请将其中_____处数据补充完整。
弹簧秤的示数F/牛 注射器容积V/mL 注射器刻度总长度L/cm 大气压P/帕
7.5 2.5 4 　 　
（4）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明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，上述原因可能会使测量值大于真实值的是　 　。
A．①③ B．①④ C．②③
四．计算题（共5小题）
18．（2021 拱墅区二模）如图是用注射器估测大气压值的实验。
（1）实验中，分析研究的对象是大气对　 （选填“针筒”、“活塞”）的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时，可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对　 （选填“平衡力”或“相互作用力”）；
（2）在测量大气压的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学采用了图示装置，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，向质量为100g的烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得烧杯中水的质量为880g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得烧杯中水的质量为460g，活塞面积为7×10﹣5m2，g＝10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压的值应为多少？
19、刘杰家的压力锅锅盖上标有“XX铝制品厂24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是m，排气孔的直径约为d．这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（锅盖重力不计，已知大气压强为p0，压力锅盖的面积为S2）
20、如图是小杰家的压力锅示意图，锅盖上标有“××铝制品厂24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是100g，排气孔的面积约为7.5mm2，求：
（1）这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强是多少？（结果保留三个有效数字）
（2）锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（锅盖内有效受压面积约为0.045m2）
（3）假设实验测得水的沸点与压强的关系近似如图2所示的图像，若你是工程技术人员，要设计出一个水达到120℃时才能沸腾的压力锅，排气孔的面积为8mm2，限压阀的质量应为多少克？（大气压强为1.01×105Pa，g＝10N/kg）
21、如图所示，压力锅直径为24cm，限压阀出气口直径为3.5mm，限压阀质量为100g，使用时压力锅内外最大压强差是多少？合多少标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力？
22、高压锅盖直径为24cm，限压阀出气口横截面积是10mm2，限压阀质量是100g，在1标准大气压（近似为105Pa）下使用时，
（1）锅内气体能达到的最大压强是多大？
（2）锅盖内外两表面的压力差的最大值是多大？
（3）若经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续使用，原来的限压阀还能不能继续使用？若不能，应该在配一个质量为多大的限压阀？
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参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1、紧急情况逃生时，使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤，使用时将两个面积为S的吸盘吸附在窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中，错误的是（　　）
A．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用
B．锤头敲破玻璃，说明力能改变物体的运动状态
C．锤头前端做得比较尖是为了增大压强
D．将锤头改成弹簧测力计，可以粗略测出此时的大气压
【解答】解：A、挤出吸盘内的空气，是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上，故吸盘能吸附在窗玻璃上是由于大气压的作用，故A正确；B、锤头敲破玻璃，说明力能改变物体的形状，故B错误；C、在压力一定时，由公式p＝知，锤头前端做得比较尖是为了减小受力面积，增大压强，故C正确；D、将锤头改成弹簧测力计，当刚好拉动吸盘时弹簧测力计的读数可近似看成此时大气压力，故D正确。故选：B
2、用真空采血管抽血时，将采血针一端刺入人体静脉后，另一端插入真空采血管的胶塞，血液便会自动流入采血管。血液能够流进真空采血管的动力来自（　　）
A．大气压 B．人体内血压 C．护士的拉力 D．血液自身重力
【解答】解：真空采血管在组装后应保持一定的负压，即真空试管内气体的压强低于大气压，针头插入检查者的静脉时，在检查者体内血压的压力下，血液流入真空采血管。故B正确，ACD错误。
故选：B。
3、小科利用小风扇、矿泉水瓶等材料自制了一个简易吸尘器，连上电源后能吸走桌上的纸屑、灰尘。下列事例与简易吸尘器原理相同的是（　　）
A．磁铁“吸”铁钉 B．用吸管“吸”饮料
