2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——8.3 空气的力量(原卷版+解析版)

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2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——8.3 空气的力量(原卷版+解析版)

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第八章《压强》
8.3 空气的“力量”
【知识梳理】
一、认识大气压强
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示;
(2)产生原因:因为空气受 作用并且具有 ;
(3)1654年,德国马德堡市市长奥托 格里克,做了著名的 实验,证明了大气压的存在。
二、大气压的测量
(1)精确测量出标准大气压数值的实验: 实验;
(2)实验过程:取一根长约1m、一端封闭的细玻璃管,将玻璃管灌满汞;用手指堵住管口,将玻璃管开口向下倒插在汞液槽中;放开堵管口的手指,让管内的汞流出。发现管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为 mm;
(3)结论:一个标准大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
三、大气压的综合应用
1.大气压的特点:(1)空气内部向 都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都 ;(2)大气压随高度增加而 ;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高;
2.大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa;
3.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而 (如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而 (如用高压锅煮饭快)。
4.证明大气压存在的现象: 、 、 、 、 。
【易错点】
1.在托里拆利实验中,将玻璃管开口向下倒插在汞液槽中;放开堵管口的手指,让管内的汞流出。发现管内水银面下降一些就不再下降,此时玻璃管上方是真空。如果此时顶端开一个小孔,将构成连通器,汞将下降到与外界液面相平。
2.在实验过程中,玻璃管上提、下压、倾斜等都不会影响汞柱的高度。
【规律总结】
1.大气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等;
2.马德堡半球实验证明了大气压的存在;托里拆利实验测出了大气压的值;
3.大气压随高度的增加而减小。
【典例分析】
例(2021湖南常德中考)下列关于大气压的描述,错误的是(  )
A.1标准大气压值约为105Pa
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高
D.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
【思路小结】
本题考查大气压基础知识辨析,一般把需要记忆的内容掌握即可准确辨析。如大气压的特点、标准大气压的值、液体沸点与气压的关系等。
【真题操练】
一、单选题
1.(2021山东东营中考)下列现象不能说明大气压强存在的是(  )
A.同种液体橡皮膜向左凸出B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸管喝饮料 D.吸盘被压在光滑墙壁上
2.(2021江苏淮安中考)大气压强与人们日常生活的关系非常密切。以下事实中主要利用了大气压强的是(  )
A.飞镖的箭头很尖 B.拦河坝的截面上窄下宽
C.用吸管吸取饮料 D.大型客机在空中水平飞行
3.(2021四川自贡中考)如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验,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。下列说法中错误的是(  )
A.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
B.外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
4.(2020广西百色中考)如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是(  )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置到山顶上做实验
5.(北京八年级期末)如图所示,塑料吸盘紧紧吸在竖直墙壁上,皮包挂在挂钩上静止不动。针对该情景、下列说法中正确的是(  )
A.吸盘能够“吸”在墙壁上说明大气压强的存在
B.吸盘能够“吸”在墙壁上是因为吸盘对墙壁的作用力大于墙壁对吸盘的作用力
C.吸盘挂钩对皮包的作用力大于皮包所受的重力
D.大气对吸盘产生的压力与吸盘的面积无关
6.(2021浙江杭州八年级期中)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
7.(2021浙江杭州市建兰中学八年级期中)科学兴趣小组进行了如图实验:先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动该兴趣小组的实验目的是为了探究(  )
