必考点8:托里拆利实验及大气压的变化问题(学生版+教师版)2022年中考物理一轮总复习压力与压强问题分类专练(全国通用版)

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必考点8:托里拆利实验及大气压的变化问题(学生版+教师版)2022年中考物理一轮总复习压力与压强问题分类专练(全国通用版)

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必考点8:托里拆利实验及大气压的变化问题(原卷版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2020·辽宁沙河口 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末)如图,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中封闭一定量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量。在洗衣机进水的过程中,下列判断正确的是(  )
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A.洗衣缸和细管构成一个连通器
B.细管中空气的密度逐渐变小
C.细管中空气的压强逐渐变小
D.洗衣缸和细管中水面高度差逐渐变大
2.(2021·重庆北碚·)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,小刘同学自制一个气压计来研究大气压与高度的关系,在安装的过程中不经意间发现玻璃管内的水面比瓶内水平面低,如果把这个自制气压计从山脚拿到山顶的过程中,则下列说法正确的是(  )21教育网
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A.瓶内气压大于瓶外气压;两液面的高度差变小
B.瓶内气压小于瓶外气压;两液面的高度差变大
C.瓶内气压大于瓶外气压;两液面的高度差变大
D.瓶内气压小于瓶外气压;两液面的高度差变小
3.(2021·广东江门·八年级期末)关于下面四幅图的说法中错误的是(  )
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A.图甲所示托里拆利实验中,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度不变
B.图乙所示排水管U形“反水弯”是一个连通器
C.图丙所示在 B管吹气,A管中水而上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.图丁所示把这自制气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
4.(2021·内蒙古海拉尔·) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示为自制的气压计,在用塞子封闭后,向瓶内吹气,使水沿着玻璃管上升到瓶口以上,拿着它从一楼上到六楼,可以观察到玻璃管内水柱高度(  )21世纪教育网版权所有
A.增大 B.减小 C.不变 D.先减小后增大
5.(2021·山西太原·八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期末)如图是一款网红“晴雨瓶”。它由密闭球体A和上端开口的玻璃管B组成,A和B的底部相连通。瓶内装适量有色液体,随着天气阴晴转换,B内液面高度也会发生变化。下列说法正确的是(  )www.21-cn-jy.com
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A.若遇晴朗天气(气压升高),B管内液面会下降
B.若将此瓶从一楼拿到十楼,B管内液面会下降
C.若再向瓶内加入一些液体,A和B内液面可能相平
D.若在A的顶部轻轻打开一个小孔,则液体可能从B管口喷出
6.(2021·峨山彝族自治县教育科学研究所)下列与压强有关的说法中,正确的是(  )
A.气体流速大的地方压强大,在流速小的地方压强小
B.海拔越高的地方,大气压越大,水的沸点也越高
C.只要操作方法正确,托里拆利实验在任何地方做的结果都是相同的
D.学生用吸管“吸”早餐奶与大气压有关
7.(2021·湖南新田·)图示的托里拆利实验,下列说法正确的是(  )
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A.玻璃管里有少量空气时,玻璃管内的水银柱会变长
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.换用粗玻璃管做实验,管内外水银柱高度差将减小
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
8.(2021·湖北天门 ( http: / / www.21cnjy.com )·八年级期末)如图所示的是托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是(  )
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A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强为76cm高水银柱产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
9.(2021·广东三水·八年级期末)如图所示是某同学测定大气压值的托里拆利实验及其数据,测得的大气压值等于(  )【来源:21·世纪·教育·网】
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A.74cmHg B.76cmHg C.77cmHg D.79cmHg
10.(2021·山东诸城·八年级期末)如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是(  )
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A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变低
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将不变
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将变大
二、填空题
11.(2021·沙坪坝·重 ( http: / / www.21cnjy.com )庆八中八年级期末)如图所示是重庆八中物理社团同学进行托里拆利实验时的测量数据,当时当地的大气压强为______mmHg;若将玻璃管从竖直位置适当向右倾斜,则玻璃管内水银柱的高度差______(选填“变高”、“不变”或“变低”)。21·世纪*教育网
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12.(2021·湖南雨花·八年级期末)如图所示是关于压强的三个实验情境:
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(1)甲图实验中,通过观察按压笔尖笔尾两手指的凹陷程度,反映压力的作用效果与_______有关;