C．与头发摩擦过的橡胶棒“吸”轻小物体
D．两个表面削干净、削平的铅柱压紧后“吸”在一起
【解答】解：吸尘器是利用电机将吸尘器内的空气抽走，使内部气压小于大气压，灰尘等垃圾在大气压的作用下被压入吸尘器内。A、磁铁能“吸”起铁钉，属于磁体的吸铁性，故A不符合题意；
B、用吸管吸饮料的原理是：先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里，此现象与大气压有关，故B符合题意；C、与头发摩擦过的橡胶棒会带电，能够吸引轻小的灰尘，故C不符合题意；D、削平的铅柱压紧后能“吸”在一起，是因为分子间有引力的作用，故D不符合题意。故选：B
4、如图所示的生活场景中，没有利用大气压强的是（　　）
A．注射器注射药液 B．吸管吸牛奶
C．吸盘挂钩挂炊具 D．吸尘器吸灰尘
【解答】解：A、把药液注入肌肉，是靠活塞推进产生的压强，不是利用大气压强，故A符合题意。
B、吸管吸牛奶时，是先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，牛奶就被压进吸管里，属于大气压的应用，故B不合题意；C、使用吸盘挂钩时，先挤出吸盘内的气体，其内部气压减小，吸盘在大气压的作用下被紧压在光滑墙面上，故C不合题意；D、用吸尘器“吸”灰尘时，吸尘器内空气流速大压强小，吸尘器外空气流速小压强大，在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的，故D不合题意。故选：A
5、2016年7月1日起，全省二级以上医院（除儿童医院）全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物：如图是医院为病人输液部分装置，图中A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中尚有液体），下列说法正确的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变；
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大；
③在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小。
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【解答】解：瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差，瓶A中的液体面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶A中上方气体的压强会增大，①错误，②正确。
进气管C处的压强为大气压强，不变化，从C到滴壶B之间的液柱高度不变，所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。③正确，④错误。故选：B
6、了验证大气压的存在，教师演示了如图所示的压扁易拉罐实验，对该实验解释不合理的是（　　）
A．将易拉罐倒扣在冷水中是为了使水蒸气迅速液化
B．易拉罐被压扁是因为大气压大于内部气压
C．将易拉罐开口朝上浸入水中可观察到类似的现象
D．在易拉罐中加入少量水有利于加热时在罐内产生大量水蒸气
【解答】解：A、将易拉罐倒扣在冷水中，降低温度，是为了使水蒸气迅速液化减小易拉罐内部的压强，故A合理；B、易拉罐被压扁是因为大气压大于内部气压，故B合理；C、将易拉罐开口朝上浸入水中，温度迅速降低，易拉罐外的气体进入罐内，罐内的气压基本不变，不能看到类似的现象，故C不合理；D、易拉罐中加入少量水有利于加热时在罐内产生大量水蒸气，实验现象越明显，故D合理。故选：C
7、如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　）
A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高
C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能
【解答】解：读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降。液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面。故选：B
8、如图所示的是“估测大气压的值”实验，下列关于该实验的分析中错误的是（　　）
A．为计算活塞的横截面积，要测出注射器的全部长度
B．实验时利用二力平衡可知大气压力等于弹簧测力计示数
C．实验时将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽筒内的空气
D．若测出的大气压值总是偏大，可能是因为活塞与注射器壁的摩擦较大
【解答】解：A、注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度，再读出容积V，得出活塞的面积；故A错误；B、该实验中以针筒为研究对象，当注射器中的活塞开始滑动时，利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数；故B正确；C、实验时将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽注射器内的空气，减小误差，故C正确；D、若测出的大气压值总是偏大，因为受力面积不变，所以可能是因为活塞与注射器壁的摩擦较大造成的，故D正确。故选：A
二．填空题（共3小题）
9、图甲是一把阴阳壶，壶把上开有两孔，可同时盛装两种液体，图乙为该壶的结构示意图，使用时若捂住甲孔，则倒出的是　乙　液体，这是由于　大气压　的作用。