A.大气压的存在 B.大气向各个方向都有压强
C.大气各个方向压强都相等 D.大气的压强与热水温度的关系
8.(2021福建泉州模拟)下列现象与图所示场景中拔火罐的原理相同的是(  )
A.坦克装有宽大的履带 B.“玉兔号”在月球上留下“足迹”
C.医生推动活塞给病人注射药液 D.用吸管吸起汽水瓶中的饮料
9.(2021河北遵化八年级期中)如图,c为扎在a管下端的小气球,则下列方法中能使气球明显膨胀的是(  )
A.b管打开,从a管向外抽气
B.a管打开,从b管向外抽气
C.b管封闭,从a管向内打气
D.a管封闭,从b管向内打气
10.(2021湖北远安八年级期末)物理小组在做托里拆利实验时,测得的大气压值比真实值小,其原因可能是(  )
A.玻璃管没有放竖直 B.水槽内的水银太多
C.玻璃管太粗 D.玻璃管内混入了少量的空气
11.(2021浙江八年级期中)小乐将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm2,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶(  )
A.10N B.50N C.100N D.1000N
二、填空题
12.(2021上海九年级期中)______首先用实验测出了大气压强的值:标准大气压与0.76米高的______柱产生的压强相等;海拔高度越高,大气压强越______。一张试卷平摊在水平桌面上时对桌面的压强约为1帕,表示:每1平方米受力面积上所受______。
13.(2021贵州黔东南中考)预防新冠肺炎的最好办法是接种疫苗。截止6月6日,全州累计完成第1剂次接种超110万剂。保障接种人群按期完成免疫程序,形成免疫屏障,有效阻断疫情传播。如图所示,接种注射器的针头做得很尖,是为了______(选填“增大”或“减小”)压强,便于进行肌肉注射;注射前,医生将注射器活塞推至注射器筒底部,这样做是为了利用______把药液压入注射器内。
14.(2021湖北荆州中考)2020年5月27日,我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰,并开展峰顶测量,12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加,大气压强_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),水的沸点会_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。某登山队员沿着一段平直的斜坡匀速向上运动,在这个过程中登山队员的运动状态_______(选填“变化”或“不变”)。
15.(2021山东滨州中考)2021年5月30日,我国发射的天舟二号货运飞船满载货物,与空间站“天和”核心舱成功实现交会对接,对接时货运飞船相对于核心舱是 ___________的,核心舱内适宜航天员工作生活的气压约 ___________Pa(选填“1×104”、“1×105”或“1×106”)。
16.(2021湖北十堰中考)如图甲为阴阳壶,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 ______,这是由于 ______的作用。该壶的设计遵循了 ______原理。
17.(2021上海市延安初级中学九年级期中)如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球______;
(2)弹簧测力计的示数______(选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片______,发生变化的原因是______。
18.(2021上海市江宁学校九年级期中)水银气压计是根据______实验制成的。在登山过程中,运动员携带的金属气压计的示数将______(选填“变大”“不变”或“变小”)。1个标准大气压能托起______毫米高的水银柱。
19.(2021湖南张家界八年级期末)如图所示是小明同学自制的“蜡烛抽水机”的实验装置;他将一支塑料软管弯成∩形,一端插入左边的杯中,另一端插入右边杯的水中,点燃左边杯中的蜡烛后,用硬纸片封住左边杯口(纸片与杯口涂有凡士林);一段时间后,右边杯中的水会被“抽”到左边杯中;你认为他的方案 ______(选填“可行”或“不可行”),理由是 ______。
三、简答题
20.(2021江西南昌八年级期末)如图所示,把刚烧开的水分别灌入两个相同的保温瓶里,甲全部灌满后塞上瓶塞,乙灌了大半瓶后紧紧地塞上瓶塞,不一会儿,看到了其中的一个瓶塞“噗”的一声跳了出来,而另一个瓶塞始终不动。请你:
(1)判断是哪个瓶的瓶塞跳了出来,并解释瓶塞跳出来的原因;;
(2)若要防止瓶塞跳出来,请你提出两种解决方法。
21.(2021山西临汾八年级期末)父亲节,小亮同学给爸爸买了一个钢化玻璃水杯,小亮同学将水杯冲洗干净后加入适量的茶叶,再冲入半杯多开水,拧紧杯盖,如图所示,过一段时间爸爸喝茶时发现杯盖难拧开,小亮同学灵机一动,将干燥的毛巾裹紧杯盖,就轻松把杯盖拧开,请你用所学物理知识分别解释杯盖原先很难拧开和后来轻松拧开的原因。
四、实验题
22.(2021浙江杭师大附中八年级期中)如图是李亮同学用硬度适当的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的细玻璃管、滴入了红墨水的溶液自制的一个简易气压计,用它来探究“大气压随高度的变化情况”;