(2)乙图实验中,玻璃管倾斜时,玻璃管内外水银面的高度差变化情况是_______;
(3)丙图实验中,向玻璃管中吹风,由于 U 形管 A、B两管上方空气流速不同,______管中的液面将上升。21*cnjy*com
13.(2021·天津南开翔宇学校 ( http: / / www.21cnjy.com )八年级期末)某同学做托里拆利实验,如图所示,当时的大气压值等于______mm高水银所产生的压强。若该同学皮肤表面积约1.5×104cm2,则受到的大气压力约______N。(ρ水银=13.6×103kg/m3,g取10N/kg)
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14.(2021·陕西临潼·八年级期末)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,在一个标准大气压下,利用1 m长的玻璃管做托里拆利实验。若将玻璃管倾斜放置,管中水银柱的高度将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若用水来代替水银做实验,水______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管;若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。2·1·c·n·j·y
15.(2021·广西柳州·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com ))影响大气压的因素很多,其中最主要的是海拔高度。如图显示了用同一个普通电水壶在三个地方烧水时水沸腾的温度。从中可知北京当时的大气压值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)一个标准大气压;大气压随高度增加而______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。【版权所有:21教育】
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16.(2021·西安高新第一中学 ( http: / / www.21cnjy.com )初中校区八年级期末)某同学利用两个相同玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管,分别组成如图甲、乙所示的两个装置。用双手挤压甲玻璃瓶,会看到细管中的水面_________,这个实验说明了力可以改变物体的_________。乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼,因为气压随海拔高度的升高而_________,会看到细管中的水面_________。21*cnjy*com
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17.(2021·衡阳市华新实验中学)小 ( http: / / www.21cnjy.com )明将自制气压计从一楼拿到六楼,如下图所示,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,这表明:随着高度的逐渐增加,大气压逐渐______;一切液体的沸点都是随着气压的减小而______。
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18.(2021·广西横县·八年级期末)小 ( http: / / www.21cnjy.com )明利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中,观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。根据表中的数据可知,在4楼,瓶内气体压强比瓶外气压______(选填“高”或“低”)__________Pa;从1楼到5楼,大气压降低了________Pa。(水的密度为1.0×103kg/m3)
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差/cm 5.0 5.3 5.7 6.0 6.3
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三、实验题
19.(2021·衡阳市华 ( http: / / www.21cnjy.com )新实验中学九年级二模)小李骑自行车参加健身活动,在活动中休息时他停放在烈日下的自行车车胎爆裂了,小李分析后猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关。回到学校后,小李根据猜想做了如图所示的探究实验:
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1.将烧瓶连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气;
2.将烧瓶放入水槽中,给水槽中的水加热,水温上升;
3.在每次测量时都使压强计左侧水银液面 ( http: / / www.21cnjy.com )保持在图中A点的位置不变,每隔一段相同时间后同时记录水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及压强计中水银柱的液面高度差,各次测量实验数据记录如表:21cnjy.com
气体的温度/ 20 30 40 50 …
水银柱的液面高度差/ 0 24 50 80 …
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量时都 ( http: / / www.21cnjy.com )要使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的______不变;容器中密闭空气的压强的变化是通过________来反映的;【出处:21教育名师】
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在体积不变时,气体的压强随温度的升高而___________。21教育名师原创作品
20.(2021·河北桥西·)2021年5月15日,随着“天问一号火星探测器成功着陆火星,我国火星探测计划正式开始,相信在不远的将来,中国的航天员一定能站在火星的表面上。假如小明就是这样一位登陆火星的中国航天员.登陆火星表面后,小明马上开始了他的探索任务:(已知:,,)
(1)他首先取出从地球上带来的一个质量为的钩码,用弹簧测力计测量它在火星上的重力如图甲所示,由此我们可以知道火星上的重力与质量的比值=______。
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(2)小明在飞往火星之前在地球上的实验室中做了托里拆利实验,测定了当地的大气压强是水银柱。实验装置如图乙所示当装满水银的玻璃管插入水银槽中后,玻璃管有点倾斜,但试管口未露出管内液面未达到顶端,小明的该实验过程是否影响实验结果的准确性:答______(选填“影响”或“不影响”)。
