【必刷题】八年级下册 第2章第二节大气压强(含解析)

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【必刷题】八年级下册 第2章第二节大气压强(含解析)

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八年级下册 第二节大气压强同步练习(浙教版2026年)
一、选择题
1.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
2.在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
3. 杭州亚运会的帆船项目在象山举行.帆船迎风行驶仍能前进的原理与飞机升空原理相同.若在帆船起航阶段刮起了东风(由东边吹向西边,俯视如图所示),为使帆船获得向北的动力,运动员应调整船帆方向为(  )
A. B.
C. D.
4.利用大气压的例子在我们的生活中随处可见,下列实例中不是利用大气压作用的是(  )
A.人的正常呼吸活动
B.人利用吸管喝饮料
C.利用打气筒给自行车打气
D.护士打针时,利用注射器吸取药液
5.连通器在生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中,没有利用连通器原理的是(  )
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
6.如图所示的列车,运行速度可达380 km/h。这种列车进站速度要比普通列车大一些。为避免候车乘客被“吸”向列车,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时车体附近 (  )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大 D.气流速度更小、压强更小
7.修建青藏铁路时,工作人员为防止路基下方冻土层中的冰熔化导致硬度减弱,在铁路两旁排列了一排排称为“热棒”的铁管,如图,铁管中的液态氨专门用于吸收冻土层内的热量并将其散失在地面上方的空气中。以下说法错误的是(  )
A.“热棒”下端物质汽化吸热
B.“热棒”上端物质液化吸热
C.“热棒”下端与冻土层发生了热传递
D.“热棒”内物质具有沸点低、易汽化的特性
8.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个实验装置:一个是自制气压计;另一个是装满水倒置的玻璃杯;还有一个充气的氢气球。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列判断不正确的是 (  )
A.氢气球的体积变大 B.玻璃钟罩内气压变小
C.细玻璃管内的液面会下降 D.玻璃杯口的塑料片会掉下来
9.如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
10.下列都是《科学》课本中的活动,下列分析正确的是(  )
A.甲图在如图位置加热,对流管内液体会沿顺时针方向循环流动
B.乙图当用注射器向烧瓶内充气时,正在沸腾的液体停止沸腾
C.丙图通过纸飞机实验,可知风向是风向标箭尾所指的方向
D.丁图用力将注射器的活塞向左推送气体,“潜水艇”做下沉运动
11.如图所示,1个标准大气压的环境下,用酒精灯对装有水的烧杯加热,水中倒扣着一玻璃瓶(图中省略用来固定的装置),瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到100℃时(  )
A.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水一定会沸腾
B.烧杯中的水一定会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中和瓶内的水一定不会沸腾
D.烧杯中和瓶内的水一定会沸腾
12.用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
13.用气压计测量大气压时,能使气压计示数变小的是(  )
A.把气压计从山顶拿到山脚 B.天气由晴转阴雨
C.季节从夏季转到冬季 D.把气压计从室内拿到室外
14.在活动2中,如图丁所示,测得玻璃管内水银面比水银槽内水银高76cm,能使这个高度差改变的做法是(  )
A.使玻璃管稍下降一点 B.把玻璃管稍稍往上提一提
C.将玻璃管稍微倾斜一点 D.把实验移到高山上去做
二、填空题
15.如图,在球形烧瓶中注水,将水加热至沸腾,塞紧瓶塞后将瓶倒过来架在铁架台上,然后从上方向球形烧瓶底部倒冷水或盖上湿布(瓶没有破裂),可以观察到   (填现象),发生这个现象的原理是   .
16.如图甲所示,在高铁站,离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域,人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强   ,乘客若离列车很近会被“推”向列车,从而发生危险。为了充分利用能量,某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示。进站上坡前关闭发动机,列车由于具有   冲上缓坡,这样设计可以让列车无动力滑行,进站时将动能转化为   能储存起来。
17.电影哪吒与敖丙大战三大龙王时,涉及很多科学知识。
(1)哪吒的火和敖丙的水造了雾,原理是敖丙的水遇到高温火焰   (填物态变化)为水蒸气,水蒸气到高空再遇冷凝结成小水珠形成雾。
(2)敖丙的水龙卷形成原因与龙卷风相似。核心处高速旋转的空气使得漩涡中心的气压   (选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压,导致水被“吸”后随气流上升。
(3)哪吒站在风火轮上作战时,哪吒相对风火轮是   (选填“运动”或“静止”)的。
18.高海拔旅游的风险性和对生态的破坏,日益成为人们关注的焦点。珠穆朗玛峰(简称“珠峰”)大本营是距离珠峰最近的可抵达区域之一,它海拔5200米,地理位置为北纬28.14°,东经86.85°,长期以来被视为仰望珠峰的理想之地。
(1)珠峰大本营不仅温度低、空气稀薄,而且由于海拔高,气压   ,极易引起高山病。
(2)珠峰大本营区域生物种类少,成分简单,导致该生态系统   能力弱,极易导致生态平衡被破坏。
(3)加乌拉山口(北纬28.44°,东经86.86°)作为替代观景点,在安全性、环保性与体验感上展现出明显优势。图中P为珠峰大本营,则加乌拉山口大概位置应该位于   点。(填字母)
19.现有一架总质量为m的喷气式飞机,已知该飞机飞行时所受空气阻力的大小与速度平方成正比,即 (式中k为已知量)。若飞机飞行过程中的耗油量可忽略不计。
(1)该飞机在空中沿水平方向飞行时,飞机所受向上的升力是由机翼上、下表面气流速度不同所产生的。若以机翼为参照物,则机翼上表面附近气流的速度   机翼下表面附近气流的速度。
(2)在该飞机沿水平直线匀速飞行时,它上、下表面所受到的压力差为   。
(3)若该飞机以速度v沿水平方向匀速直线飞行的时间为t,则它在这段时间内克服空气阻力所做的功为   。(功=物体受到的力×在力的方向上移动的距离)
20.注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
21.如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S 均为0.03m2。请回答:
(1)马德堡半球实验证明了    的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为   N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于 F,其原因可能是   。
22.小金用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料自制了一个可调风速的微型吸尘器,模型如图甲所示,电路图如图乙所示。
(1)风扇转动,瓶内气压   瓶外气压(填“>” “=”或“<” ) ,纸屑进入瓶内;
(2)为增大吸尘器风速,图乙中滑片P的旋转方向为   (填“顺时针”或“逆时针”)。
(3)请将自制吸尘器的评价量表补充完整。
评价等级
优秀 合格 不合格
能吸纸屑、能调风速     不能吸纸屑、不能调风速
三、实验与探究题