【解答】解：一定质量的气体，压强随体积的增大而减小，若壶盖上没有小孔，壶中水倒掉一部分后，空间增大，气体压强减小，当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候，壶中的水将倒不出来，因而在壶盖上打一小孔，与空气相通，使壶内外的气体压强始终相同，水在重力作用下就可流出来。因此若捂住甲孔，则倒出的是乙液体。故答案为：乙；大气压。
10、张强同学为研究“吸管中的饮料是被吸上来的，还是被压上来的”这一问题时，设计了如图所示的实验。请结合所学的知识回答：
（1）当用力推注射器活塞时，广口瓶内的气压将 　大于　（填“大于”、“小于”或“等于”）直玻璃管内的气压，能观察到的现象是 　玻璃管内液面上升　。
（2）此实验 　能　（填“能”或“不能”）验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。
【解答】解：（1）广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连，当用力推注射器活塞时，注射器与瓶内空气的体积减小，广口瓶内的气压就增大，由于瓶内的气压大于瓶外的大气压，在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中，导致玻璃管内的液面上升；（2）由实验可知是气压的作用导致玻璃管内的液面上升，故此实验能验证“饮料是被压上来的”这一结论。
故答案为：（1）大于；玻璃管内液体上升；（2）能。
11、小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞口容器上，并用胶带绑紧。检查气密性后，将吸管的A端粘在橡皮膜中心，B端靠近卡纸上的M处。外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化，从而使吸管绕O点转动，指示气压大小变化。（外界气温的变化对容器内气压的影响极小）
（1）标准大气压的数值接近于　1.01×105　Pa。
（2）检查该仪器气密性时，将绑有橡皮膜的容器浸没在水中，轻压橡皮膜，如果观察到　橡皮膜边缘有气泡冒出　，则气密性不好。
（3）小明将该气压计从山脚带到山顶，发现吸管B端的指向将向　M　移动。
【解答】解：（1）1标准大气压能支持760mm高的汞柱；根据液体压强公式求出标准气压值：p＝ρ液gh＝13.6×103kg/m3×10N/kg×0.76m≈1.01×105Pa；
（2）检查气密性时，将绑有橡皮膜的容器浸没在水中，轻压橡皮膜，如果观察到橡皮膜边缘有气泡冒出，说明容器中封住的气体有冒出现象，即气密性不好；
（3）小明将该气压计从山脚带到山顶，山脚气压大于山顶气压，橡皮膜凸起，发现吸管B端的指向从N处变为M处。
故答案为：（1）1.01×105；（2）橡皮膜边缘有气泡冒出；（3）M。
三．实验探究题（共6小题）
12、小明用2mL的注射器、量程为0 10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p＝。
步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数。
步骤三：　用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度　。
步骤四：算出大气压强值。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进：
①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于　排出注射器内的空气　。
②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N，由此可知，此时活塞所受到的　摩擦　力为0.3N。
小华根据改进后测得的数据，重新计算大气压的值。
【解答】解：根据p＝＝＝知步骤三为：用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度；
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，产生的力会和外部大气压力抵消一部分，这样使得弹簧测力计受到的拉力减小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，使水充满在注射器小孔中，这样可排尽注射器小孔中残余气体，减小实验过程中的测量的误差；②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而使测量值偏大。所以小华取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N，此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。
故答案为：用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度；①排出注射器内的空气；②摩擦。
13、学习了大气压的相关知识后，同学们想估测一下大气压的大小。他们准备了如下器材：不同规格的注射器、两个弹簧测力计（量程为10N）、刻度尺、一个铁丝做成的T型钩、细线、橡皮帽等。某组同学在实验中选了B规格的注射器，发现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲实验装置，顺利完成了测量任务。具体步骤如下：
①先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；
②把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F。
请根据他们实验方案回答以下问题：
若不考虑其他因素的影响，则本次测量大气压值p＝　　。