(3)小明查阅了很多有关火星的资料,他知道火星的大气压强只有不到地球上大气压强的1%。因此,当他到达火星后,用水代替水银再做托里拆利实验,并且实验步骤同地球上一样,且均正确,如图甲所示,则小明测得火星上的大气压强是=______。
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(4)小明在火星上捡到一块岩石,他想知道这块岩石的质量,于是他拿出从地球上带来的杠杆和每个质量为的钩码,当杠杆平衡后,如图乙所示,则这块岩石的质量为m=______。
(拓展)若小明在火星上发现了 ( http: / / www.21cnjy.com )一些液体,他设想用从地球上带来的密度计测量这种未知液体的密度,若密度计是准确的,测量方法也是正确的,则其测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
21.(2021·上海九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )课时练习)参加物理兴趣小组活动时,小明和小红在老师指导下利用托里拆利实验装置安全测量大气压强值,小红实验时玻璃管中不慎混进了一些空气。实验中他们的测量值如图甲和乙所示,已知水银密度13.6×103kg/m3,g取9.8 N/kg。根据他们的实验,可以得到:
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(1)可知当时的大气压强等于___________ Pa;
(2)乙图中玻璃管内空气的压强相当于___________mm高水银柱所产生的压强;
(3)若小明在甲图中管的A处扎一个孔,此时没有水银从A处流出,原因是___________。
22.(2021·山西孝义·)在学 ( http: / / www.21cnjy.com )习了大气压强的知识后,小明知道大气压随海拔高度的增加而减小。同时也了解到海拔和气温会对空气的稀薄程度产生影响。小明猜想:干燥空气的密度可能与大气压和气温有关。于是查阅相关资料,汇总出了下表,请根据表中相关数据回答问题:21·cn·jy·com
气压/Pa密度/(kg/m3)温度/°C 93300 96000 101000 104000
5 1.17 1.20 1.27 1.30
10 1.15 1.18 1.25 1.28
15 1.13 1.16 1.23 1.26
20 1.11 1.14 1.21 1.24
(1)当温度为5℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为___________kg/m3;
(2)分析数据可知干燥空气的密度与气压的关系是:______________;
(3)通常情况下,某地区冬季的气压比夏季高,则该地区冬季干燥空气的密度______夏季干燥空气的密度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验结束后小明自制了一 ( http: / / www.21cnjy.com )个气压计(下图)来观察大气压与海拔高度的关系,当小明拿该装置从1楼爬到6楼时,管中液面将___________(选填“上升”或“下降”)。
四、综合题
23.(2021·全国九年级专题练习)中国地 ( http: / / www.21cnjy.com )域辽阔,地质构造复杂,地貌形态多样。在高原地区,由于海拔较高,大气压较低,会出现因为水的沸点达不到100℃,而不易煮熟食物的问题。www-2-1-cnjy-com
(1)一般情况下,青岛的大气压_ ( http: / / www.21cnjy.com )________(填“大于”或“小于”)拉萨的大气压,所以在青岛水的沸点__________(填“大于”或“小于”)在拉萨的水沸点。
(2)为避免在高原地区因煮不 ( http: / / www.21cnjy.com )熟食物而造成的影响,可以选用高压锅做饭。高压锅又叫压力锅,是将水受热产生的水蒸气“锁在”高压锅内,使锅内气压大于1个标准大气压,从而使高压锅内部形成一个高温高压环境,就容易让饭菜更快做熟,并且相当酥烂。根据高压锅的特点,学校小组的同学对气体压强和气体温度间的关系产生了兴趣。他们查阅资料,找到了一定质量和体积的理想气体压强和热力学温度的实验数据如下。其中T为热力学温度,单位为开尔文,符号是K。(注:热力学温度和摄氏度的关系是T=273+t,即1℃换算为热力学温度为274K)
T/K 250 300 350 400
P/Pa 6.6×105 7.9×105 9.2×105 10.5×105
2.6×103 2.6×103 2.6×103 2.6×103
①由上述实验数据同学们可以得出一定质量和体积的理想气体压强增大,热力学温度_______(填“升高”或“降低”)。2-1-c-n-j-y
②一定质量和体积、热力学温度为300K的理想气体,温度升高60℃,其压强变化________Pa。
24.(2021·广东天 ( http: / / www.21cnjy.com )河·八年级期末)不同海拔高度的大气压与水的沸点近似值见表,从化区与龙门县交界处的天堂顶是广州最高海拔高度,约为1.2km,广州塔观景台的海拔高度约为500m。(ρ水银=13.6×103 kg/m3,g=10N/kg)
海拔高度(km) 大气压强(kPa) 水沸点(°C)
3 70 91
2 80 93
1 90 97
0 101 100
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(1)随着海拔高度减小,大气压强______(选填“增大”“不变” “减小”),天堂顶上水的沸点比在市区平地______(选填“高”“低”);【来源:21cnj*y.co*m】
(2)小明利用图简易气压计 ( http: / / www.21cnjy.com )测量广州塔观景台上的大气压强,从广州塔底部到观景台,气压计玻璃管中的液面会______(选填“上升”“下降”“不变”);
(3)在天堂顶用图装置测大气压,显示如图,则 ( http: / / www.21cnjy.com )当时该处大气压相当于______cm高的水银柱所产生的压强,该压强是多少______Pa;若将装置放在密闭室,抽出室内空气过程中,管内液面面______(选填“上升”“下降”“不变”)。
25.(2021·河北丰润·八年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com ))(1)如图所示,老师在做托里拆利实验时,当时大气压相当于______mmHg产生的压强;若玻璃管的顶端混入了部分空气,实验测得气压值______实际值(选填“大于”“小于”或“等于”);如果将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱高度会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
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(2)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正 ( http: / / www.21cnjy.com )立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图A、B所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,矿泉水瓶对桌面的压强分别为pA'和pB',则FA_____FB,pA'_____pB'(选填“>”、“<”“=”)。
