资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台专题八、大气压的估算与应用一、托里拆利实验1.如图所示,将量筒倒扣水中,里面充满水,将量筒向上提的过程中,保持简口不离开水面,则量筒内( )A.充满水 B.没有水C.有水,但不满,水面上方是真空 D.有水,但不满,水面上方是空气2.人们对大气压的认识是从对真空的认识开始的。材料1:两千多年前,亚里士多德认为真空是不存在的。材料2:1643年,托里拆利做了如图实验:取一根一端封闭的玻璃管,往里灌满水银,再把玻璃管的开口端朝下插在水银槽中,结果水银面下降至76厘米左右的高度后,液面不再下降。托里拆利的实验证明了自然界中是可以存在真空的。(1)托里拆利实验中水银柱不再下降的原因是 支持着。(2)对于托里拆利实验中出现的水银液面下降的原因,当时的反对者认为,由于管内水银蒸发变成水银蒸气,使水银减少,液面下降。为了反驳这一观点,帕斯卡分别用酒精和水重做了托里拆利实验。如果反对者的观点是正确的,那么实验中,应该出现的现象是 液面下降得更多。而事实正好相反。(3)如果登上高山山顶重做托里拆利实验,水银柱高度将 76厘米(填“大于”、“等于”或“小于”)。3.如图所示是测量大气压强的实验装置,此时管内外水银液面高度差为760mm,下列对此实验的描述正确的是( )A.将玻璃管稍微倾斜一些,管内水银柱的长度将变大B.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mmC.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大D.如果不小心管顶部破了个洞,管中的水银将从上面喷出4.如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a、b两个小孔上的塞子拔掉,则( )A.a孔有水射出,b孔没有水射出 B.b孔有水射出,a孔没有水射出C.a、b两孔都有水射出 D.a、b两孔都没有水射出5.如图所示,玻璃瓶侧壁有三个用木塞塞住的小孔a、b、c,一根两端开口的管子,上端穿过软木塞与大气连通,另一端浸没在液体中,管中的液面和b孔等高,瓶内的液面比a孔的位置高。(1)只拔去a孔木塞的瞬间,我们可以观察到的现象是_________________________________。(2)只拔去b孔木塞的瞬间,我们可以观察到的现象是_________________________________。(3)只拔去c孔木塞的瞬间,我们可以观察到的现象是_________________________________。二、大气压估算6.某同学自己设计了一个粗测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗 对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压P的公式是( )A.P= B.P= C.P= D.P=πd2G7.为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上。用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落,如图所示,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,所测大气压强的数值是 (用物理量符号表示)。(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是: 。(写出一条即可)8.如图所示实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此下列说法正确是( )A.图甲中大气对吸盘的压力等于钩码的重力B.图乙中大气对下面吸盘的压力等于钩码重力的一半C.利用图甲的实验可以粗测大气压的值D.利用图乙的实验可以粗测大气压的值9.小科利用带拉环的吸盘、平面镜、水、刻度尺等器材测量大气压大小,步骤如下:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为2cm2;②将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上;③用弹簧秤拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为19N;④记录整理数据;⑤算出大气压强,分析实验结论。实验装置如图所示。请结合你所学的知识分析:(1)将吸盘沾水湿润的目的是 。(2)根据小科的实验数据,计算得到大气压强等于 帕。(3)小科测得大气压强比实际大气压强偏低,可能的原因是① ;② 。10.小花利用标有最大刻度值4.5mL的注射器等器材,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8.1N;c.用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6cm;d.根据测量数据,算出大气压的值。(1)实验所用的器材为:注射器、刻度尺、细绳、橡皮帽、水和 。(2)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,比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。(3)小花又用塑料吸盘挂钩对大气压的值进行测量,如图乙。她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)。她发现测出的大气压值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。导致这种结果的原因是: 。(4)小花与同学们分析实验时,发现测得的大气压值误差较大,对此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 。11.利用容积为10 cm3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 。