（2）实验过程中，同学们发现注射器顶端装针头处，空气无法排尽。这将使得测量结果比当天气压　偏小　（填“偏大”或者“偏小”）。请你想一个方法帮助他们解决这个问题，写出你的操作方案　将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口　。
（3）另外一组的同学用一个弹簧测量计也完成了实验，请你分析他们选择的是哪个注射器，并说明理由：　选C注射器，因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小　。
【解答】解：（1）由步骤①可知，注射器的最大刻度为V，全部刻度的长度为L，注射器活塞的横截面积为S＝；由步骤③可知当刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F，则由力的平衡条件可知大气对活塞的压力为2F，此时大气压的数值：p＝＝＝；（2）注射器顶端装针头处的空气无法排尽，内部空气对活塞的压力会和外部大气压力抵消一部分，这样使得弹簧测力计受到的拉力减小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口，可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽；（3）因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小，拉动活塞的拉力也可以小一点，所以当用一个弹簧测力计时，可换用横截面积小的注射器，故选C；
故答案为：（1）；（2）偏小；将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口；（3）C注射器；因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小。
14、在自主学习探究过程中，某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小，具体实验步骤是：
①用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘平面面积为10cm2；
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；
③将吸盘沾水湿润后，压在平面镜上，排尽吸盘内空气；
④用弹簧秤水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为95N；
⑤记录整理数据；⑥算出大气压的值，分析实验结论。实验装置如图。
请结合你所学的知识分析：
（1）上叙的实验步骤中，哪一步是多余的 　②　（填序号）。
（2）将吸盘沾水湿润的目的是 　排尽吸盘内的空气，防止外界大气进入吸盘　。
（3）根据该同学的实验数据，计算得到的大气压的值等于 　9.5×104Pa　。
（4）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，则你预计的弹簧秤示数比95N大还是小，并说出你的理由。 　吸盘外侧空气流速增大，气压变小，气压对吸盘的压力减小，所以拉动至脱落时的拉力示数小于95N。
【解答】解：（1）根据压强公式p＝可知，测量大气压强的大小，需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积，没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力，因此步骤②是多余的；
（2）将吸盘沾水的目的是排尽吸盘内的空气，防止外界大气进入吸盘；
（3）根据题意可知，大气对吸盘的压力F＝F示＝95N，若不考虑实验过程中的其他影响因素，实验时的大气压值：p＝＝＝9.5×104Pa；
（4）由图可知，若将吹风机的出风口如图乙那样对着吸盘自上而下吹风，
根据流体压强和流速的关系可知，吸盘外侧空气流速增大，压强变小，大气对吸盘的压力减小，所以，弹簧秤拉动吸盘至恰好脱落时的示数一般会小于95N。
故答案为：（1）②；（2）排尽吸盘内的空气，防止外界大气进入吸盘；
（3）9.5×104Pa；（4）弹簧秤示数比95N小；吸盘外侧空气流速增大，气压变小，气压对吸盘的压力减小，所以拉动至脱落时的拉力示数小于95N。
15、某科学实验小组利用注射器、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，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是　排尽注射器内的空气　。如图1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，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为30N。
（2）如图2所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为　6.00　cm，计算出活塞的横截面积。
（3）计算得到大气压强的数值为　9×104　Pa。
（4）同学们发现实验误差较大，请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）
①　空气没有排尽　；
②　注射器筒壁与活塞之间有摩擦　。
【解答】解：（1）将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。（2）从图中可以看出，注射器可容纳的药水容积为20ml＝20cm3，这20cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm，故活塞的横截面积为S＝＝＝cm2。
（3）可计算出大气压强的值为：p大气＝＝＝9×104Pa。