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必考点8:托里拆利实验及大气压的变化问题(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2020·辽宁沙河口·八年级期末)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中封闭一定量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量。在洗衣机进水的过程中,下列判断正确的是(  )【来源:21cnj*y.co*m】
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A.洗衣缸和细管构成一个连通器
B.细管中空气的密度逐渐变小
C.细管中空气的压强逐渐变小
D.洗衣缸和细管中水面高度差逐渐变大
【答案】D
【详解】
A.细管上端是密封的,所以洗衣缸和细管没有构成一个连通器,故A错误;
B.在洗衣机进水的过程中,细管中空气的体积逐渐变小,质量不变,由密度公式可知,细管中空气的密度逐渐变大,故B错误;
C.细管中空气的密度逐渐变大,所以细管中空气的压强逐渐变大,故C错误;
D.洗衣缸和细管中水面高度差与细 ( http: / / www.21cnjy.com )管内空气压强和洗衣缸上方气体压强的压强差有关,洗衣缸上方气体压强不变,细管中空气的压强逐渐变大,压强差变大,所以洗衣缸和细管中水面高度差逐渐变大,故D正确。
故选D。
2.(2021·重庆北碚·)如图所示,小刘 ( http: / / www.21cnjy.com )同学自制一个气压计来研究大气压与高度的关系,在安装的过程中不经意间发现玻璃管内的水面比瓶内水平面低,如果把这个自制气压计从山脚拿到山顶的过程中,则下列说法正确的是(  )
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A.瓶内气压大于瓶外气压;两液面的高度差变小
B.瓶内气压小于瓶外气压;两液面的高度差变大
C.瓶内气压大于瓶外气压;两液面的高度差变大
D.瓶内气压小于瓶外气压;两液面的高度差变小
【答案】D
【详解】
图中玻璃管内的水面比瓶内水平面低,可理 ( http: / / www.21cnjy.com )解为外界大气压将管中的水压入瓶内,说明外界大气压大于瓶内气压,即瓶内气压小于瓶外气压;把这个自制气压计从山脚拿到山顶的过程中,由于海拔升高,外界大气压减小,水被压向瓶外,所以管中液面升高,两液面的高度差变小。
故选D。
3.(2021·广东江门·八年级期末)关于下面四幅图的说法中错误的是(  )
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A.图甲所示托里拆利实验中,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度不变
B.图乙所示排水管U形“反水弯”是一个连通器
C.图丙所示在 B管吹气,A管中水而上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.图丁所示把这自制气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
【答案】C
【详解】
A.托里拆利测量大气压试验中,玻璃管是否倾斜不影响水银柱的高度,故A正确,不符合题意;
B.连通器上端开口底部连通的容器,U形“反水弯”是一个连通器,故B正确,不符合题意;
C.B管吹气,A管中水而上升,是因为流速大的地方压强小,故C错误,符合题意;
D.大气压随海拔的升高而降低,从山下移到山顶,大气压减小,而瓶内气体压强不变,所以细管内液柱在两者的压强差下会上升,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2021·内蒙古海拉尔·)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示为自制的气压计,在用塞子封闭后,向瓶内吹气,使水沿着玻璃管上升到瓶口以上,拿着它从一楼上到六楼,可以观察到玻璃管内水柱高度(  )
A.增大 B.减小 C.不变 D.先减小后增大
【答案】A
【详解】
ABCD.由题意可知,该气压计在使用 ( http: / / www.21cnjy.com )时,水柱在瓶口之上,拿着它从一楼上到六楼,高度变高,外界大气压降低,瓶子内部气压大于外界大气压,故可以观察到玻璃管内水柱高度上升,即玻璃管内水柱高度增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2021·山西太原·八年 ( http: / / www.21cnjy.com )级期末)如图是一款网红“晴雨瓶”。它由密闭球体A和上端开口的玻璃管B组成,A和B的底部相连通。瓶内装适量有色液体,随着天气阴晴转换,B内液面高度也会发生变化。下列说法正确的是(  )
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A.若遇晴朗天气(气压升高),B管内液面会下降
B.若将此瓶从一楼拿到十楼,B管内液面会下降
C.若再向瓶内加入一些液体,A和B内液面可能相平
D.若在A的顶部轻轻打开一个小孔,则液体可能从B管口喷出
【答案】A
【详解】
A.晴天大气压比阴雨天高,即阴雨天时瓶外的大气压小于晴天时瓶外的大气压,而瓶内的大气压不变,所以晴天B管液面会下降,故A正确;【版权所有:21教育】
B.大气压随着高度的增加而减小,若将此瓶从一楼拿到十楼,外界大气压变小,而A内部气压不变,所以B管液面会上升,故B错误;
C.若再向瓶内加入一些液体,但只要瓶内与瓶外有气压差,A和B内液面就不可能相平,故C错误;
D.若在A的顶部轻轻打开一个小孔,则装置变成连通器,两液面相平,故D错误。
故选A。
6.(2021·峨山彝族自治县教育科学研究所)下列与压强有关的说法中,正确的是(  )
A.气体流速大的地方压强大,在流速小的地方压强小
B.海拔越高的地方,大气压越大,水的沸点也越高
C.只要操作方法正确,托里拆利实验在任何地方做的结果都是相同的
D.学生用吸管“吸”早餐奶与大气压有关
【答案】D
【详解】
A.流体与压强的关系是流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,故A错误;
B.海拔越高,大气压越低,水的沸点也越低,故B错误;
C.托里拆利实验测量结果与当地大气压有关,不同的地方,当地的大气压可能不同,即测量结果也可能不同,故C错误;
D.吸管“吸”早餐奶时,吸管内的气压减小,管外气压较大,这时大气压将早餐奶从吸管“压进”学生的口中,故D正确。
故选D。
7.(2021·湖南新田·)图示的托里拆利实验,下列说法正确的是(  )
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A.玻璃管里有少量空气时,玻璃管内的水银柱会变长
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.换用粗玻璃管做实验,管内外水银柱高度差将减小