23.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。
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,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
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)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)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   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
24.小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验,他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子,塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝,实验装置如图乙所示。
查阅资料发现: “暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质,可在空气中吸收氧气发生放热反应, 反应过程中主要反应的化学方程式为: “暖宝宝”贴吸氧能力强,放热迅速。
(1)从建模角度分析, “利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的   。
(2)属于   反应(填写化学反应基本类型),整个实验过程中,瓶内液面的变化情况为   。
(3)小应待反应结束,温度计示数恢复初始温度时记录液面位置,如图丙所示,并计算得到空气中氧气含量。小钱认为小应的操作不严谨,应调整瓶子在水中的深度,使瓶子内外液面相平再读取刻度,分析这样操作的原因是   。
25.某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
26.某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
27.临城某地下车库安装了如图甲所示的管道式新风系统,该系统内包含有排风机和管道配件,通过排风扇将不同停车区的空气经管道排出室外。为了研究管道进气口的气体流速与管道长度(进气口与排风扇之间的距离)的关系,项目化小组设计了如图乙实验装置,并进行了如下实验:
①取一根长为3米的排风管道ab,在距离管口b端1米、2米和3米处标注刻度。
②将盛有红色水柱的U形管与排风管管口b端连接。
③将排风扇置于排风管1米刻度处,调节排风扇以一定功率工作,当U形管两侧液面稳定时,记录液面高度差,并重复3次取平均值。
实验组别 排风扇离b端距离/米 U形管两侧液面平均高度差/厘米
1 1 4.0
2 2 2.2
3 3 1.4
④改变排风扇在排风管内位置,使其分别处于2米、3米刻度处,重复步骤③,并整理数据如表。
(1)该实验是通过观察   来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)步骤③中重复3次实验的目的是   。
(3)若该地下车库泊车B区和泊车C区管道进气口的气体流速大小分别为vB和vC,结合本实验的数据,请比较vB和vC的大小关系:   。
(4)若要进一步探究排风扇风力大小对管道进气口的气体流速的影响,需要增加实验步骤⑤,请简要写出该实验步骤:   。
28.离渠边不同距离处水流速度相等吗,小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等,于是进行了如下实验:选一段流速稳定、宽为2m的水平水渠为实验场地,如图甲所示,在A1A2连线上,同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中,并开始计时,t=5s时测得实验数据如下表:
离渠中心线距离r/m 0.1 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
乒乓球移动距离s/m 1.00 0.96 0.84 0.64 0.38 几乎为0
水流速度v/m·s- 0.200 0.192 0.168 0.128 0.076 几乎为0
(1)分析数据可以得出:离渠中心线距离r越大,水流速度v   
(2)为了得出v与r的定量关系,小科根据上表数据绘制、 图线如图乙,据此图可得到v与r的关系式是 v=   
(3)图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下,则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB   pc。
(4)学习《电流》时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。图丁是某实验电路的一部分,电流表的示数为   A,若通过导线 ab 电流为0.6A,请分析通过导线 cd的电流大小及方向   。
四、综合题
29.汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用水循环进行冷却,实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
防冻液含量/% 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点/% -17 -28 -37 -49 -48 -46 -28
混合液的沸点/℃ 103 104 107 111 117 124 141
注:在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃,考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是(  )。
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选(  )。
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点   (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是    。
30.劳动创造美好生活。小科在厨房里意煮西红柿汤时,发现蕴藏着很多的科学知识,请回答。
(1)厨房很热,他打开无叶电风扇,如图甲所示,电风扇的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有1.3mm的缝隙(环形空腔)向外喷出,这部分喷出空气因为   ,使周围空气靠近喷射空气而流动起来,形成了风。
(2)为了解汤汁的咸淡,他只需取锅中的少量汤汁品尝即可,这是因为溶液具有某种性质。如果用5个小圆圈表示200mL西红柿汤中所有的钠离子(构成食盐的一种微粒),请你在图乙中画出钠离子的分布情况来体现这一性质。
31.长江三峡大坝是世界上最大的水利枢纽工程之一。
(1)在经过三峡大坝时,小明观察到三峡大坝坝体做成上窄下宽,主要是根据   (选填“固体压强”或“液体压强”)的规律。三峡大坝的正常蓄水位为175m,则距离水面30m、面积为1m2的大坝内表面受到水的压力为   N。
(2)长江江面上还有其他轮船,两艘同向行驶的轮船不能并排行驶,是因为流体流速大的位置压强   (选填“大”或“小”)。如图实验中,能说明这个规律的是   。
A.向自由下垂的两张纸中间吹气,两张纸向中间靠拢
B.甩动两端开口的塑料软管,一端靠近碎纸屑,纸屑从另一端飞出
C.将乒乓球靠近水流时,乒乓球被吸引过去
32.取一只瓶口略比嘴巴大的瓶子,嘴巴对着瓶口吸气,瓶子会贴在嘴巴上。请解释这个现象。
33.某科研小组设计了一套水流速度监测装置,其原理如图所示:机翼状的探头始终浸没在水中,随着水流速度的改变,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P会上下移动,电流表示数随之变化。其中电源电压U恒为12伏,R0为定值电阻,电阻丝AB阻值为50欧,上面标有表示速度大小的刻度值,电流表量程为0~0.6A。
(1)流体压强跟流速有关,当水流速度变大时,连杆向上移动,电流表示数   (填“变大”、“变小”“不变”)