（4）从实验结果看，测量结果小于一标准大气压，造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等；拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大。
故答案为：（1）排尽注射器内空气；（2）6.00；（3）9×104；
（4）①空气没有排尽，②活塞与筒壁之间有摩擦。
16、小龙做“估测大气压值”的实验。
（1）在如图所示的装置中，小明不能采用乙图的装置来估测大气压强，其原因是　乙方法中要考虑活塞的重力，使测量不准确　。
（2）实验步骤如下：
A．先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数（即大气对活塞的压力）F；
C．读出注射器的容积V；
D．用刻度尺测出注射器筒的全部长度L。
（3）思考并回答：
①以上实验步骤中有一处错误请加以改正：　D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L　。
②用测得的物理量表示大气压强的表达式：p＝　　。
（4）小开对小龙的实验进行改进，在完成A、B步骤，活塞回到注射器底端后，添加了“取下注射器小孔的橡皮帽。再次沿正确方向慢慢匀速拉动注射器筒，记下弹簧测力计的读数”这一实验步骤的目的是为了　减小摩擦力对实验结果的影响　。
【解答】解：（1）乙图装置中，向下拉活塞时，由于活塞受到自身的重力，会增大弹簧测力计的示数；（3）①注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积，有效长度是指注射器带刻度的部分；②注射器活塞的面积为S＝，
由二力平衡的条件可知：F＝p大气S＝p大气，所以p大气＝；
（4）如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而使测量值偏大。所以小红的这一实验步骤，是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
故答案为：（1）乙方法中要考虑活塞的重力，使测量不准确；
（3）①D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L；②；（4）减小摩擦力对实验结果的影响。
17、如图，小明利用标有2.5毫升的一次性注射器，弹簧测力计细绳、橡皮帽等器材，对大气压的值进行测量，
（1）该实验中缺少的测量工具是　刻度尺　。
（2）该实验在水平方向上进行测量是为了　消除注射器自重对实验的影响　。
（3）下面是记录实验情况的表格，请将其中_____处数据补充完整。
弹簧秤的示数F/牛 注射器容积V/mL 注射器刻度总长度L/cm 大气压P/帕
7.5 2.5 4 　1.2×105　
（4）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明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，上述原因可能会使测量值大于真实值的是　C　。
A．①③ B．①④ C．②③
【解答】解：
（1）该实验的实验原理是p＝，为了测出活塞的面积，根据注射器的容积公式V＝SL可知，需要测出刻度部分的长度，因此还需要的器材是刻度尺；（2）若该实验不在水平方向上进行，由于注射器受重力的作用，弹簧测力计的示数会增大，测量的误差增大，所以托住弹簧测力计保持在水平方向的目的是消除注射器的重力对实验的影响，提高实验的准确度；（3）从表中数据可知，注射器容积V＝2.5mL＝2.5cm3，L＝4cm；活塞面积S＝＝＝0.625cm2；
大气压力F＝F示＝7.5N，活塞面积S＝0.625cm2，
所测大气压强：p＝＝＝1.2×105Pa，故表格空白处应填：1.2×105；
（4）根据压强公式p＝可知，受力面积一定，①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；会使测得的拉力变小，算出的大气压会偏小；②活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大；③弹簧测力计的示数没有读准，会使力的测量值偏大或偏小，算出的大气压也可能偏大，也可能偏小；④活塞与注射器筒壁不完全密封，会使测得的拉力变小，算出的大气压会偏小；因此可能会使测量值大于真实值的是②③，故选C。
故答案为：（1）刻度尺；（2）消除注射器自重对实验的影响；（3）1.2×105；（4）C。
四．计算题（共5小题）
18、如图是用注射器估测大气压值的实验。
（1）实验中，分析研究的对象是大气对　活塞　（选填“针筒”、“活塞”）的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时，可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对　平衡力　（选填“平衡力”或“相互作用力”）；
（2）在测量大气压的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学采用了图示装置，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，向质量为100g的烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得烧杯中水的质量为880g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得烧杯中水的质量为460g，活塞面积为7×10﹣5m2，g＝10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压的值应为多少？