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
【答案】B
【详解】
A.玻璃管内无空气时,管 ( http: / / www.21cnjy.com )内水银柱产生的压强等于外界大气压强。玻璃管里有少量空气时,玻璃管内的水银柱产生的压强与空气压强之和等于外界大气压强,因此玻璃管里有少量空气时,玻璃管内的水银柱会变短,故A错误;21·世纪*教育网
B.外界大气压不变,玻璃管内的水银柱高度不变,玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长,故B正确;
C.外界大气压不变,玻璃管内的水银柱高度不变,与玻璃管粗细无关,故C错误;
D.将此装置从地面移至山顶,外界大气压变小,玻璃管内的水银面会下降,故D错误。
故选B。
8.(2021·湖北天门·八年级 ( http: / / www.21cnjy.com )期末)如图所示的是托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强为76cm高水银柱产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【答案】D
【详解】
A.玻璃管内原来充满水银,后来水银下降,上方是真空。故A正确,不符合题意;
B.水银柱静止时,高度为76cm,所以外界大气压等于76cm高水银柱产生的压强。故B正确,不符合题意;21教育网
C.玻璃管倾斜后,里面水银柱高74cm, ( http: / / www.21cnjy.com )外界大气压为76cm高水银柱,这两个压强的差值为2cm高水银柱,方向是向上的。所以,水银对玻璃管上端有压强。故C正确,不符合题意;【出处:21教育名师】
D.当把倾斜的玻璃管上方打一小 ( http: / / www.21cnjy.com )孔后,水银柱上端的大气压和玻璃槽液面的大气压的作用相互抵消,在重力的作用下,水银柱会下降。故D错误,符合题意。
故选D。
9.(2021·广东三水·八年级期末)如图所示是某同学测定大气压值的托里拆利实验及其数据,测得的大气压值等于(  )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.74cmHg B.76cmHg C.77cmHg D.79cmHg
【答案】A
【详解】
由图中可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为74cm,因此,当时的大气压强等于74cm高水银柱产生的压强,故BCD错误,A正确。
故选A
10.(2021·山东诸城·八年级期末)如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变低
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将不变
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将变大
【答案】C
【详解】
在托里拆利实验中,由于玻璃管内外水银面高度 ( http: / / www.21cnjy.com )差所产生的压强等于外界大气压,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,与玻璃管的粗细、倾斜程度、槽中水银的多少、玻璃管的提升无关。故 ABD 错误,C 正确。
故选C。
二、填空题
11.(2021·沙坪坝·重庆八中八年 ( http: / / www.21cnjy.com )级期末)如图所示是重庆八中物理社团同学进行托里拆利实验时的测量数据,当时当地的大气压强为______mmHg;若将玻璃管从竖直位置适当向右倾斜,则玻璃管内水银柱的高度差______(选填“变高”、“不变”或“变低”)。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】755 不变
【详解】
[1]由图可知,玻璃管中水银柱与水银槽中水银液面高度差为755 mmHg,即当时当地的大气压强为755 mmHg。
[2]若将玻璃管从竖直位置适当向右倾斜,当地的大气压没有发生变化,则玻璃管内水银柱的高度差不变。
12.(2021·湖南雨花·八年级期末)如图所示是关于压强的三个实验情境:
( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)甲图实验中,通过观察按压笔尖笔尾两手指的凹陷程度,反映压力的作用效果与_______有关;
(2)乙图实验中,玻璃管倾斜时,玻璃管内外水银面的高度差变化情况是_______;
(3)丙图实验中,向玻璃管中吹风,由于 U 形管 A、B两管上方空气流速不同,______管中的液面将上升。
【答案】受力面积 不变 A
【详解】
(1)[1]甲图中,两手 ( http: / / www.21cnjy.com )指间的笔静止,处于平衡状态,则两手指对笔的压力为一对平衡力,大小相等,根据相互作用力大小相等,则笔对两个手指的压力大小也相等,但由于笔尖的受力面积小,笔尖端的手指凹陷更深,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(2)[2]乙图中,当玻璃管倾斜时,由于外界大气压不变,能支撑的水银柱高度不变,所以玻璃管内外水银面的高度差不变。
(3)[3]丙图中,向玻 ( http: / / www.21cnjy.com )璃管中吹风,由于A管上方的玻璃管比B管上方细,相同流量的风通过时,则A管上方的流速会大于B管上方的流速。由于流体流速越大的位置压强越小,所以A管上方的气压会小于B管上方的气压,则U形管中的液体将由B压向A,故A管中的液面将上升。
13.(2021·天津南开翔宇学校八年 ( http: / / www.21cnjy.com )级期末)某同学做托里拆利实验,如图所示,当时的大气压值等于______mm高水银所产生的压强。若该同学皮肤表面积约1.5×104cm2,则受到的大气压力约______N。(ρ水银=13.6×103kg/m3,g取10N/kg)
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】760 1.55×105
【详解】
[1]从水银柱的上表面到水银槽液面的高度恰好是由大气压支持的,所以当时的大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强。
[2]由p=gh可知,此时大气压强为
又由F=pS可得,皮肤受到的大气压力为
14.(2021·陕西临潼·八年级期末)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,在一个标准大气压下,利用1 m长的玻璃管做托里拆利实验。若将玻璃管倾斜放置,管中水银柱的高度将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若用水来代替水银做实验,水______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管;若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变 会 变小
【详解】
[1]将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱高度也不变,但长度会变大一些。