(1)瓶中水面上方是气体,细玻璃管内液柱高度高于瓶中液面,则瓶内气体的压强______(填“大于”“等于”或“小于”)瓶外的大气压;
(2)为排除其他因素对实验结果的影响,探究过程中除了要塞紧橡皮塞外,还要______;
(3)李亮将简易气压计从山下拿至山上后,细玻璃管内水柱的高度会______(填“增加”“不变“或“减小”);
(4)如果在瓶中装满水,可以制成一个测量______的仪器;
(5)李亮还用它来检测人手的握力大小,他是如何运用这个装置来判断人手握力大小的?______。
23.(2021黑龙江哈尔滨德强学校八年级期中)如图所示,小宇用轻质吸盘等器材估测大气压的大小,他设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为 F。
B.将蘸水的塑料吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘。
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面。
D.测出吸盘的直径 D。
E.计算出大气压强值 p大气压。
(1)利用此方法测大气压的原理是______, 小宇由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,前三项正确的顺序应为______。
(2)实验中计算大气压的表达式是p大气压=______(用测得的物理量表示)。
(3)如果吸盘漏气会导致所测量的大气压值______(选填“偏小”或“偏大”)。
(4)小宇又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,操作正确的情况下,他______(选填“能”或“不能”)估测出大气压的值。
24.(2021江西南昌八年级期末)如图所示是托里拆利实验的装置图,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在一端封闭、约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有________;
(2)如图乙所示,用手指堵住管口,将管口向下插入水银槽中。移开手指,待液面稳定后,读出此时管内外的液面高度差为745mm,此时外界压强_______(选填“小于”“大于”或“等于”)1个标准大气压:如果用水来代替水银做实验,水_______(选填“会”或“不会”)充满这个玻璃管;
(3)如果该实验中出现以下情况(以下均选填“变长”“不变”或“变短”):
a将玻璃管稍微倾斜一点,水银柱的长度将_______;
b将玻璃管换成更粗的玻璃管,水银柱的高度将_______;
c若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度将_______。
(4)如图丙所示,如果把这套装置移入足够大的玻璃钟罩内,用抽气机逐渐抽出里面的空气,将会看到玻璃管中的水银柱_______(选填“上升”或“下降”)。
五、计算题
25.(2021江西南昌八年级期末)估测是学习物理的重要能力之一、我们人类生活在大气中,我们身上都承受着巨大的大气压力。现请你通过计算估测:(已知大气压强约为1×105Pa)
(1)一只手掌的面积。
(2)一只手掌受到的大气压力。
26.(2021四川遂宁八年级期末)如图甲是家用高压锅结构图,它的原理是:液体的沸点随液面气压增大而升高。已知水的沸点跟气压的关系如图乙所示。测得高压锅锅盖面积0.12m2,排气孔的面积为12mm2;要求锅内外气压差不超过0.6×105Pa。请你通过计算并对照图像判断,在一标准大气压下,用该高压锅烧水时:
(1)水温最高可以达到多少?
(2)锅盖受到的内外最大压力差多大?
(3)为了保证安全,压在排气孔上的限压阀质量不得超过多少千克?(g=10N/kg,1个标准大气压p0=105Pa)第八章《压强》
8.3 空气的“力量”
【知识梳理】
一、认识大气压强
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示;
(2)产生原因:因为空气受 重力 作用并且具有 流动性 ;
(3)1654年,德国马德堡市市长奥托 格里克,做了著名的 马德堡半球 实验,证明了大气压的存在。
二、大气压的测量
(1)精确测量出标准大气压数值的实验: 托里拆利 实验;
(2)实验过程:取一根长约1m、一端封闭的细玻璃管,将玻璃管灌满汞;用手指堵住管口,将玻璃管开口向下倒插在汞液槽中;放开堵管口的手指,让管内的汞流出。发现管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为 760 mm;
(3)结论:一个标准大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
三、大气压的综合应用
1.大气压的特点:(1)空气内部向 各个方向 都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都 相等 ;(2)大气压随高度增加而 减小 ;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高;
2.大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa;
3.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而 降低 (如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而 升高 (如用高压锅煮饭快)。