(2)当水静止时,滑片P刚好在 B处,此时电流表示数为0.2A,求定值电阻R0的值。
(3)该装置能测量的最大流速时滑动变阻器连入的阻值
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试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:168分
分值分布 客观题(占比) 42.0(25.0%)
主观题(占比) 126.0(75.0%)
题量分布 客观题(占比) 14(42.4%)
主观题(占比) 19(57.6%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 14(42.4%) 42.0(25.0%)
填空题 8(24.2%) 46.0(27.4%)
实验与探究题 6(18.2%) 48.0(28.6%)
综合题 5(15.2%) 32.0(19.0%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (69.7%)
2 容易 (24.2%)
3 困难 (6.1%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 摩擦力的存在 6.0(3.6%) 20
2 凝固与凝固现象 8.0(4.8%) 29
3 化合反应和分解反应 8.0(4.8%) 24
4 串、并联电路的电流特点 10.0(6.0%) 28
5 动能和势能的大小变化 6.0(3.6%) 16
6 欧姆定律及其应用 14.0(8.3%) 22,33
7 液化及液化现象 3.0(1.8%) 7
8 大气压强与高度的关系 12.0(7.1%) 13,14,18
9 生态系统的自动调节能力 6.0(3.6%) 18
10 压强的大小及其计算 16.0(9.5%) 25,26
11 风 3.0(1.8%) 10
12 液体压强计算公式的应用 8.0(4.8%) 31
13 物体的浮沉条件及其应用 9.0(5.4%) 10,20
14 惯性 6.0(3.6%) 16
15 压力及重力与压力的区别 8.0(4.8%) 31
16 电流的测量及电流表的使用 8.0(4.8%) 33
17 大气压对天气的影响 3.0(1.8%) 13
18 流体压强与流速的关系 66.0(39.3%) 2,3,6,16,17,19,27,28,30,31,33
19 二力平衡的条件及其应用 6.0(3.6%) 19
20 大气压强的测量方法 31.0(18.5%) 14,21,23,25,26
21 经纬网 6.0(3.6%) 18
22 沸点及沸点与气压的关系 27.0(16.1%) 1,7,9,10,11,15,29
23 溶液的组成及特点 5.0(3.0%) 30
24 大气的分层 3.0(1.8%) 10
25 功的计算公式的应用 6.0(3.6%) 19
26 大气压的综合应用 12.0(7.1%) 4,5,12,13
27 汽化及汽化吸热的特点 9.0(5.4%) 7,17
28 大气压强的存在 38.0(22.6%) 1,8,12,20,21,22,24,32
29 势能的影响因素 6.0(3.6%) 16
30 物体内能的改变方法 3.0(1.8%) 7
31 参照物及其选择 6.0(3.6%) 17
32 熔点和凝固点 8.0(4.8%) 29
33 影响液体压强大小的因素 3.0(1.8%) 5
34 沸腾及沸腾条件 6.0(3.6%) 9,11
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1.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】大气压的利用可以通过沸点的变化,温度的变化,气压差值的变化等进行利用。
【解答】A.真空压缩袋收纳衣物的工作原理是把袋内空气抽走,使内部气压减小,在大气压的作用下将衣物压扁,故A 不符合题意;
B.液体沸点随气压的增大而升高,用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,液体的沸点升高的原理,并不是利用大气压来工作的,故B 符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃时,先将吸盘内的空气排出,使吸盘内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘就会紧紧吸住玻璃,从而可以搬运玻璃,这利用了大气压,故C 不符合题意;
D.把吸盘式挂钩吸盘内的空气排出,外界大气压大于吸盘内部气压,吸盘在大气压的作用下被压紧,故D 不符合题意;
故答案为:B。
2.在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:当用小吸管向乒乓球斜上方吹气时,乒乓球右上方气体流速大,压强小,乒乓球会受到向右上方的压力差,所以乒乓球会向右上方运动,则乒乓球最后会运动到右侧的碗中,故ACD错误,B正确。
故答案为:B.
3. 杭州亚运会的帆船项目在象山举行.帆船迎风行驶仍能前进的原理与飞机升空原理相同.若在帆船起航阶段刮起了东风(由东边吹向西边,俯视如图所示),为使帆船获得向北的动力,运动员应调整船帆方向为(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体流速越大,压强越小进行分析。
【解答】风从东边吹来,帆向上凸起的部分流速大、压强小,在另一侧大气压的作用下,船向压强小的一侧移动,由图可知,D中的船将向北移动。
故答案为:D。
4.利用大气压的例子在我们的生活中随处可见,下列实例中不是利用大气压作用的是(  )
A.人的正常呼吸活动
B.人利用吸管喝饮料
C.利用打气筒给自行车打气
D.护士打针时,利用注射器吸取药液
【答案】C
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】A.人体吸气和呼气的完成是由于呼吸运动造成了肺内气压和外界大气压之间存在压力差:当肺内气压高于外界大气压时,肺内气体排出;当肺内气压低于外界大气压时,外界气体进入肺;
B.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,汽水被压进吸管里;
C.用气筒给自行车内胎打气,气体在气筒活塞的作用下被压入自行车车胎内部,与大气压无关;
D.吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内。
故正确答案为:C
5.连通器在生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中,没有利用连通器原理的是(  )
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
【答案】C
【知识点】影响液体压强大小的因素;大气压的综合应用
【解析】【分析】连通器:底部连通、上端开口。
【解答】A、茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,是利用连通器原理工作的,故A不符合题意;
B、船闸底部阀门打开时,上游和闸室、闸室和下游之间都可以构成连通器,利用连通器原理使船只顺利通行,故B不符合题意;
C、活塞式抽水机是利用大气压来工作的,没有利用连通器原理,故C符合题意;
D、下水道存水管是一个连通器,利用连通器原理形成水封,可以防止难闻气味进入室内,故D不符合题意。
故答案为:C。
6.如图所示的列车,运行速度可达380 km/h。这种列车进站速度要比普通列车大一些。为避免候车乘客被“吸”向列车,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时车体附近 (  )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大 D.气流速度更小、压强更小
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:流体流速越大的位置压强越小,故A正确,BCD均错误;
故答案为:A。
7.修建青藏铁路时,工作人员为防止路基下方冻土层中的冰熔化导致硬度减弱,在铁路两旁排列了一排排称为“热棒”的铁管,如图,铁管中的液态氨专门用于吸收冻土层内的热量并将其散失在地面上方的空气中。以下说法错误的是(  )
A.“热棒”下端物质汽化吸热
B.“热棒”上端物质液化吸热
C.“热棒”下端与冻土层发生了热传递
