初中物理苏科版八年级下册气体的压强课后练习题
展开这是一份初中物理苏科版八年级下册气体的压强课后练习题,共51页。
10.3 气体的压强
一.选择题(共20小题)
1.(2018•湘潭)下列关于大气压说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在
B.液体的沸点随气压的增大而降低
C.大气压随高度升高而增大
D.标准大气压随高度升高而减小
2.(2018•大连)某同学利用身边的物品做实验,他通过吹气改变空气流速,其中不能揭示“流体压强与流速关系”的是( )
A.两张纸靠近 B.纸条被吹起
C.两个乒乓球靠近 D.乒乓球不下落
3.(2018•株洲)下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用吸管吸饮料 B.马德堡半球实验
C.塑料吸盘“粘”在墙上 D.拦河坝“下宽上窄”
4.(2018•苏州)流体的压强与流速有关,下列现象与这一物理知识无关的是( )
A.如图中,同学向前吹气,纸条向上运动
B.如图中,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动
C.如图中,同学用吸管吸饮料,饮料进入口中
D.如图中,在硬币上方吹气,可以将硬币吹入碗中
5.(2018•桂林)如图所示小关在课外探究活动中,将一个空易拉罐里的空气抽走后,易拉罐变扁了,压扁易拉罐的力是( )
A.大气压力 B.易拉罐的重力
C.易拉罐对地面的压力 D.地面对易拉罐的支持力
6.(2018•黑龙江)下列生活现象能说明大气压存在的是( )
A.火车轨道 B.锅炉水位计
C.拦河大坝 D.用吸管吸饮料
7.(2018•怀化)下列事例中不是利用大气压工作的是( )
A.用塑料管吸饮料
B.用抽水机抽水
C.用注射器将药液注入病人体内
D.钢笔吸墨水
8.(2018•乌鲁木齐)你站在地球表面,大气对你正面的压力大约是( )
A.60N B.600N C.6000N D.60000N
9.(2018•河南)与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。下列现象中”吸”的物理原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上
D.行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
10.(2018•宜昌)如图所示中,利用“流体流速越大压强越小”的原理获得升力的是( )
A.热气球 B.降落伞
C.火箭 D.客机
11.(2018•淄博)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如图:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.如图:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C.如图:A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.如图:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
12.(2018•烟台)如图是小明为家里的盆景设计了一个自动供水装置,他用一个塑料瓶装满水后倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,这样盆景中的水位可以保持一定的高度。塑料瓶中的水不会立刻全部流掉的原因是( )
A.受浮力的作用 B.外界大气压的作用
C.盆景盘支持力的作用 D.瓶口太小,水不易流出
13.(2018•泰州)动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”,乘客必须站在安全黄线以内,是因为动车进站时车厢附近( )
A.气流速度大,压强小 B.气流速度大,压强大
C.气流速度小,压强小 D.气流速度小,压强大
14.(2018•青岛)下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.如图,将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.如图,将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
C.如图,将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.如图,将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
15.(2018•盐城)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
16.(2018•长沙)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.如图所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.如图所示地铁站台边,人必须站在安全黄线以外的区域候车
D.如图所示飞机升力的产生原因
17.(2018•滨州)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,如表所示,
楼层 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
管内与瓶内水面的高度差/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.(2018•夏津县校级自主招生)太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车。如图中太阳能汽车(右边是它的剖面图),从形状上看,这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平路面对地面产生的压力F2相比( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法比较
19.(2019•龙海市校级模拟)托里拆利实验,利用玻璃管内水银柱的压强间接测出大气压强的数值。实验中如果操作不慎使少量空气进入玻璃管上方,这时管内水银柱的高度变化相当于( )
A.往槽内加入少许水银 B.使玻璃管稍微倾斜一点
C.把玻璃管往上提一提 D.把实验移到高山上去
20.(2019春•武城县期中)如图,取一个两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过与瓶子密封的橡皮塞插入水中,从管子上端吹少量的气体。则( )
A.由图可知此时瓶内气压等于瓶外气压
B.管内液体上升是由于瓶内气压小于瓶外气压
C.拿着该装置由一楼到二十楼管内液面会保持升高
D.拿着该装置由一楼到二十楼管内液面会不断下降
二.填空题(共11小题)
21.(2018•湘潭)如图,从左向右往玻璃管中吹风,U形管A管中的水面会 (选填“上升”或“下降”)。说明对于流动的气体,在流速大的地方压强 (选填“大”或“小”)。
22.(2018•鞍山)如图所示的是某同学自制的简易实验装置,他给广口瓶装满带颜色的水,用插了细玻璃管的橡皮塞盖紧,并使玻璃管中有一定高度的水柱。用力捏瓶子,玻璃管中的水柱高度 变化;带着瓶子从山脚走到山顶上,玻璃管中的水柱高度 发生变化;把瓶子放到热水里,玻璃管中的水柱高度 发生变化。(均选填“会或“不会”)