4.证明大气压存在的现象: 吸盘挂衣钩能紧贴在墙上 、利用吸管吸饮料、注射器吸药液 、活塞式 抽水机抽水、 离心式水泵 。
【易错点】
1.在托里拆利实验中,将玻璃管开口向下倒插在汞液槽中;放开堵管口的手指,让管内的汞流出。发现管内水银面下降一些就不再下降,此时玻璃管上方是真空。如果此时顶端开一个小孔,将构成连通器,汞将下降到与外界液面相平。
2.在实验过程中,玻璃管上提、下压、倾斜等都不会影响汞柱的高度。
【规律总结】
1.大气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等;
2.马德堡半球实验证明了大气压的存在;托里拆利实验测出了大气压的值;
3.大气压随高度的增加而减小。
【典例分析】
例(2021湖南常德中考)下列关于大气压的描述,错误的是(  )
A.1标准大气压值约为105Pa
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高
D.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
【答案】D
【解析】
1标准大气压值为1.013×105Pa,约为105Pa,故A正确,A不符合题意;马德堡半球实验是用几匹马才能拉开相扣的半球,相扣的半球内用抽气机抽气,外界大气压紧紧压住相扣的半球,因此可以证明了大气压的存在且很大,故B正确,B不符合题意;沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高,因此利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高,故C正确,C不符合题意;用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为大气压力托住的,故D错误,D符合题意。故选D。
【思路小结】
本题考查大气压基础知识辨析,一般把需要记忆的内容掌握即可准确辨析。如大气压的特点、标准大气压的值、液体沸点与气压的关系等。
【真题操练】
一、单选题
1.(2021山东东营中考)下列现象不能说明大气压强存在的是(  )
A.同种液体橡皮膜向左凸出B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸管喝饮料 D.吸盘被压在光滑墙壁上
【答案】A
【解析】
橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不合题意;用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,利用了大气压的作用,故C不合题意;使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不合题意。故选A。
2.(2021江苏淮安中考)大气压强与人们日常生活的关系非常密切。以下事实中主要利用了大气压强的是(  )
A.飞镖的箭头很尖 B.拦河坝的截面上窄下宽
C.用吸管吸取饮料 D.大型客机在空中水平飞行
【答案】C
【解析】
飞镖的箭头很尖,是为了减小受力面积从而增大压强,与大气压强无关,故A不符合题意;拦河坝的截面上窄下宽,是利用了液体压强与液体的深度有关,与大气压强无关,故B不符合题意;用吸管吸取饮料时,吸管中的空气先被吸走,此时吸管中的气压小于外界大气压,饮料在压强差的作用下被压入吸管中,利用了大气压强,故C符合题意;大型客机在空中水平飞行,是利用了流体流速与压强的关系,与大气压无关,故D不符合题意。故选C。
3.(2021四川自贡中考)如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验,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。下列说法中错误的是(  )
A.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
B.外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
【答案】D
【解析】
大气压不变,对玻璃管顶端水银液面进行受力分析,由于液面受力平衡,所以玻璃管顶端的水银液面受到的压强等于大气压减去水银柱的压强,也等于玻璃管上端对液面的压强,进而等于液面对玻璃管上端的压强,即2cm高水银柱产生的压强,故A正确,不符合题意;由于玻璃管上方是真空,所以外界大气压就等于76cm高水银柱,故B正确,不符合题意;玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故C正确,不符合题意;上端碰出一小孔,管内水银会下降,而不会向上喷,故D错误,符合题意。故选D。
4.(2020广西百色中考)如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是(  )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置到山顶上做实验
【答案】D
【解析】
若将玻璃管稍稍倾斜,但不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,不符合题意;将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,大气压的大小不变,管内外水银面高度不变,不符合题意;若换用更粗的玻璃管,既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化,不符合题意;将装置到山顶上做实验,大气压减小,管内、外水银面高度差变小,符合题意。故选D。