D.“热棒”内物质具有沸点低、易汽化的特性
【答案】B
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;沸点及沸点与气压的关系;液化及液化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)汽化指物质由液态转变成气态,汽化要吸热;液化指物质由气态转变成液态液化要放热;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递;
(3)热棒需要用导热性能良好的材料制作;
(4)液态氨在某些应用中被特意使用,因为它具有特定的物理和化学性质,这些性质使得它在特定条件下非常有用。例如,液态氨可以用作制冷剂,因为它在蒸发时能够吸收大量的热量,从而有效地冷却周围环境。
【解答】A.热棒下端插在冻土中,利用氨的汽化吸热给冻土降温,把冻土中的热量“搬运到”热棒上端;
B.上端发生的是液化,通过散热片向空中放热,从而使冻土保持稳定,液化是向周围放热的;
C.给冻土降温是通过热传递的方式改变内能;
D.为了更好的利用汽化吸热、液化放热,应选择易发生物态变化的液态氨。
故答案为:B
8.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个实验装置:一个是自制气压计;另一个是装满水倒置的玻璃杯;还有一个充气的氢气球。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列判断不正确的是 (  )
A.氢气球的体积变大 B.玻璃钟罩内气压变小
C.细玻璃管内的液面会下降 D.玻璃杯口的塑料片会掉下来
【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】 A.气球的大小由内外压强差决定;
BC.当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,罩内气压减小,细玻璃管内的液面会上升;
D.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
【解答】 AB.当不断抽去罩内空气时,罩内空气压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大;体积变大,密度减小,故AB正确不合题意;
C.当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,罩内空气压强减小,自制气压计细玻璃管内的液面会上升,故C错误符合题意;
D.塑料片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,故D正确不合题意。
故选C。
9.如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】水沸腾必须同时满足两个条件:一是温度达到沸点,二是继续吸热;
沸点随气压升高而增大,有温度差才能热传递。
【解答】A.上面都是开口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故A不符合题意;
B.上面都是封口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故B不符合题意;
C.烧杯开口,试管封口,则小试管沸点高,小试管中水不能沸腾,故C不符合题意;
D.烧杯封闭,试管开口,则小试管沸点低,小试管中水能沸腾,故D符合题意;
故选D。
10.下列都是《科学》课本中的活动,下列分析正确的是(  )
A.甲图在如图位置加热,对流管内液体会沿顺时针方向循环流动
B.乙图当用注射器向烧瓶内充气时,正在沸腾的液体停止沸腾
C.丙图通过纸飞机实验,可知风向是风向标箭尾所指的方向
D.丁图用力将注射器的活塞向左推送气体,“潜水艇”做下沉运动
【答案】B
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;物体的浮沉条件及其应用;大气的分层;风
【解析】【分析】空气对流运动中,热空气上升,冷空气下降。液体的沸点随着气压的增大而增大;潜水艇的原理是通过改变自身的重力的方式实现沉浮的;
【解答】A. 在如图位置加热,对流管内液体会沿逆时针方向循环流动,A错误;
B.当用注射器向烧瓶内充气时,正在沸腾的液体停止沸腾。正确;
C.通过纸飞机实验,可知风向是风向标箭头所指的方向,C错误;
D.用力将注射器的活塞向左推送气体,气体将里面的压了出去,使得重力小于浮力,“潜水艇”做上升运动;
故答案为:B.
11.如图所示,1个标准大气压的环境下,用酒精灯对装有水的烧杯加热,水中倒扣着一玻璃瓶(图中省略用来固定的装置),瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到100℃时(  )
A.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水一定会沸腾
B.烧杯中的水一定会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中和瓶内的水一定不会沸腾
D.烧杯中和瓶内的水一定会沸腾
【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据水的沸点与压强有关,且沸腾时需要继续吸热,但温度不变进行分析。
【解答】烧杯的内水温度达到100摄氏度且能继续吸热,所以水会沸腾,瓶内液面低于烧杯中液体的液面,说明瓶内气体的压强大于标准大气压,水的沸点随压强的增大而升高,可知瓶内水的沸点将高于100摄氏度。水在沸腾时温度不变,可知瓶内的水的温度达不到沸点,所以不会沸腾。
故答案为:B。
12.用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
【答案】D
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【分析】根据沸腾的条件及大气压与沸点的关系进行解答
【解答】沸腾的条件有两个:一是达到沸点,二是继续吸热,从本题来看,火已经熄灭,意味着粥不能再继续吸热了,应该会停止沸腾,但事实是打开锅盖却发现粥仍在沸腾,则其原因一定是由于浇了冷水使锅内气压下降,粥的沸点也下降,所以重新沸腾。高压锅锅内气压大,沸点也高,用高压锅煮粥,粥的温度会在100℃以上,当给锅加热时,粥会沸腾,当停止加热时,粥会停止沸腾,但当给它立即用冷水冷却时,锅内的气压会立即减小,粥的沸点也会随之减小,由于粥的温度在停火一瞬间仍然是高于100℃,所以粥重新沸腾。
故正确答案为:D
13.用气压计测量大气压时,能使气压计示数变小的是(  )
A.把气压计从山顶拿到山脚 B.天气由晴转阴雨
C.季节从夏季转到冬季 D.把气压计从室内拿到室外
【答案】B
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压对天气的影响;大气压的综合应用
【解析】【分析】根据大气压与哪些因素有关进行解答
【解答】A.因为大气压随着高度的增大而减小,因此把气压计从山顶拿到山脚过程中,气压计示数会变大;
B.晴天气压高,雨天气压低,因此天气由晴转阴雨时,气压计的示数会变小;
C.夏季的气压比冬季的气压低,因此从夏季转到冬季的时候,气压计的示数会变大;
D.同一地点,同一季节,室内外的气压基本不变,因此把气压计从室内拿到室外的过程中,示数基本不变。
故正确答案为:B
14.在活动2中,如图丁所示,测得玻璃管内水银面比水银槽内水银高76cm,能使这个高度差改变的做法是(  )
A.使玻璃管稍下降一点 B.把玻璃管稍稍往上提一提
C.将玻璃管稍微倾斜一点 D.把实验移到高山上去做
【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】根据托里拆利实验原理进行解答
【解答】根据托里拆利实验的结果,因为大气压强的作用,玻璃管内水银面会高于槽内水银面760mm,P0=。ABC项,做托里拆利实验时,把玻璃管稍微向上提一提、使玻璃管稍下降一点、将玻璃管稍为倾斜一点,这三个方法没有改变大气压和g的大小,所以h不变,故ABC项错误。D项,把实验移到高山上去,P大气压变小,所以高度差h变小。
故正确答案为:D
二、填空题
15.如图,在球形烧瓶中注水,将水加热至沸腾,塞紧瓶塞后将瓶倒过来架在铁架台上,然后从上方向球形烧瓶底部倒冷水或盖上湿布(瓶没有破裂),可以观察到   (填现象),发生这个现象的原理是   .