(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为19 N。(4)用刻度尺测出注射器 的长度为5 cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞的横截面积。(5)大气压的值为 Pa。(6)要想测量值更准确,请你提出一条建议: 。12.在自主学习探究过程中,小菲同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤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10厘米2;②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气;③用弹簧秤水平拉动吸盘,直到恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为96牛;④记录整理数据;⑤算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲,请结合你所学的知识分析:(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;(2)根据小菲同学的实验数据,计算出大气压的值为 帕,与标准大气压有偏差可能的原因是 ;(3)小菲同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明 ;(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可能会 96牛(选填“大于”、“小于”或“等于”)三、大气压应用13.以下与压强知识相关的实验中,分析正确的是( )A.甲图用喝水杯做“纸片托水”实验,可以测昼大气压的值B.乙图为自制气压计,玻璃管内水柱升高说明外界大气压强谢大C.圆形水管左粗右细,水管中的气泡随水水平向右快速运动过程中体积会变大D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小,原来停止沸腾的水一定 会再次沸腾14.如图甲所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。(1)如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度 a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中 (选填“a”或“b”)管水面升高,若a管与b管的水面高度差为12cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体的压强差为 Pa。(g=10N/kg)(2)如图乙是某种喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器未工作时,细管A内外气压相等,细管A内外液面 ,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然 (选填“增大”或“减小”),细管A内液面上方气压比容器内液面上方的气压 ,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出。15.如图,A、B分别是活塞式抽水机的进水阀门和排气阀门。当活塞压下时,打开的阀门是 ;当活塞提上时,打开的阀门是 ,在外界 的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口D流出。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来。16.医院给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程药液都保持匀速下滴,如图所示的各装置中应采用的装置为( )A.B.C.D.17.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。楼层 1 2 3 4 5管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3根据实验现象,下列判断错误的是 ( )A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压B.水柱高度h增大,说明大气压降低了C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大18.学校科学小组对“气压大小与温度、体积的关系”进行探究,实验装置如图所示。步骤一:检查装罝气密性;步骤二:往烧瓶中密封一定量的气体,并使右侧AB液面相平,标记B处位置;步骤三:将密封有一定量气体的烧瓶,放入20℃的水中,上下移动A管,使B处液面与标记位置相同,记录AB液面高度差;步骤四:改变水温,等待液面稳定后,上下移动A管,使B处液面与标记位置相同,记录AB液面高度差;重复上述步骤,获得多组实验数据。实验次数 1 2 3 4 5 6温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃液面高度差(1)步骤四中保持B处液面与初始位置相同的目的是 ;(2)分析数据,得出结论: ;(3)为了让AB高度差更加明显,请提出改进措施 19.如图所示,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。(1)小科测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。(2)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气。根据题(1),在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图中所示水的沸点与气压的关系曲线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?