5.(北京八年级期末)如图所示,塑料吸盘紧紧吸在竖直墙壁上,皮包挂在挂钩上静止不动。针对该情景、下列说法中正确的是(  )
A.吸盘能够“吸”在墙壁上说明大气压强的存在
B.吸盘能够“吸”在墙壁上是因为吸盘对墙壁的作用力大于墙壁对吸盘的作用力
C.吸盘挂钩对皮包的作用力大于皮包所受的重力
D.大气对吸盘产生的压力与吸盘的面积无关
【答案】A
【解析】
吸盘能够“吸”在墙壁上,是将吸盘中的空气排出,松手后,吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,说明大气压强的存在,故A正确;吸盘和墙壁均处于平衡状态,吸盘对墙壁的作用力与墙壁对吸盘的作用力是一对相互作用力,力的大小相等,方向相反。故B错误;吸盘挂钩在竖直方向上对皮包的拉力与皮包的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,故C错误;由F=pS可知,大气对吸盘产生的压力与大气压强和吸盘的面积有关,故D错误。故选A。
6.(2021浙江杭州八年级期中)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
【答案】B
【解析】
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,根据
可知,阴雨天A管液面逐渐升高,故A错误;A管和B球液面相平时,两液面受到气体的压强相等,说明B球内气压等于外界大气压,故B正确;压强差一定时,液面的高度差应该是一定的,不会因为管的粗细而发生改变,故C错误;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D错误。故选B。
7.(2021浙江杭州市建兰中学八年级期中)科学兴趣小组进行了如图实验:先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动该兴趣小组的实验目的是为了探究(  )
A.大气压的存在 B.大气向各个方向都有压强
C.大气各个方向压强都相等 D.大气的压强与热水温度的关系
【答案】B
【解析】
先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,通过热胀冷缩,减小瓶中的大气压,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动,说明大气向各个方向都有压强。该实验是为了探究大气向各个方向有压强的实验,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
8.(2021福建泉州模拟)下列现象与图所示场景中拔火罐的原理相同的是(  )
A.坦克装有宽大的履带 B.“玉兔号”在月球上留下“足迹”
C.医生推动活塞给病人注射药液 D.用吸管吸起汽水瓶中的饮料
【答案】D
【解析】
拔火罐时,先用酒精在罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后压强降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压原理。坦克装有宽大的履带是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,与大气压无关,故A不符合题意;
“玉兔号”在月球上留下“足迹”,是压力使月球表面发生了形变,与大气压强无关,故B不符合题意;用注射器注射药液是由于受到推力作用的缘故,与大气压无关,故C不符合题意;用吸管吸饮料时,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,故D符合题意。故选D。
9.(2021河北遵化八年级期中)如图,c为扎在a管下端的小气球,则下列方法中能使气球明显膨胀的是(  )
A.b管打开,从a管向外抽气
B.a管打开,从b管向外抽气
C.b管封闭,从a管向内打气
D.a管封闭,从b管向内打气
【答案】B
【解析】
气球膨胀必须是内部压强大于外界压强,所以可以增大气球内部压强或减小气球外部压强;
若b管打开,从a管向外抽气,或a管封闭,从b管向内打气,气球内部压强会小于气球外部压强,气球体积会减小,故AD不符合题意;a管打开,从b管向外抽气,气球内部气压大于外部气压,气球体积会明显膨胀,故B符合题意;b管封闭,从a管向内打气,气球内被气压增大,但由于烧瓶内空气体积也减小,气球外部气压也会增大,气球膨胀会不明显,故C不符合题意。故选B。
10.(2021湖北远安八年级期末)物理小组在做托里拆利实验时,测得的大气压值比真实值小,其原因可能是(  )
A.玻璃管没有放竖直 B.水槽内的水银太多
C.玻璃管太粗 D.玻璃管内混入了少量的空气
【答案】D
【解析】
玻璃管倾斜、玻璃管的粗细、水银槽内的水银对管内水银柱产生的压强没有影响,故不会影响到测出的大气压值。但当玻璃管内混入空气后,管内的空气对管内的水银柱有个向下的压强,这就会使管内水银柱下降,从而使得测量值偏小,故D符合题意。故选D。
11.(2021浙江八年级期中)小乐将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm2,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶(  )
A.10N B.50N C.100N D.1000N
【答案】C
【解析】
吸盘与玻璃的接触面积为
吸盘受到的大气压力为