【答案】水重新沸腾;气压减小,水的沸点降低
【知识点】沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】根据水的沸点与大气压强有关,压强越小,沸点越低进行分析。
【解答】当冷水或湿布接触烧瓶底部时,瓶内水蒸气的温度降低,气压减小,导致水的沸点降低,因此水重新沸腾。
16.如图甲所示,在高铁站,离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域,人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强   ,乘客若离列车很近会被“推”向列车,从而发生危险。为了充分利用能量,某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示。进站上坡前关闭发动机,列车由于具有   冲上缓坡,这样设计可以让列车无动力滑行,进站时将动能转化为   能储存起来。
【答案】压强小;惯性;重力势
【知识点】惯性;流体压强与流速的关系;动能和势能的大小变化;势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。
【解答】空气流速大,压强小,列车一侧压强减小,后方的空气可能会将乘客向铁轨一侧推,可能有掉落铁轨的风险。
列车由于具有惯性能保持原来的运动状态,所以在进站上坡前关闭发动机,由于惯性,列车也能冲上缓坡,车高度变高,重力势能变大。
17.电影哪吒与敖丙大战三大龙王时,涉及很多科学知识。
(1)哪吒的火和敖丙的水造了雾,原理是敖丙的水遇到高温火焰   (填物态变化)为水蒸气,水蒸气到高空再遇冷凝结成小水珠形成雾。
(2)敖丙的水龙卷形成原因与龙卷风相似。核心处高速旋转的空气使得漩涡中心的气压   (选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压,导致水被“吸”后随气流上升。
(3)哪吒站在风火轮上作战时,哪吒相对风火轮是   (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】(1)汽化
(2)小于
(3)静止
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;参照物及其选择;流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)物态变化:熔化:由固态转化为液态,熔化吸热;凝固:由液态转化为固态,凝固放热;凝华:由气态转化为固态,凝华放热;升华:由固态转化为气态,升华吸热;汽化:由液态转化为气态,汽化吸热;液化:由气态转化为液态,液化放热。
(2)根据流体流速越大,压强越小进行分析。
(3)运动和静止是相对的,物体与参照物之间的空间位置没有发生改变,则物体是静止的,物体与参照物之间的空间位置发生改变,则物体是运动的。
【解答】(1)水由液体转化为气态的过程称为汽化。
(2)流体流速大,压强小,核心处的空气高速旋转,使得漩涡中心的气压小于外界大气压,导致水被“吸”后随气流上升。
(3)哪吒站在风火轮上作战时,哪吒与风火轮之间的空间位置没有发生改变,可知哪吒相对风火轮是静止的。
18.高海拔旅游的风险性和对生态的破坏,日益成为人们关注的焦点。珠穆朗玛峰(简称“珠峰”)大本营是距离珠峰最近的可抵达区域之一,它海拔5200米,地理位置为北纬28.14°,东经86.85°,长期以来被视为仰望珠峰的理想之地。
(1)珠峰大本营不仅温度低、空气稀薄,而且由于海拔高,气压   ,极易引起高山病。
(2)珠峰大本营区域生物种类少,成分简单,导致该生态系统   能力弱,极易导致生态平衡被破坏。
(3)加乌拉山口(北纬28.44°,东经86.86°)作为替代观景点,在安全性、环保性与体验感上展现出明显优势。图中P为珠峰大本营,则加乌拉山口大概位置应该位于   点。(填字母)
【答案】(1)低
(2)自动调节
(3)A
【知识点】生态系统的自动调节能力;大气压强与高度的关系;经纬网
【解析】【分析】(1)根据大气压强随高度的增大而减小解答;
(2) 生态系统的自我调节能力与物种多样性密切相关。
(3)纬度向上增大为北纬,向下增大为南纬;经度向西增大为西经,向东增大为东经。
【解答】(1)珠峰大本营不仅温度低、空气稀薄,而且由于海拔高,气压低,极易引起高山病。
(2) 珠峰大本营环境恶劣,生物种类少,食物链简单,生态系统的自动调节能力弱。一旦受到人类活动或气候变化的干扰,容易失衡且难以恢复。
(3)P点在北纬28.14°, 加乌拉山口在北纬28.44° ,则加乌拉山口在P点上面。P点在东经86.85° , 加乌拉山口 东经86.86° ,则加乌拉山口在P点右边。
综上可知,加乌拉山口在P点右上角,应该为A。
19.现有一架总质量为m的喷气式飞机,已知该飞机飞行时所受空气阻力的大小与速度平方成正比,即 (式中k为已知量)。若飞机飞行过程中的耗油量可忽略不计。
(1)该飞机在空中沿水平方向飞行时,飞机所受向上的升力是由机翼上、下表面气流速度不同所产生的。若以机翼为参照物,则机翼上表面附近气流的速度   机翼下表面附近气流的速度。
(2)在该飞机沿水平直线匀速飞行时,它上、下表面所受到的压力差为   。
(3)若该飞机以速度v沿水平方向匀速直线飞行的时间为t,则它在这段时间内克服空气阻力所做的功为   。(功=物体受到的力×在力的方向上移动的距离)
【答案】(1)大于
(2)mg
(3)kv3t
【知识点】二力平衡的条件及其应用;流体压强与流速的关系;功的计算公式的应用
【解析】【分析】 (1)根据流体压强和流速的关系分析解答;
(2)对飞机进行受力分析,根据平衡力的知识分析解答;
(3)当飞机匀速前进时,飞机的牵引力等于飞机所受的阻力,飞机牵引力功率可以用公式P=Fv,进行求解。
【解答】 (1) 飞机在空中沿水平方向飞行时,机翼上、下表面气流速度不同,导致压强不同,从而产生向上的升力。机翼上表面附近气流的速度越快,压强越小;下表面附近气流的速度较慢,压强较大。因此以机翼为参照物,机翼上表面附近气流的速度大于下表面附近气流的速度。
(2)该飞机沿水平直线匀速飞行时,它受到平衡力的作用,
即飞机受到上下表面的压力差等于飞机的重力,即ΔF=G=mg。
(3)根据题意可知,飞机匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2,
当飞机在水平轨道上匀速行驶时,牵引力等于阻力,即F=f=kv2,
根据W=Pt可知,它在这段时间内克服空气阻力所做的功W=Pt=Fvt=fvt=kv2×vt=kv3t。
20.注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
【答案】(1)变大
(2)大于或>;外或左
【知识点】摩擦力的存在;物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)气球总是向气压减小的一侧膨胀。
(2)根据浮沉条件解答。摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】(1)如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力
的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
21.如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S 均为0.03m2。请回答:
(1)马德堡半球实验证明了    的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为   N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于 F,其原因可能是   。
【答案】(1)大气压(强)
(2)3000