23.(2018•梧州)如图所示,甲、乙容器中分别盛有密度为1×103kg/m3的水和密度为1.2×103kg/m3的盐水,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液面上升到一定高度,原因是A处空气流速加快,压强 ,B、C管内外液面高度差之比为h1:h2= 。
24.(2018•徐州)如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的。容器中有一些水,管B有水喷出。管A中水流的方向是向 ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 ,要增大喷泉的高度,应增加容器 的高度。
25.(2018•锦州)大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
26.(2018•湘西州)如图所示,向两张纸中间吹气,纸会相互靠拢。这个现象说明:气体中流速越大的位置,压强越 (选填“大”或“小”)
27.(2018•东营)如图所示,某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速 (选填“大”或“小”),压强 (选填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。
28.(2018•淮安)随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。如图所示为某款扫地机器人,其工作时是通过电机转动使内部气流速度 ,压强 ,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。
29.(2018•恩施州)如图。老师在做托里拆利实验时(当地气压为标准大气压),试管的顶端混入了部分空气,实验时测得管内水银柱的高度 (选填“大于”“等于”“小于”)760mm;如果将试管顶端开一个孔,管内水银柱最终会 。
30.(2019•河池模拟)利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因,用鼓风机向模型左端吹气,观察到压强计两侧液面出现 ,这是由于通过机冀模型上方的空气流速 (选填“大”或“小”)、压强小造成的。
31.(2019•金湖县二模)如图所示,地铁南京站站台上画有一条醒目的黄色标志线,当列车进站前,工作人员会督促旅客站在线的右侧。旅客站在线的左側,当列车进站时其附近的气体流速 ,压强 ,空气对人总的压力方向向 (选填“左”、“右”),会发生危险
三.实验探究题(共6小题)
32.(2018•徐州)阅读短文,回答文后的问题。
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于 ;
A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是 。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m。当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q= 。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施: 。
33.(2018•黄石)某实验小组进行了以下两个探究实验。实验一:探究大气压与高度的关系
(1)小强与小磊合作,自制了一个气压计,从玻璃管的管口向瓶内吹入少量气体,使管内水面上升到瓶口以上,如图所示。
(2)小强拖着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,小磊将数据记录成如下表格
楼层 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
高度差(cm) | 5.0 | 5.5 | 5.8 | 6.1 | 6.4 | 6.7 | 7.0 |
(3)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将均匀 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(4)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 与 之和。
(5)表中高度差为什么在一楼至二楼的阶段变化比其它楼层大? 。(答一种原因即可)
34.(2018•无锡)为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 Pa。
35.(2018•咸宁)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 状态。若不考虑其它因素,根据 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
36.(2019•苏州模拟)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (针筒/活塞)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 状态。若不考虑其他因素,根据 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (偏大/不变/偏小)。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是可以减小摩擦;二是提高活塞的 。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (A/C)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
37.(2018•崇川区校级一模)学完大气压强后,同学们进行了大量的实验:
(1)小刚利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好图2中甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图1中乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p= pa。
②实验时若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 。(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)为了研究气体压强与哪些因素有关,小华用剪刀剪去饮料瓶底,将气球按图2(a)图反扣在瓶口,将另一气球割开,用细线和气球膜封住饮料瓶底部,分别用手向下拉瓶底的膜(图b)和用手向上压瓶底的膜(图c),发现了瓶内的气球体积出现了图示的变化。小华针对此现象,作出如下推断,他的推断与实验现象不相符的是 。
A.大气压强随着气球的体积的增大而增大
B.气体的压强随着气体的密度的增大而增大
C.一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小
D.因气球内的气体与大气相通,所以气球内的气体压强就是大气压
四.综合能力题(共2小题)
38.(2019•北京)请阅读《按压式瓶盖》回答问题。
按压式瓶盖
在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢?液体是怎么“吸”上来的?