对于吸盘来说,当桶重等于大气压力时,吸盘刚好不下落,故吸盘最多能挂住的盛水塑料桶重为,故ABD不符合题意;C符合题意。故选C。
二、填空题
12.(2021上海九年级期中)______首先用实验测出了大气压强的值:标准大气压与0.76米高的______柱产生的压强相等;海拔高度越高,大气压强越______。一张试卷平摊在水平桌面上时对桌面的压强约为1帕,表示:每1平方米受力面积上所受______。
【答案】托里拆利 水银 小 压力为1N
【解析】
意大利物理学家托里拆利在17世纪首先测量出了大气压的值,托里拆利测量的1个标准大气压等于760mm水银柱产生的压强,即1个标准大气压等于0.76m水银柱产生的压强。大气压随海拔的增加而减小,海拔高度越高,大气压强越小。由压强的概念可知,压强为单位面积上物体受到的压力,所以1Pa表示每平方米上物体受到的压力为1N。
13.(2021贵州黔东南中考)预防新冠肺炎的最好办法是接种疫苗。截止6月6日,全州累计完成第1剂次接种超110万剂。保障接种人群按期完成免疫程序,形成免疫屏障,有效阻断疫情传播。如图所示,接种注射器的针头做得很尖,是为了______(选填“增大”或“减小”)压强,便于进行肌肉注射;注射前,医生将注射器活塞推至注射器筒底部,这样做是为了利用______把药液压入注射器内。
【答案】增大 大气压
【解析】
[1]接种注射器的针头做得很尖,在接种时,针头与皮肤的接触面积较小,在压力相同的情况下,根据可知,可以增大压强,便于进行肌肉注射。[2]注射前要装液体,医生将注射器活塞推至注射器筒底部,然后向后拉活塞,这样注射器筒内的气压较小,外界大气压较大,外界大气压会把药液压入注射器内,即这样做是为了利用大气压把药液压入注射器内。
14.(2021湖北荆州中考)2020年5月27日,我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰,并开展峰顶测量,12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加,大气压强_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),水的沸点会_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。某登山队员沿着一段平直的斜坡匀速向上运动,在这个过程中登山队员的运动状态_______(选填“变化”或“不变”)。
【答案】减小 降低 不变
【解析】
大气压强随着海拔高度增加而减小,而气压减小时,水的沸点会降低。某个过程中,登山队员做的是匀速直线运动,所以其运动状态不变。
15.(2021山东滨州中考)2021年5月30日,我国发射的天舟二号货运飞船满载货物,与空间站“天和”核心舱成功实现交会对接,对接时货运飞船相对于核心舱是 ___________的,核心舱内适宜航天员工作生活的气压约 ___________Pa(选填“1×104”、“1×105”或“1×106”)。
【答案】静止 1×105
【解析】
[1]对接时货运飞船相对于核心舱位置没有变化,是静止的。[2]核心舱内适宜航天员工作生活的气压应该跟地球表面气压相差不能太大,接近一个标准大气压,约为1×105 Pa。
16.(2021湖北十堰中考)如图甲为阴阳壶,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 ______,这是由于 ______的作用。该壶的设计遵循了 ______原理。
【答案】 乙液体 大气压 连通器
【解析】
使用时,阴阳壶倾斜,两种液体都向下运动,若捂住甲孔,甲液体在大气压的作用下不能倒出;而乙孔右侧壶内与外界空气相通,乙液体在重力作用下就可流出来。该壶的壶嘴和壶身上端开口、下端相连,所以该壶的设计遵循了连通器原理。
17.(2021上海市延安初级中学九年级期中)如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球______;
(2)弹簧测力计的示数______(选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片______,发生变化的原因是______。
【答案】膨胀变大 几乎不变 会落下来 塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
【解析】
(1)当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大。(2)当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,物体受浮力减小,而弹簧测力计的示数
,重力不变,由于空气密度远小于物体密度,所以浮力变化量很小,几乎在弹簧测力计分度值以内,所以弹簧测力计的示数几乎不变。(3)塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
18.(2021上海市江宁学校九年级期中)水银气压计是根据______实验制成的。在登山过程中,运动员携带的金属气压计的示数将______(选填“变大”“不变”或“变小”)。1个标准大气压能托起______毫米高的水银柱。
【答案】托里拆利 变小 760
【解析】
[1]水银气压计是测量大气压的仪器,它是利用托里拆利实验原理制成的,利用大气压所能支持的水银柱高度来表示大气压的大小。[2]因为大气压随高度的增加而变小,所以在登山过程中,运动员携带的金属气压计的示数将变小。[3]根据托里拆利实验的结果知道,1标准大气压能托起水银柱的高度76cm=760mm