(标准气压取p=1.0×105Pa)20.如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超排气孔和限压阀过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体压强最大为1.8×105Pa。(1)用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度 (选填 “大于”、”小于”或“等于”)100℃。(2)计算限压阀的质量。答案解析部分1.【答案】A标准状态下,大气压强可以支持10m高的水柱。图片中量筒内的水柱高度远远小于10m,则在筒口不离开水面的情况下,量筒内的水会始终充满,不会下落出现真空。故A正确,而B、C、D错误。故选A。2.【答案】(1)大气压(2)酒精(3)小于(1)托里拆利实验中水银柱不再下降的原因是大气压支持着。(2)如果反对者的观点是正确的,那么实验中,应该出现的现象是酒精液面下降得更多。而事实正好相反。(3)大气压强随高度的增大而减小,则果登上高山山顶重做托里拆利实验,则大气压强小于标准气压,即水银柱高度将小于76厘米。3.【答案】AA.当玻璃管内的水银柱高度不变时,水银柱产生的压强等于外面的大气压强。根据p=ρ液gh可知,大气压强不变,则玻璃管内外的水银柱的高度差保持不变。将玻璃管倾斜后,管内的水银柱长度肯定会增大,故A正确;B.如果管内进入空气,那么p大气=p内+p水银,那么水银柱的压强会减小,即它的高度会减小,故B错误;C.将它从山下移到山上,大气压强会减小,则管内外的高度差会减小,故C错误;D.如果不小心管顶部破了个洞,那么管内外液面上方都受到大气压强,因此水银不会喷出,而是迅速下降,直到与外面的水银面相平,故D错误。故选A。4.【答案】B设玻璃管内水位处为c处,瓶内密闭空气的压强为p。在拔掉塞子前,玻璃管内的水由于受到大气压的作用,和瓶内的压强达到平衡状态;而瓶内c处受到的压强为瓶内密闭气体的压强和c处液体压强的和,即pc=p大气压=p+ρ水ghc;而a处的压强pa=p+ρ水gha<p+ρ水ghc=pc=p大气压,同理,可知:pb=p+ρ水ghb>p+ρ水ghc=p大气压;因此拔掉塞子a、b后,a处压强小于大气压,会吸入空气,而b处压强大于大气压,会射出水来。5.【答案】(1)水不会流出瓶外 (2)水不会流出瓶外 (3)水会流出瓶外设瓶内气压为p内,大气压为p0,由题知,管中的液面和b孔等高,p内加上hb水深产生的压强等于大气压p0,拔去b孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外;管中的液面比a孔低,p内加上ha水深产生的压强小于大气压p0,拔去a孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外;管中的液面比c孔高,p内加上hc水深产生的压强大于大气压p0,拔去c孔木塞的瞬时,水会流出瓶外;所以只有拔去c孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外。6.【答案】C皮碗的受力面积为:;当皮碗刚刚被拉开时,它受到的大小压力与物重相互平衡,即大气压力F=G;那么大气压强为:。故选C。7.【答案】(1)G;(2)吸盘内的空气没有被完全挤出(合理即可)(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对吸盘向上的压力鱼挂钩、小桶和沙子的总重力产生的拉力相互平衡,即二者大小相等,因此压力为F=G。所测大气压强的数值为:。(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,我认为产生这一误差的原因可能是吸盘内的空气没有被完全挤出。8.【答案】D在图甲中,大气对吸盘的压力水平向左,而钩码的重力竖直向下,二者不在同一直线上,肯定不是平衡力,即二者不相等,故A错误;图乙中下面的吸盘处于静止状态,它受到竖直向上的大气压力和竖直向下钩码产生的拉力。根据二力平衡的知识可知,此时大气对吸盘的压力等于钩码的重力,故B错误;在图乙中,大气压力等于钩码的重力,再用刻度尺测出吸盘的直径,进而计算出吸盘的受力面积,最后根据压强公式计算大气压强,故D正确,而C错误。故选D。9.【答案】(1)防止漏气或排尽空气(2)0.95×105(3)漏气或未排尽空气;受吸盘重力或弹簧秤自重影响(合理即可)(1)将吸盘沾水湿润的目的是:防止漏气或排尽空气。(2)大气压强的数值为:.(3)小科测得大气压强比实际大气压强偏低,可能的原因是①漏气或未排尽空气;②受吸盘重力或弹簧秤自重影响。10.【答案】(1)弹簧测力计(2)0.75;1.08×105;偏大(3);偏小;吸盘内有空气残留(4)①④(1)在实验过程中,要测量活塞刚好被拉动时的拉力,也就是作用在活塞上的大气压力,因此还有弹簧测力计。(2)注射器活塞的横截面积;大气压的值为:;与标准大气压强相比偏大。(3)大气压强的值为:。它发现测出的大气压比真实值偏小,原因是:吸盘内有空气残留。(4)①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,会对活塞产生向外的压强,导致测出的大气压强偏小;②活塞与注射器筒壁间有摩擦,会对活塞产生向里的阻力,导致弹簧测力计的示数偏大,即测出大气压强偏大;③弹簧测力计的示数没有读准 ,那么可能导致读出的示数偏大,即测出大气压强偏大;④活塞与注射器筒壁不完全密封,则外面的空气会进入,导致对活塞产生向外的压强,即测出大气压强偏小。故选①④。11.【答案】(1)p=(2)排尽注射器筒内的空气(3)刚被拉动(4)带刻度部分(5)0.95×105(6)将活塞涂上凡士林或其他润滑油等(1)实验的原理是;(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是排尽注射器筒内的空气,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为19 N。