[2]由
p=ρ水银gh水银=ρ水gh水
可得,一标准大气压支撑水柱的高度
因玻璃管的长度1m远小于10.336m,所以如果用水来代替水银做实验,水会充满玻璃管,测不出大气压的值。www.21-cn-jy.com
[3]海拔越高,压强越小,若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将变小。
15.(2021·广西柳州·八年 ( http: / / www.21cnjy.com )级期末)影响大气压的因素很多,其中最主要的是海拔高度。如图显示了用同一个普通电水壶在三个地方烧水时水沸腾的温度。从中可知北京当时的大气压值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)一个标准大气压;大气压随高度增加而______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】等于 减小
【详解】
[1][2]由图知北京烧水时水沸腾的温度为100℃,北京当时的大气压值等于一个标准大气压;大气压强跟高度有关,距离地面越高,大气压强越小。
16.(2021·西安高新第一 ( http: / / www.21cnjy.com )中学初中校区八年级期末)某同学利用两个相同玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管,分别组成如图甲、乙所示的两个装置。用双手挤压甲玻璃瓶,会看到细管中的水面_________,这个实验说明了力可以改变物体的_________。乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼,因为气压随海拔高度的升高而_________,会看到细管中的水面_________。
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【答案】上升 形状 减小 升高
【详解】
[1] 用双手挤压甲玻璃瓶,玻璃瓶挤压水,水受到挤压,会看到细管中的水面上升。
[2] 这个实验说明了力可以改变物体的形状。
[3]乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼,因为气压随海拔高度的升高而减小,因为高度越高,空气越稀薄,气压越小。21·cn·jy·com
[4]28楼大气压减小,小于瓶内气压,瓶内气压将水往细管中挤压,故细管中水柱上升。
17.(2021·衡阳市华新实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )学)小明将自制气压计从一楼拿到六楼,如下图所示,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,这表明:随着高度的逐渐增加,大气压逐渐______;一切液体的沸点都是随着气压的减小而______。
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【答案】减小 降低
【详解】
[1]小明将自制气压计从一楼拿到六楼,如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,而容器内的空气压强是不变的,容器内空气对水面的压强,大小等于容器内水面上方玻璃管内的水柱产生的压强和外界大气压强之和,水柱逐渐升高即水柱产生的压强在变大,则外界大气压强在变小,高度在逐渐增加,这表明:随着高度的逐渐增加,大气压逐渐减小。
[2]大气压与液体沸点的关系是一切液体的沸点都是随着液面上方气压的增大而升高,减小而降低。
18.(2021·广西横县·八年级期末) ( http: / / www.21cnjy.com )小明利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中,观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。根据表中的数据可知,在4楼,瓶内气体压强比瓶外气压______(选填“高”或“低”)__________Pa;从1楼到5楼,大气压降低了________Pa。(水的密度为1.0×103kg/m3)21世纪教育网版权所有
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管内与瓶内水面的高度差/cm 5.0 5.3 5.7 6.0 6.3
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【答案】高 600 130
【详解】
[1]从1楼到4楼,海拔高度升高,而 ( http: / / www.21cnjy.com )大气压随海拔高度的增高而降低,那么瓶外大压在4楼比在1楼的小,而整个过程中,瓶内空气的气压等于瓶外大气压和液柱产生的压强之和,瓶内气压不变,所以在4楼瓶内气体压强高于瓶外的气压。
[2]由表格数据知,在4楼时,管内与瓶内水面的高度差为6cm,即瓶内外气体压强差
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
[3]从1楼到5楼,大气压的变化量
p1=ρg h=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.063m-0.05m)=130Pa
三、实验题
19.(2021·衡阳市华新实验中学九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )二模)小李骑自行车参加健身活动,在活动中休息时他停放在烈日下的自行车车胎爆裂了,小李分析后猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关。回到学校后,小李根据猜想做了如图所示的探究实验:
( http: / / www.21cnjy.com / )
1.将烧瓶连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气;
2.将烧瓶放入水槽中,给水槽中的水加热,水温上升;
3.在每次测量时都使压强计左侧水 ( http: / / www.21cnjy.com )银液面保持在图中A点的位置不变,每隔一段相同时间后同时记录水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及压强计中水银柱的液面高度差,各次测量实验数据记录如表:
气体的温度/ 20 30 40 50 …
水银柱的液面高度差/ 0 24 50 80 …
(1)根据小李上述实验过程可知:每次测量 ( http: / / www.21cnjy.com )时都要使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的______不变;容器中密闭空气的压强的变化是通过________来反映的;2-1-c-n-j-y
(2)分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在体积不变时,气体的压强随温度的升高而___________。
【答案】体积 水银柱液面高度差 升高
【详解】
(1)[1]此处用到控制变量法,因为气体体积也会影响气体压强,所以要探究一定量气体压强与温度的关系,就要控制气体的体积不变。