(3)金属盆内未抽成真空
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)马德堡半球实验证实了大气压的存在;
(2)根据压强公式计算出每只金属盆所受外界大气压力F的大小;
(3)若金属盆内未抽成真空,盆内依然有空气,盆会受盆内气压的影响。
【解答】(1)历史上著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)每只金属盆所受外界大气压力F的大小:F=P0S=1×105Pa×0.03m2=3000N;
(3)若金属盆内未抽成真空,盆内依然有空气,盆内气压对盆有压力,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F。
故答案为:(1)大气压;(2)3000;(3)金属盆内未抽成真空。
22.小金用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料自制了一个可调风速的微型吸尘器,模型如图甲所示,电路图如图乙所示。
(1)风扇转动,瓶内气压   瓶外气压(填“>” “=”或“<” ) ,纸屑进入瓶内;
(2)为增大吸尘器风速,图乙中滑片P的旋转方向为   (填“顺时针”或“逆时针”)。
(3)请将自制吸尘器的评价量表补充完整。
评价等级
优秀 合格 不合格
能吸纸屑、能调风速     不能吸纸屑、不能调风速
【答案】(1)<
(2)逆时针
(3)能吸纸屑, 不能调风速
【知识点】大气压强的存在;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)吸纸屑利用大气压工作的;
(2)根据电流越大电动机转动越快,分析滑动移动方向;
(3)根据其作用和目的分析。
【解答】 (1)风扇转动,瓶内空气被推出,使得内部气压<瓶外气压,纸屑在大气压的作用下进入瓶内。
(2)为增大吸尘器风速,应该增大电路中的电流,根据欧姆定律,应该减小电路中的电阻,故图乙中滑片P的旋转方向为逆时针。
(3)根据评价指标“优秀”和“不合格”的内容可知,“价格”的指标内容应该为:能吸纸屑,不能调节风速。
三、实验与探究题
23.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。
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,当注射器中的活塞被拉动
时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
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)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)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   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
【答案】(1)1.04×105
(2) 偏小
(3)摩擦力
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据计算活塞的横截面积,再根据计算大气压强;
(2)注射器中的空气会对活塞产生向外的压力,从而使弹簧测力计的示数变小,据此分析;
(3)对活塞进行受力分析,根据平衡力的知识解答。
【解答】(1)活塞的横截面积;
那么大气压强为:;
(2) 步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值偏小;
(3) 取下橡皮帽, 当注射器活塞刚好被拉动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,即摩擦力为0.3N。
24.小应利用如图甲所示的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的实验,他用一个有刻度的去底带塞子的瓶子,塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴的铜丝,实验装置如图乙所示。
查阅资料发现: “暖宝宝”贴内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质,可在空气中吸收氧气发生放热反应, 反应过程中主要反应的化学方程式为: “暖宝宝”贴吸氧能力强,放热迅速。
(1)从建模角度分析, “利用暖宝宝贴消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的   。
(2)属于   反应(填写化学反应基本类型),整个实验过程中,瓶内液面的变化情况为   。
(3)小应待反应结束,温度计示数恢复初始温度时记录液面位置,如图丙所示,并计算得到空气中氧气含量。小钱认为小应的操作不严谨,应调整瓶子在水中的深度,使瓶子内外液面相平再读取刻度,分析这样操作的原因是   。
【答案】(1)消耗O2形成气压差
(2)化合;先下降后上升
(3)使瓶内外气压相等,排除外界大气压的干扰。
【知识点】大气压强的存在;化合反应和分解反应
【解析】【分析】 (1)根据实验原理结合上述思维模型进行分析;
(2)根据反应的特点、瓶内气压变化情况进行分析;
(3)根据压强变化对实验结果的影响进行分析。
【解答】 (1)“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的消耗O2形成气压差,进而通过进入瓶内水的体积来计算空气中的氧气的含量;
(2)根据方程式可知,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量,瓶内温度升高,使气压增大,将水向下压,故观察到瓶内液面下降;后消耗瓶中的氧气,使得瓶内气压减小,故液面又会上升。
(3)如果瓶内水面高于瓶外水面,那么里面的空气受到挤压,不是正常状态的情况,只有内外水面相平时,瓶内和外面的大气压强才相等,得到的才是正常状态下的数据。
25.某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
【答案】(1)防止吸盘漏气
(2)小
(3)偏小
(4)沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)沾水可以将吸盘内的空气排出,防止漏气,减小误差。
(2)根据可知,压强一定时,横截面积越小,压力越小。
(3)由可知,横截面积变小,会导致测得的大气压偏小。
(4)乙中水平方向拉动测力计,可以避免吸盘自重对实验造成的干扰。
【解答】(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
26.某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)活塞
(2)P0=FL/V
(3)B
(4)变小
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)活塞有一侧没有大气,可知测量的是大气对活塞的压力。
(2)结合题中数据和进行计算。
(3)由压力偏大,则测得的大气压偏大。
(4)根据高度越高,大气压越小进行分析。
【解答】(1)活塞一侧有空气,一侧没有空气,说明一侧受到大气压力,一侧没有受到大气压力,可是实验探究的是大气对活塞的压力。
(2)横截面积为,大气压为。
(3)A、橡皮帽气密性不好,气体进入活塞,抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故A错误;
B、活塞与注射器筒壁之间有摩擦,测得的大气压产生的压力其实是大气压的压力加摩擦力,会导致的
大气压偏大,故B正确;