(4)用刻度尺测出注射器带刻度部分的长度为5 cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞的横截面积。(5)活塞的横截面积:;大气压强为:。(6)要想测量值更准确,提出一条建议:将活塞涂上凡士林或其他润滑油等。12.【答案】(1)防止或减少吸盘漏气(2)9.6×104;吸盘内的空气未排尽(3)各个方向都有大气压强且大小相等(4)小于(1)将吸盘沾水湿润的目的是:防止或减少吸盘漏气;(2)大气压强的数值为:;与标准大气压强比较可知,测出的数值偏小,可能原因为:吸盘内的空气未排尽。(3)小菲同学又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧秤向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明各个方向都有大气压强且大小相等;(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风,那么作用在吸盘表面的空气流速增大,而压强减小,于是弹簧测力计的示数会小于96N。13.【答案】CA.根据甲图可知,没有测力计,无法测出大气压力,也无法测出大气压强作用的面积,因此无法测量大气压的数值,故A错误;B.根据乙图可知,当水柱高度不变时,瓶内气压等于外界大气压强与水柱压强之和,即p内=p大气+p水。当水柱升高时,水柱的压强增大,而外界大气压强减小,故B错误;C.水的流量相同,水管左端粗右端细,则左端的水流速度小于右端的水流速度。根据流体压强和流速的关系可知,左端的水压大于右端的水压,即气泡从左向右快速运动。由于水压减小,因此气泡内部的压强也减小,即它的体积变大,故C正确;D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小,则水的沸点降低,因此原来停止沸腾的水会再次沸腾,故D错误。故选C。14.【答案】(1)小于;a;1200(2)相平;增大;小(1)如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度,b管水面上方气压比a管的水面上方气压大,所以U形管中a管水面升高,若a管与b管的水面高度差为12cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体的压强差为。(2)如图乙,当喷雾器未工作时,细管A内外气压相等,细管A内外液面相平,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,细管A内液面上方气压比容器内液面上方的气压小,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出。15.【答案】B;A;大气压当活塞压下时,打开的阀门是B;当活塞提上时,打开的阀门是A,在外界大气压在作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口D流出.这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来.故答案为:B;A;大气压.16.【答案】B输液瓶口处的压强等于瓶内药液的压强;随着药液的不断减少,液面不断降低,根据公式p=ρ液gh可知,瓶口的压强不断减小,因此药液会越滴越慢。如果在瓶口出接入一根导管,让它与空气相通,当瓶内压强减少时,外面的空气进入瓶内,补充减小的压强,使瓶口出压强始终相等,即可达到目的,故B正确,而A、C、D错误。故选B。17.【答案】AA.往瓶内吹气后,瓶内气体增多,则瓶内气压大于瓶外大气压,压着瓶内的水沿玻璃管上升,故A错误符合题意;B.根据p=p0+ρ水gh可知,瓶内的水沿玻璃管上升的高度越大,说明外界的大气压强降低了,故B正确不合题意;C.瓶内气体温度升高,瓶内气体压强变大,会压着瓶内的水沿玻璃管上升,影响测量的结果,故C正确不合题意;D.根据p=p0+ρ水gh可知,水柱高度h越大,说明外界的气压越低,即瓶内外的气体压强差越大,故D正确不合题意。故选A。18.【答案】(1)保证温度改变时瓶内气体的体积不变(2)一定质量的气体,在体积不变时,压强随着温度的升高而增大(3)使每次使用的水温差大一些(合理即可)(1)每次改变水温时通过调节液面的高度相等再去换温度做实验,变量是温度,需要保持其他变量唯一气体体积不变,所以保持B处液面与初始位置相同的目的是保证温度改变时瓶内气体体积不变;(2) 通过数据可得到:气体质量一定时,体积不变化情况下,温度越高,液面差更大,说明压强随着温度的升高而增大;(3)由于温度越高时,AB的液面高度差更大,可以通过调节水温的差来让AB的高度差更加明显。故答案为:(1) 保证温度改变时瓶内气体的体积不变 ; (2) 一定质量的气体,在体积不变时,压强随着温度的升高而增大 ;(3) 使每次使用的水温差大一些。19.【答案】(1)根据圆的面积公式可知S阀=3.14×(0.004m/2)2=1.256×10-5m2,p阀=F阀/S阀=G阀/S阀=m阀g/S阀=0.08kg×10N/kg÷1.256×10-5m2=6.4×104Pa。(2)由题意知,锅内气压p =p阀+p0=6.4×104Pa+ 1.0×105Pa=1.64×105Pa对照图像可知,当气压为1.64×105pa时,所对应的温度是115℃20.【答案】(1)大于(2)对于限压阀受力分析:受到竖直向上的压力差和向下的重力,P差=P内-P外= 1.8×105Pa - 1.0×105Pa =0.8 ×105Pa,F=P差S=0.8 ×105Pa×1×10-5m2=0.8N,G=mg,m=。(1)高压锅内的气压越来越大,导致水的沸点增加,水的温度不断地升高,故大于标准大气压下的水的温度;(2)对于限压阀受力分析:受到竖直向上的压力差和向下的重力,P差=P内-P外= 1.8×105Pa - 1.0×105Pa =0.8 ×105Pa, F=P差S=0.8 ×105Pa×1×10-5m2=0.8N,G=mg,m=。故答案为:(1)大于;(2)80g.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览