【解答】解：（1）该实验中以活塞为研究对象；分析研究的是大气对活塞的压力；当注射器中的活塞开始滑动时，弹簧测力计的拉力与大气的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在同一物体上，是一对平衡力；
（2）当注射器中的活塞开始向左滑动时，G1＝（880×10﹣3kg+100×10﹣3kg）×10N/kg＝9.8N，
对活塞受力分析：F+f＝G1＝9.8N；
当注射器中的活塞开始向右滑动时，G2＝（460×10﹣3kg+100×10﹣3kg）×10N/kg＝5.6N，
对活塞受力分析：F﹣f＝G2＝5.6N；两式联立解得：F＝7.7N，f＝2.1N，
所测大气压的值：p＝＝＝1.1×105Pa。
故答案为：（1）活塞；平衡力；（2）所测大气压的值应为1.1×105
19、刘杰家的压力锅锅盖上标有“XX铝制品厂24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是m，排气孔的直径约为d．这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（锅盖重力不计，已知大气压强为p0，压力锅盖的面积为S2）
【解答】解：（1）排气孔的横截面积为：S＝πr2＝π（）2＝，
压力锅正常工作且内部水蒸气的压强最大时，限压阀处于平衡状态，受到竖直向上锅内气体的压力、竖直向下的重力和大气压力，则p0S+mg＝pS，p＝＝p0+，
＝1+＝1+＝1+，即锅内的最大压强约为大气压强的1+倍。
（2）锅盖面积为：S′＝πr′2＝π×，锅盖所承受的最小压力为：
F＝pS′﹣p0S′＝（p0+﹣p0）S′＝S′＝mg×＝（）2mg。
20、如图是小杰家的压力锅示意图，锅盖上标有“××铝制品厂24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是100g，排气孔的面积约为7.5mm2，求：
（1）这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强是多少？（结果保留三个有效数字）
（2）锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（锅盖内有效受压面积约为0.045m2）
（3）假设实验测得水的沸点与压强的关系近似如图2所示的图像，若你是工程技术人员，要设计出一个水达到120℃时才能沸腾的压力锅，排气孔的面积为8mm2，限压阀的质量应为多少克？（大气压强为1.01×105Pa，g＝10N/kg）
【解答】解：（1）排气孔的横截面积为：S＝7.5mm2＝7.5×10﹣6m2，
限压阀的质量为：m＝100g＝0.1kg，根据二力平衡知识可知：p0S+mg＝pS，
则锅内的最大压强p＝＝≈2.343×105Pa；
（2）锅盖面积为：S′＝0.045m2，∵p＝，
∴锅盖所承受的最小压力为：F＝pS′﹣p0S′＝（2.343×105Pa﹣1.01×105Pa）×0.045m2＝5.9985×103N；
（3）排气孔的横截面积为：S″＝8mm2＝8×10﹣6m2，
由图像可知水的沸点为120℃时，锅内的压强为p′＝1.6×105Pa，∵p＝＝，
∴限压阀的重力为G＝（p′﹣p0）×S″＝（1.6×105Pa﹣1.01×105Pa）×8×10﹣6m2＝0.472N，
∵G＝mg，∴限压阀的质量m＝＝＝0.0472kg＝47.2g。
21、如图所示，压力锅直径为24cm，限压阀出气口直径为3.5mm，限压阀质量为100g，使用时压力锅内外最大压强差是多少？合多少标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力？
【解答】解：（1）排气孔的横截面积为：
S＝πr2＝3.14×（×3.5mm）2 ＝9.61625mm2＝9.61625×10﹣6m2，
限压阀的质量为：m＝100g＝0.1kg，限压阀对出气口的压力F＝G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，
使用时压力锅内外最大压强差是△P＝＝≈1.0×105Pa＝1标准大气压；
（2）锅盖半径r′＝＝12cm＝0.12m，
锅盖面积为：S′＝πr′2＝3.14×（0.12m）2＝4.5216×10﹣2m2，
锅盖所承受的最小压力为：F＝△PS′＝1×105Pa×4.5216×10﹣2m2＝4.5216×103N。
22、高压锅盖直径为24cm，限压阀出气口横截面积是10mm2，限压阀质量是100g，在1标准大气压（近似为105Pa）下使用时，
（1）锅内气体能达到的最大压强是多大？（2）锅盖内外两表面的压力差的最大值是多大？
（3）若经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续使用，原来的限压阀还能不能继续使用？若不能，应该在配一个质量为多大的限压阀？
【解答】解：（1）F＝G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，s＝10mm2，＝0.00001m2，P0＝1×105Pa，
P1＝＝＝1×105Pa。P内＝P0+P1＝1×105Pa+1×105Pa＝2×105Pa；
（2）s锅盖＝π＝0.045216m2，△p＝p内﹣p0＝2×105Pa﹣1×105Pa＝1×105Pa，
G△F＝△Ps锅盖＝1×105Pa×0.045216m2＝4521.6N，
P限＝P最大﹣P0＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa，
F限＝P限s＝0.8×105Pa×0.00001m2＝0.8N，
G＝F限＝0.8N，m＝＝＝0.08kg＝80g。
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