C、内部空气没有排尽,会抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故C错误。
故答案为:B。
(4)海拔较高的山上大气稀薄,大气压偏小,由可知,压力会变小,可知测力计示数变小。
27.临城某地下车库安装了如图甲所示的管道式新风系统,该系统内包含有排风机和管道配件,通过排风扇将不同停车区的空气经管道排出室外。为了研究管道进气口的气体流速与管道长度(进气口与排风扇之间的距离)的关系,项目化小组设计了如图乙实验装置,并进行了如下实验:
①取一根长为3米的排风管道ab,在距离管口b端1米、2米和3米处标注刻度。
②将盛有红色水柱的U形管与排风管管口b端连接。
③将排风扇置于排风管1米刻度处,调节排风扇以一定功率工作,当U形管两侧液面稳定时,记录液面高度差,并重复3次取平均值。
实验组别 排风扇离b端距离/米 U形管两侧液面平均高度差/厘米
1 1 4.0
2 2 2.2
3 3 1.4
④改变排风扇在排风管内位置,使其分别处于2米、3米刻度处,重复步骤③,并整理数据如表。
(1)该实验是通过观察   来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)步骤③中重复3次实验的目的是   。
(3)若该地下车库泊车B区和泊车C区管道进气口的气体流速大小分别为vB和vC,结合本实验的数据,请比较vB和vC的大小关系:   。
(4)若要进一步探究排风扇风力大小对管道进气口的气体流速的影响,需要增加实验步骤⑤,请简要写出该实验步骤:   。
【答案】(1)U形管两侧液面平均高度差
(2)通过取平均值减小测量误差
(3)
(4)排风扇放置在同一位置,改变排风扇风力大小,观察并记录U形管两侧液面平均高度差大小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)实验采用了转换法,通过观察U形管两侧液面平均高度差来比较管道进气口的气体流速大小。
(2)重复实验的目的一般为:却平均值减小误差或避免偶然性,得出普遍性规律。
(3)根据表中数据进行分析,流体流速越大,压强越小,压强差越大,U形管两侧液面平均高度差越大。
(4)根据控制变量法可知,要探究的是风力大小与气体流速的关系,则除风力大小以外的条件均相同。
【解答】(1)实验通过观察U形管两侧液面平均高度差来比较管道进气口的气体流速大小,原理是流体流速大,压强小,U形管两侧液面平均高度差大。
(2)由三组数据取平均值可以减小误差。
(3)由表中数据可知,离排风扇越远,U形管两侧液面平均高度差小,说明压强差越小,空气流速慢。由图可知,B区离排风扇更远,所以流速慢,即。
(4)要探究的是风力大小与气体流速的关系,只需改变排风扇风力大小,观察并记录U形管两侧液面平均高度差大小。
28.离渠边不同距离处水流速度相等吗,小科想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等,于是进行了如下实验:选一段流速稳定、宽为2m的水平水渠为实验场地,如图甲所示,在A1A2连线上,同一时间把11个乒乓球等间距地轻轻放入水中,并开始计时,t=5s时测得实验数据如下表:
离渠中心线距离r/m 0.1 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
乒乓球移动距离s/m 1.00 0.96 0.84 0.64 0.38 几乎为0
水流速度v/m·s- 0.200 0.192 0.168 0.128 0.076 几乎为0
(1)分析数据可以得出:离渠中心线距离r越大,水流速度v   
(2)为了得出v与r的定量关系,小科根据上表数据绘制、 图线如图乙,据此图可得到v与r的关系式是 v=   
(3)图丙是该段水渠的横截面示意图。假如上述结论同样适用于水下,则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB   pc。
(4)学习《电流》时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。图丁是某实验电路的一部分,电流表的示数为   A,若通过导线 ab 电流为0.6A,请分析通过导线 cd的电流大小及方向   。
【答案】(1)小
(2)
(3)小于
(4)0.54;方向为d→c, 电流大小为1.14A, 或者方向为c→d, 电流大小为0.06A
【知识点】流体压强与流速的关系;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】(1)根据表格数据确定水流速度与离渠中心线距离大小的关系;
(2)根据乙图图像的形状确定二者数量关系式的模型,然后代入其中的两组数据计算出其中的系数,进而得到二者的数量关系式;
(3)根据(1)中结论确定B、C两点水流速度大小,根据流体压强和流速的关系确定二者水的压强大小;
(4)根据图片确定电流表的量程和分度值,先读出电流表的示数,对ab电流方向进行假设,根据并联电流规律I总=I1+I2计算即可。
【解答】 (1) 根据表格数据,随着离渠中心线距离r的增大(从0.1m到1.00m),水流速度v逐渐减小(从0.200 m/s减小到几乎为0)。因此得到:离渠中心线距离r越大,水流速度v越小。
(2)根据乙图可知,v-r2图像是①一条倾斜的直线,那么这是一次函数图象,设函数关系式为:v=kr2+b,
将v=0.20、r2=0,v=0,r2=1.0,那么得到:;
解得:b=0.20m/s,k=-0.20/(ms),
则 v与r的关系式是 :v=0.2-0.2r2=0.2(1-r2);
(3)根据丙图可知,B离中心线近,则B处水的流速大于C处水的流速,根据流体压强和流速的关系可知,B点水的压强越小,因此pB小于pC;
(4)根据丁图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.54A;
如果ab中电流由a流向b,电路如图所示:
则此时Icd=0.6A+0.54A=1.14A,方向:从d到c;
如果ab中电流由b流向a,电路图如图所示,
则此时Icd=0.6A-0.54A=0.04A,方向:由c到d。
四、综合题
29.汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用水循环进行冷却,实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
防冻液含量/% 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点/% -17 -28 -37 -49 -48 -46 -28
混合液的沸点/℃ 103 104 107 111 117 124 141
注:在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃,考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是(  )。
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选(  )。
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点   (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是    。
【答案】(1)D
(2)B
(3)升高;与原来相比,水箱内的水由于汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高
【知识点】凝固与凝固现象;熔点和凝固点;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】(1)根据表中数据进行分析,数字越大,说明凝固点越低。
(2)为防止混合液凝固,其凝固点应低于当地最低气温。
(3)水是溶剂,水分蒸发会导致混合液的中防冻液的含量升高,结合表中数据可知,混合液的沸点将升高。