19.(2021湖南张家界八年级期末)如图所示是小明同学自制的“蜡烛抽水机”的实验装置;他将一支塑料软管弯成∩形,一端插入左边的杯中,另一端插入右边杯的水中,点燃左边杯中的蜡烛后,用硬纸片封住左边杯口(纸片与杯口涂有凡士林);一段时间后,右边杯中的水会被“抽”到左边杯中;你认为他的方案 ______(选填“可行”或“不可行”),理由是 ______。
【答案】可行 点燃左边杯中的蜡烛后,左边杯内的大气压会减小,而右边杯中的大气压不变,右边杯中的水在大气压的作用下会流入左边杯中
【解析】
点燃左边杯中的蜡烛后,蜡烛燃烧会消耗左边杯中的氧气,用硬纸片封住左边杯口,这样左边杯内的大气压会减小,而右边杯中的大气压不变,右边杯中的水在大气压的作用下会流入左边杯中,即被“抽”到左边杯中,故此方法可行。
三、简答题
20.(2021江西南昌八年级期末)如图所示,把刚烧开的水分别灌入两个相同的保温瓶里,甲全部灌满后塞上瓶塞,乙灌了大半瓶后紧紧地塞上瓶塞,不一会儿,看到了其中的一个瓶塞“噗”的一声跳了出来,而另一个瓶塞始终不动。请你:
(1)判断是哪个瓶的瓶塞跳了出来,并解释瓶塞跳出来的原因;;
(2)若要防止瓶塞跳出来,请你提出两种解决方法。
【答案】 (1)甲全部灌满后塞上瓶塞,瓶内不留空气,这样在瓶内的水不会蒸发出大量的水蒸气,此时瓶内外的压强相等,不会出现“跳塞”现象;乙灌了大半瓶后塞上瓶塞,从而使得瓶中的水产生大量的水蒸气且跑出来,即瓶内的气压高于瓶外气压,于是瓶塞在内部较大气压的作用下被推起,从而造成“跳塞”现象。
(2)要防止瓶塞跳出来,①可以轻轻的将瓶塞放在瓶口,即此时瓶塞和瓶口没有紧密的接触,即其里面的水蒸气一部分能跑出来,使得瓶内、外的压强大体相等,故这样可以避免跳塞现象;②保温瓶灌满开水,瓶内不留空气,塞上软木塞,让它接触到水,这样在瓶内几乎没有空间,即水不会蒸发出大量的水蒸气,此时瓶内外的压强相等,这样也可以避免跳塞现象。
【解析】
(1)甲全部灌满后塞上瓶塞,瓶内不留空气,这样在瓶内的水不会蒸发出大量的水蒸气,此时瓶内外的压强相等,不会出现“跳塞”现象;乙灌了大半瓶后塞上瓶塞,从而使得瓶中的水产生大量的水蒸气且跑出来,即瓶内的气压高于瓶外气压,于是瓶塞在内部较大气压的作用下被推起,从而造成“跳塞”现象。
(2)要防止瓶塞跳出来,①可以轻轻的将瓶塞放在瓶口,即此时瓶塞和瓶口没有紧密的接触,即其里面的水蒸气一部分能跑出来,使得瓶内、外的压强大体相等,故这样可以避免跳塞现象;②保温瓶灌满开水,瓶内不留空气,塞上软木塞,让它接触到水,这样在瓶内几乎没有空间,即水不会蒸发出大量的水蒸气,此时瓶内外的压强相等,这样也可以避免跳塞现象。
21.(2021山西临汾八年级期末)父亲节,小亮同学给爸爸买了一个钢化玻璃水杯,小亮同学将水杯冲洗干净后加入适量的茶叶,再冲入半杯多开水,拧紧杯盖,如图所示,过一段时间爸爸喝茶时发现杯盖难拧开,小亮同学灵机一动,将干燥的毛巾裹紧杯盖,就轻松把杯盖拧开,请你用所学物理知识分别解释杯盖原先很难拧开和后来轻松拧开的原因。
【答案】钢化玻璃水杯中装入半杯开水,一段时间后温度降低,水杯内气体压强变小,使杯内外气体产生较大的压力差,杯和杯盖间的摩擦力增大,因此很难拧开;将干燥的毛巾裹紧杯盖,增大了手与杯盖的粗糙程度,从而增大了手与杯盖间的摩擦力,因此便能轻松的拧开杯盖。
【解析】
钢化玻璃水杯中装入半杯开水,一段时间后温度降低,水杯内气体压强变小,使杯内外气体产生较大的压力差,杯和杯盖间的摩擦力增大,因此很难拧开;将干燥的毛巾裹紧杯盖,增大了手与杯盖的粗糙程度,从而增大了手与杯盖间的摩擦力,因此便能轻松的拧开杯盖。
四、实验题
22.(2021浙江杭师大附中八年级期中)如图是李亮同学用硬度适当的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的细玻璃管、滴入了红墨水的溶液自制的一个简易气压计,用它来探究“大气压随高度的变化情况”;
(1)瓶中水面上方是气体,细玻璃管内液柱高度高于瓶中液面,则瓶内气体的压强______(填“大于”“等于”或“小于”)瓶外的大气压;
(2)为排除其他因素对实验结果的影响,探究过程中除了要塞紧橡皮塞外,还要______;
(3)李亮将简易气压计从山下拿至山上后,细玻璃管内水柱的高度会______(填“增加”“不变“或“减小”);
(4)如果在瓶中装满水,可以制成一个测量______的仪器;
(5)李亮还用它来检测人手的握力大小,他是如何运用这个装置来判断人手握力大小的?______。
【答案】 大于 保持瓶中水的温度不变 增加 温度 用力握塑料瓶,根据液面高度变化量的大小判断握力的大小
【解析】
(1)在图示的状态下,瓶内液面和玻璃管内液面静止,故瓶内气压等于瓶外大气压加上管内水柱产生的压强,所以瓶内的气压大于瓶外的气压。
(2)应保持瓶中水的温度不变,若水温变化时,瓶内水和空气体积会变化,会使瓶内气压变化影响实验结果。
(3)将气压计从山下拿到山上后,大气压减小,管内水柱高度会增加。
(4)如果在瓶中装满水,温度升高,瓶内水受热膨胀,管内水面升高,温度降低时,瓶内水遇冷收缩,管内水面下降,就成了一个温度计。
(5)用力握塑料瓶,瓶子发生形变,细玻璃管中的液面上升,握力越大,瓶子形变越明显,细玻璃管内液面上升越高,故可根据液面高度变化量的大小判断握力的大小。
23.(2021黑龙江哈尔滨德强学校八年级期中)如图所示,小宇用轻质吸盘等器材估测大气压的大小,他设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为 F。
B.将蘸水的塑料吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘。