[2]由表中数据可知,气体温度越高,水银柱的液面高度差越大,所以容器中密闭空气的压强的变化是通过水银液面高度差来反映的。
(2)[3]由上表数据可知,一定质量的气体,在体积不变时,气体的压强随温度的升高而升高。
20.(2021·河北桥西·)2021年5月15日,随着“天问一号火星探测器成功着陆火星,我国火星探测计划正式开始,相信在不远的将来,中国的航天员一定能站在火星的表面上。假如小明就是这样一位登陆火星的中国航天员.登陆火星表面后,小明马上开始了他的探索任务:(已知:,,)
(1)他首先取出从地球上带来的一个质量为的钩码,用弹簧测力计测量它在火星上的重力如图甲所示,由此我们可以知道火星上的重力与质量的比值=______。
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(2)小明在飞往火星之前在地球上的实验室中做了托里拆利实验,测定了当地的大气压强是水银柱。实验装置如图乙所示当装满水银的玻璃管插入水银槽中后,玻璃管有点倾斜,但试管口未露出管内液面未达到顶端,小明的该实验过程是否影响实验结果的准确性:答______(选填“影响”或“不影响”)。
(3)小明查阅了很多有关火星的资料,他知道火星的大气压强只有不到地球上大气压强的1%。因此,当他到达火星后,用水代替水银再做托里拆利实验,并且实验步骤同地球上一样,且均正确,如图甲所示,则小明测得火星上的大气压强是=______。
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(4)小明在火星上捡到一块岩石,他想知道这块岩石的质量,于是他拿出从地球上带来的杠杆和每个质量为的钩码,当杠杆平衡后,如图乙所示,则这块岩石的质量为m=______。21cnjy.com
(拓展)若小明在火星上发 ( http: / / www.21cnjy.com )现了一些液体,他设想用从地球上带来的密度计测量这种未知液体的密度,若密度计是准确的,测量方法也是正确的,则其测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】4 不影响 1000 1.2 等于
【详解】
(1)[1]由图中可知,弹簧测力计的示数为4N,即钩码在火星上的重力为G=4N,钩码的质量为m=1kg,故火星上重力与质量的比值为
(2)[2]做托里拆利实验时,若玻璃管倾斜,则玻璃管中水银柱的长度增大而高度不变,故该实验过程不影响实验结果的准确性。
(3)[3]由图中可知,火星上一个大气压能托起的水柱的高度为
h=26cm-1cm=25cm=0.25m
故由可得,火星上的大气压强为
(4)[4]设杠杆的分度值为L,由题意可知,火星上每个钩码的重力为4N,则由杠杆原理可得
2L12N=5LG石
解得岩石在火星上的重力为G石=4.8N,故岩石的质量为
【拓展】
[5]密度计的原理是当密度计漂浮时,其受到的浮力等于其重力,即
解得液体的密度
若密度计是准确的,测量方法也是正确的,即m和V排都是准确的,所以液体密度也是准确的。
21.(2021·上海九年级课时练习)参 ( http: / / www.21cnjy.com )加物理兴趣小组活动时,小明和小红在老师指导下利用托里拆利实验装置安全测量大气压强值,小红实验时玻璃管中不慎混进了一些空气。实验中他们的测量值如图甲和乙所示,已知水银密度13.6×103kg/m3,g取9.8 N/kg。根据他们的实验,可以得到:21教育名师原创作品
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(1)可知当时的大气压强等于___________ Pa;
(2)乙图中玻璃管内空气的压强相当于___________mm高水银柱所产生的压强;
(3)若小明在甲图中管的A处扎一个孔,此时没有水银从A处流出,原因是___________。
【答案】9.996×104 10 A点上方水银柱压强小于外界大气压
【详解】
(1)[1]托里拆利实验装置是利用大气压强等于玻璃管内水银柱产生的压强,而水银柱的高度
故此时的大气压强
(2)[2]小红实验时由于玻璃管中不慎混进了一些空气后,测得的水银柱高度
测得的大气压强
而里面的空气也会产生压强,里面的气体压强的等于此时外界的大气压强与此时水银柱产生的压强之差,即
根据可得此时玻璃管的气体压强相当于水银柱产生的压强需要的水银柱高度
(3)[3]根据(1)[1]已知,此时的大 ( http: / / www.21cnjy.com )气压等于750mm水银柱产生的压强,在甲图中管的A处扎一个孔,而A点的水银柱高度小于750mm,A点处水银柱的压强小于外界大气压,所以没有水银从A处流出。【来源:21·世纪·教育·网】
22.(2021·山西孝义·)在学习了大气 ( http: / / www.21cnjy.com )压强的知识后,小明知道大气压随海拔高度的增加而减小。同时也了解到海拔和气温会对空气的稀薄程度产生影响。小明猜想:干燥空气的密度可能与大气压和气温有关。于是查阅相关资料,汇总出了下表,请根据表中相关数据回答问题:21*cnjy*com
气压/Pa密度/(kg/m3)温度/°C 93300 96000 101000 104000
5 1.17 1.20 1.27 1.30
10 1.15 1.18 1.25 1.28
15 1.13 1.16 1.23 1.26
20 1.11 1.14 1.21 1.24
(1)当温度为5℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为___________kg/m3;
(2)分析数据可知干燥空气的密度与气压的关系是:______________;
(3)通常情况下,某地区冬季的气压比夏季高,则该地区冬季干燥空气的密度______夏季干燥空气的密度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验结束后小明自制了一个气压计(下图) ( http: / / www.21cnjy.com )来观察大气压与海拔高度的关系,当小明拿该装置从1楼爬到6楼时,管中液面将___________(选填“上升”或“下降”)。
【答案】1.30 气温一定时,气压越高,干燥空气的密度越大 大于 上升
【详解】
(1)[1]从表中数据可看到,当温度为5℃、气压为104000帕时,对应的干燥空气的密度是1.30kg/m3。2·1·c·n·j·y
(2)[2]要探究干燥空气的密 ( http: / / www.21cnjy.com )度与气压的关系,需要保持温度不变,那么从表中数据可知,4种温度的情况下,随着气压的增大,从93300Pa增大到96000Pa,再增大到101000Pa,最后到104000Pa,干燥空气的密度也在变大,可知,气温一定时,气压越高,干燥空气的密度越大。
(3)[3]从表中数据还可知,当气压相同时, ( http: / / www.21cnjy.com )随着温度的升高,干燥空气的密度在变小;由上述[2]解析可知,气温一定时,气压越高,干燥空气的密度越大;所以某地区冬季的气压比夏季高,即可知冬季的温度小、气压大,该地区冬季干燥空气的密度大于夏季干燥空气的密度。
(4)[4]从图中可以看到,瓶 ( http: / / www.21cnjy.com )内的气压大小等于管内液体产生的压强和外界大气压强之和,当小明拿该装置从1楼爬到6楼时,海拔升高,外界大气压变小,但是瓶内的气压几乎不变,那么就需要管内液体产生的压强变大,即管中液面上升。