【解答】(1)由表中数据可知,随着防冻液含量由30%逐渐增大到90%,混合液凝固点的变化情况是:先降低后升高。
故答案为:D。
(2)防冻液的凝固点应低于最低气温,-17℃和-15℃过于接近,由表中数据可知,应选择防冻液含量为40%的混合液。
故答案为:B。
(3)水减少,会导致防冻液含量增大,由表中数据可知,混合液的沸点将升高。
30.劳动创造美好生活。小科在厨房里意煮西红柿汤时,发现蕴藏着很多的科学知识,请回答。
(1)厨房很热,他打开无叶电风扇,如图甲所示,电风扇的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有1.3mm的缝隙(环形空腔)向外喷出,这部分喷出空气因为   ,使周围空气靠近喷射空气而流动起来,形成了风。
(2)为了解汤汁的咸淡,他只需取锅中的少量汤汁品尝即可,这是因为溶液具有某种性质。如果用5个小圆圈表示200mL西红柿汤中所有的钠离子(构成食盐的一种微粒),请你在图乙中画出钠离子的分布情况来体现这一性质。
【答案】(1)流速大,压强小
(2)
【知识点】流体压强与流速的关系;溶液的组成及特点
【解析】【分析】(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大,据以上分析解答;
(2)根据溶液具有的均一性进行分析。
【解答】 (1)根据流体压强和流速的关系可知,空气从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,形成了风。
(2)为了解汤汁的咸淡,他只需取锅中的少量汤汁品尝即可,这是因为溶液具有均一性;用5个小圆圈表示200mL西红柿汤中所有的钠离子(构成食盐的一种微粒),钠离子的分布情况如图:
31.长江三峡大坝是世界上最大的水利枢纽工程之一。
(1)在经过三峡大坝时,小明观察到三峡大坝坝体做成上窄下宽,主要是根据   (选填“固体压强”或“液体压强”)的规律。三峡大坝的正常蓄水位为175m,则距离水面30m、面积为1m2的大坝内表面受到水的压力为   N。
(2)长江江面上还有其他轮船,两艘同向行驶的轮船不能并排行驶,是因为流体流速大的位置压强   (选填“大”或“小”)。如图实验中,能说明这个规律的是   。
A.向自由下垂的两张纸中间吹气,两张纸向中间靠拢
B.甩动两端开口的塑料软管,一端靠近碎纸屑,纸屑从另一端飞出
C.将乒乓球靠近水流时,乒乓球被吸引过去
【答案】(1)液体压强;2.9×105N
(2)小;ABC
【知识点】压力及重力与压力的区别;流体压强与流速的关系;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)固体压强公式,压强与压力大小和受力面积有关,液体压强公式p=,压强与液体深度和液体密度有关。
(2)流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大,分析个选项的原理。
【解答】(1)根据p=液体压强随深度增加而增大,坝体下部需要更宽以承受更大的水压。因此三峡大坝坝体做成上窄下宽,能承受更大的液体压强。
水深h= 30m,水的密度=1.0103kg/m3,
液体压强,
压力F=pS =2.94×105Pa×1m2=2.94×105N。
(2)流体流速大的地方压强小,当两船靠近时,中间水流速加快,压强减小,外侧水压将两船推向中间,可能导致碰撞。
A选项:向两张纸中间吹气,中间空气流速大,压强小,纸外侧空气流速小,压强大,形成一个向内的压力差,气压使纸向中间靠拢。原理相同,故A正确,符合题意。
B选项:甩动软管使纸屑飞出,软管上端的空气流速较大,压强较小,软管下端的空气流速小,压强较大,在管内形成一个向上的压力差,纸屑就会从上端飞出,原理相同,故B正确,符合题意。
C选项:乒乓球靠近水流,乒乓球靠近水流一侧的空气流速较大,压强较小,乒乓球外侧的空气流速较小,压强较大,在压力差的作用下,乒乓球被水流吸引,原理相同,故C正确,符合题意。
故正确答案为:(1)液体压强;2.9×105N;(2)小;ABC。
32.取一只瓶口略比嘴巴大的瓶子,嘴巴对着瓶口吸气,瓶子会贴在嘴巴上。请解释这个现象。
【答案】嘴巴对着瓶口吸气,瓶内的气体减少,使瓶内的压强减小,外界大气压不变,使瓶内气压低于外面的大气压,大气压就将瓶子压在嘴巴上。
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】空气受到重力作用,且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强,1654年格里克在德国马德堡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:大气压的存在,以及大气压很大。
33.某科研小组设计了一套水流速度监测装置,其原理如图所示:机翼状的探头始终浸没在水中,随着水流速度的改变,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P会上下移动,电流表示数随之变化。其中电源电压U恒为12伏,R0为定值电阻,电阻丝AB阻值为50欧,上面标有表示速度大小的刻度值,电流表量程为0~0.6A。
(1)流体压强跟流速有关,当水流速度变大时,连杆向上移动,电流表示数   (填“变大”、“变小”“不变”)
(2)当水静止时,滑片P刚好在 B处,此时电流表示数为0.2A,求定值电阻R0的值。
(3)该装置能测量的最大流速时滑动变阻器连入的阻值
【答案】(1)变大
(2)当水静止时,滑片P在B端,意味着滑动变阻器RAD的阻值达到最大值,即
此时电路电流 I=0.2A。
根据欧姆定律:
所以定值电阻R0的阻值为 10Ω。
(3)装置能测量的最大流速对应电路中的最大安全电流。电流表量程为 0~0.6A,所以最大电流 Imax=0.6A。
当电流最大时,电路总电阻最小:
因此,最大流速对应的是滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω。
【知识点】流体压强与流速的关系;电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)流体压强和流速成反比,流速越大,压强越小。
电路为串联电路,总电阻随变阻器电阻减小而减小,电源电压不变。
(2)水静止时滑片在 B 端,滑动变阻器全部接入电路,阻值最大(50Ω),此时电路为R0 与滑动变阻器串联;已知电源电压和电路电流,先由欧姆定律算出总电阻,再根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,用总电阻减去变阻器最大阻值,即可求出定值电阻R0 。
(3)电流表有量程限制(0~0.6A),电路最大安全电流为0.6A,对应水流速度最大;此时电路总电阻最小,由欧姆定律算出最小总电阻,再用总电阻减去定值电阻R0 ,得到最大流速下滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】(1)水流速度变大时,流体压强变小,连杆带动滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,串联电路总电阻减小,电源电压不变,由可知,电路电流变大,即电流表示数变大。
(2)当水静止时,滑片P在B端,意味着滑动变阻器RAD的阻值达到最大值,即
此时电路电流 I=0.2A。
根据欧姆定律:
所以定值电阻R0的阻值为 10Ω。
(3)装置能测量的最大流速对应电路中的最大安全电流。电流表量程为 0~0.6A,所以最大电流 Imax=0.6A。
当电流最大时,电路总电阻最小:
因此,最大流速对应的是滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω。
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