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面。
D.测出吸盘的直径 D。
E.计算出大气压强值 p大气压。
(1)利用此方法测大气压的原理是______, 小宇由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,前三项正确的顺序应为______。
(2)实验中计算大气压的表达式是p大气压=______(用测得的物理量表示)。
(3)如果吸盘漏气会导致所测量的大气压值______(选填“偏小”或“偏大”)。
(4)小宇又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,操作正确的情况下,他______(选填“能”或“不能”)估测出大气压的值。
【答案】 B、C、A 偏小 能
【解析】
(1)利用此方法测大气压的原理是压强公式。前三步的目的是为了测量拉力F的大小,所以应先挤压排气、再拉,最后记数,正确顺序应为B、C、A。(2)根据测量原理,实验中计算大气压的表达式是
(3)如果吸盘漏气,则弹簧测力计的示数为F偏小,根据大气压的表达式,会导致所测量的大气压值偏小。
(4)液体有流动性,故液体内部向各个方向都有压强,大气压强也像液体的压强一样,向各个方向都有大气压强,因此把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向在不同方向拉吸盘,他能估测出大气压的值也都测出了大气压的值。
24.(2021江西南昌八年级期末)如图所示是托里拆利实验的装置图,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在一端封闭、约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有________;
(2)如图乙所示,用手指堵住管口,将管口向下插入水银槽中。移开手指,待液面稳定后,读出此时管内外的液面高度差为745mm,此时外界压强_______(选填“小于”“大于”或“等于”)1个标准大气压:如果用水来代替水银做实验,水_______(选填“会”或“不会”)充满这个玻璃管;
(3)如果该实验中出现以下情况(以下均选填“变长”“不变”或“变短”):
a将玻璃管稍微倾斜一点,水银柱的长度将_______;
b将玻璃管换成更粗的玻璃管,水银柱的高度将_______;
c若有少量空气残留在玻璃管内,水银柱的高度将_______。
(4)如图丙所示,如果把这套装置移入足够大的玻璃钟罩内,用抽气机逐渐抽出里面的空气,将会看到玻璃管中的水银柱_______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】空气 小于 会 变长 不变 变短 下降
【解析】
(1)做托里拆利实验时,先在一端封闭约1米长的细玻璃管內灌满水银,确保管內没有空气,外界大气压才等于水银柱产生的向下的压强。
(2)管内外的液面高度差为745mm,即此时的大气压为745mmHg,小于760mmHg,说明此时外界压强小于1标准大气压。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h=h水银=×0.76m=10.336m
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。
(3)a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。b将玻璃管换成更粗的玻璃管,大气压不变,水银柱高度也不变。c若有少量空气残留在玻璃管内,则会产生气体压强p气,则大气压强p大气=p气+p水银,管内的水银柱高度将变短。(4)把这套装置移入玻璃钟罩内,用抽气机抽出里面的空气,随着气体的减少,气体压强逐渐减小,能够支持的水银柱的高度变小,玻璃管中的水银柱将下降。
五、计算题
25.(2021江西南昌八年级期末)估测是学习物理的重要能力之一、我们人类生活在大气中,我们身上都承受着巨大的大气压力。现请你通过计算估测:(已知大气压强约为1×105Pa)
(1)一只手掌的面积。
(2)一只手掌受到的大气压力。
【答案】(1)100cm2;(2)1000N
【解析】
解:(1)一只手掌的面积大约
100cm2=100×10-4m2=1×10-2m2
(2)一只手掌受到的大气压力
F=pS=1×105Pa×10-2m2=1000N
26.(2021四川遂宁八年级期末)如图甲是家用高压锅结构图,它的原理是:液体的沸点随液面气压增大而升高。已知水的沸点跟气压的关系如图乙所示。测得高压锅锅盖面积0.12m2,排气孔的面积为12mm2;要求锅内外气压差不超过0.6×105Pa。请你通过计算并对照图像判断,在一标准大气压下,用该高压锅烧水时:
(1)水温最高可以达到多少?
(2)锅盖受到的内外最大压力差多大?
(3)为了保证安全,压在排气孔上的限压阀质量不得超过多少千克?(g=10N/kg,1个标准大气压p0=105Pa)
【答案】(1)115℃;(2)7200N;(3)0.072kg
【解析】
解:(1)在1标准大气压下,高压锅内气压
p气=Δp+p0=0.6×105Pa+105Pa=1.6×105Pa
由图像可知,水温最高可达115℃。
(2)高压锅内外压力差
ΔF=ΔpS=0.6×105Pa×0.12m2=7200N
(3)水温到115℃时,排气孔内外压力差
ΔF′=ΔpS′=0.6×105Pa×12×10-6m2=0.72N
限压阀重力
G=ΔF′=0.72N
所以

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