四、综合题
23.(2021·全国九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )专题练习)中国地域辽阔,地质构造复杂,地貌形态多样。在高原地区,由于海拔较高,大气压较低,会出现因为水的沸点达不到100℃,而不易煮熟食物的问题。
(1)一般情况下,青岛的大气压 ( http: / / www.21cnjy.com )_________(填“大于”或“小于”)拉萨的大气压,所以在青岛水的沸点__________(填“大于”或“小于”)在拉萨的水沸点。
(2)为避免在高原地区因煮不熟 ( http: / / www.21cnjy.com )食物而造成的影响,可以选用高压锅做饭。高压锅又叫压力锅,是将水受热产生的水蒸气“锁在”高压锅内,使锅内气压大于1个标准大气压,从而使高压锅内部形成一个高温高压环境,就容易让饭菜更快做熟,并且相当酥烂。根据高压锅的特点,学校小组的同学对气体压强和气体温度间的关系产生了兴趣。他们查阅资料,找到了一定质量和体积的理想气体压强和热力学温度的实验数据如下。其中T为热力学温度,单位为开尔文,符号是K。(注:热力学温度和摄氏度的关系是T=273+t,即1℃换算为热力学温度为274K)
T/K 250 300 350 400
P/Pa 6.6×105 7.9×105 9.2×105 10.5×105
2.6×103 2.6×103 2.6×103 2.6×103
①由上述实验数据同学们可以得出一定质量和体积的理想气体压强增大,热力学温度_______(填“升高”或“降低”)。
②一定质量和体积、热力学温度为300K的理想气体,温度升高60℃,其压强变化________Pa。
【答案】大于 大于 升高 1.46×105
【详解】
(1)[1][2]拔越高 ( http: / / www.21cnjy.com )气压越低,一般情况下,青岛的大气压大于拉萨的大气压,沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高,所以在青岛水的沸点大于在拉萨的水沸点。
(2)①[3]由图知道,一定质量和体积的理想气体压强增大,热力学温度升高。
[4]由 知道,热力学温度为300K的理想气体,温度升高60℃可得360K的压强
解得P3 =9.36×105 pa,
故压强变化
24.(2021·广东天河·八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级期末)不同海拔高度的大气压与水的沸点近似值见表,从化区与龙门县交界处的天堂顶是广州最高海拔高度,约为1.2km,广州塔观景台的海拔高度约为500m。(ρ水银=13.6×103 kg/m3,g=10N/kg)
海拔高度(km) 大气压强(kPa) 水沸点(°C)
3 70 91
2 80 93
1 90 97
0 101 100
( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)随着海拔高度减小,大气压强______(选填“增大”“不变” “减小”),天堂顶上水的沸点比在市区平地______(选填“高”“低”);21*cnjy*com
(2)小明利用图简易气压计测量广 ( http: / / www.21cnjy.com )州塔观景台上的大气压强,从广州塔底部到观景台,气压计玻璃管中的液面会______(选填“上升”“下降”“不变”);
(3)在天堂顶用图装置测大气压,显示 ( http: / / www.21cnjy.com )如图,则当时该处大气压相当于______cm高的水银柱所产生的压强,该压强是多少______Pa;若将装置放在密闭室,抽出室内空气过程中,管内液面面______(选填“上升”“下降”“不变”)。
【答案】增大 低 上升 65 下降
【详解】
(1)[1]由表格数据知,大气压强随海拔高度的减小而增大。
[2]天堂顶海拔约为1.2km ( http: / / www.21cnjy.com ),则此处大气压强约为90kPa,水的沸点约为97摄氏度,而市区平地水的沸点为100摄氏度,则此处水的沸点比在市区平地的低。
(2)[3]从广州塔底部到观景台,海拔高度升高,瓶外的大气压变小,而瓶内大气压不变,那么瓶内的大气压会将玻璃管的液面往上压,即液面上升。
(3)[4]由图示知,装置中玻璃管内外水银柱的高度为65cm,那么该处大气压相当于65cm水银柱所产生的压强。
[5]此处压强
p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.65m=8.84×104Pa
[6]将图示装置放在密闭室内,在抽出室内空气的过程中,玻璃管外的大气压变小,管见外压强差变小,能压起的水银柱变小,管内液面会下降。www-2-1-cnjy-com
25.(2021·河北丰润· ( http: / / www.21cnjy.com )八年级期末)(1)如图所示,老师在做托里拆利实验时,当时大气压相当于______mmHg产生的压强;若玻璃管的顶端混入了部分空气,实验测得气压值______实际值(选填“大于”“小于”或“等于”);如果将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱高度会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
( http: / / www.21cnjy.com / )
(2)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先 ( http: / / www.21cnjy.com )正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图A、B所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,矿泉水瓶对桌面的压强分别为pA'和pB',则FA_____FB,pA'_____pB'(选填“>”、“<”“=”)。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】760 小于 不变 > <
【详解】
(1)[1]由题图可知此时实验测得的大气压相当于755mmHg。
[2]在做托里拆利实验时,若 ( http: / / www.21cnjy.com )玻璃管的顶端混入了部分空气,则测得的气压值小于实际值,因为管内为真空时,外部大气压能压起的水银柱为755mmHg,但管内混入空气时,管内空气对水银柱也有一个压力,造成外部大气压压起的水银柱偏低。
[3]如果将玻璃管稍微倾斜,管内水银柱高度不变,变化的是水银柱的长度,因为外部大气压值是固定的,则托起的水银柱高度不变。
(2)[4][5]由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据P=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即pA'正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;
倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;因此FA>FB。
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