洗手液瓶中有个按压式吸液结构,它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成,如图乙所示,其中进液阀门和出液阀门是塑料小球,进液阀门位于弹簧下端,出液阀门位于活塞上端。
使用的时候,通过手向下按压,活塞向下移动,弹簧被压缩使得进液阀门关闭,出液阀门打开,储液筒里的液体从出液管流出瓶外;当手松开时,弹簧恢复原来的自然状态,使得活塞向上移动,出液阀门关闭,进液阀门打开,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把液体“吸”出瓶外。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)按压式瓶盖的工作原理和 原理相同。
A、活塞式抽水机B、马桶C、微小压强计D、汽油机
(2)洗手液能被“吸”上来是利用了 。
(3)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 挤出洗手液。(选填“能”或“不能”)
39.(2017•东莞市)如图1所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U型管中装有水,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型管中 (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa.(g=10N/kg)
(2)图2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增大,细管A内液面上方气压 细管A外液面上方的气压,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,如果此时喷雾器停止工作,细管A中的液体将 。
五.解答题(共1小题)
40.(2018•衢州)材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气含有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答 | 支持者 | 反对者 |
大气压力支撑水银柱 | 笛卡尔 帕斯卡 | 所有亚里士多德学派 罗贝瓦尔 |
水银柱上方存在真空 | 罗贝瓦尔 波义耳 | 所有亚里士多德学派、笛卡尔、 伽利略、霍布斯 |
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2018•湘潭)下列关于大气压说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在
B.液体的沸点随气压的增大而降低
C.大气压随高度升高而增大
D.标准大气压随高度升高而减小
【分析】(1)马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)液体的沸点和气压有关;
(3)大气压随着高度的增加而减小;
(4)标准气压是一个定值。
【解答】解:A、证明大气压存在的实验有马德堡半球实验等,故A正确;
B、液体的沸点随气压的增大而升高,故B错误;
C、大气压随着高度的增加而减小;故C错误;
D、标准气压是一个定值,与高度无关,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查大气压的存在和测量,相对比较简单,属于基础题。
2.(2018•大连)某同学利用身边的物品做实验,他通过吹气改变空气流速,其中不能揭示“流体压强与流速关系”的是( )
A.两张纸靠近 B.纸条被吹起
C.两个乒乓球靠近 D.乒乓球不下落
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大,据此分析判断。
【解答】解:
A、没有吹气时,纸的中间和外侧的压强相等,纸在重力的作用下自由下垂,当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小,纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,故A不符合题意;
B、将一纸条放在嘴边,用力从纸条下方吹气,纸条被吹起,这是因为纸条受到向上力作用,不能揭示“流体压强与流速关系”,故B符合题意;
C、向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢,故C不符合题意;
D、将一个乒乓球对着漏斗的细管处,对准漏斗细管口用力向下吹气,因为乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,乒乓球受到一个竖直向上的压力差,所以乒乓球紧贴在漏斗上,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强解释有关的问题。
3.(2018•株洲)下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用吸管吸饮料 B.马德堡半球实验
C.塑料吸盘“粘”在墙上 D.拦河坝“下宽上窄”
【分析】大气压的作用随处可见,用吸管吸饮料、吸管吸饮料、吸盘等都离不开大气压的作用。
【解答】解:ABC、用吸管吸饮料、马德堡半球实验、吸盘可以压在光滑的墙上,三个实例都由于大气压作用的缘故,所以这些现象都与大气压有关。故ABC不符合题意;
D、拦河坝“下宽上窄”利用液体压强随深度的增加而增大的原理,与大气压无关,故D符合题意。
故选:D。
【点评】大气压强与液体压强同属于流体的压强,有一定的共同点。在生活中对大气压的相关实例有所了解,这样才能够比较快地得出答案。
4.(2018•苏州)流体的压强与流速有关,下列现象与这一物理知识无关的是( )
A.如图中,同学向前吹气,纸条向上运动
B.如图中,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动
C.如图中,同学用吸管吸饮料,饮料进入口中
D.如图中,在硬币上方吹气,可以将硬币吹入碗中
【分析】明确流体压强与流速的关系:流体流速越快的位置,压强越小,据此结合选项中的描述逐一进行判断。
【解答】解:A、把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条上方的空气流速大,压强小;纸条下方的空气流速小,压强大,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移,能用“流体压强与流速关系”解释。故A不合题意;
B、向气球的左侧吹气,球左侧的空气流速变大,压强变小,小于球右侧的大气压,产生了一个向左的压强差,将气球压向左侧,能用“流体压强与流速关系”解释。故B不合题意;
C、用吸管吸饮料是利用了大气压,吸时是先把管内空气吸走,这样在管内外就形成气压差,从而把饮料“压”进嘴里,不能用“流体压强与流速关系”解释。故C符合题意;
D、在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气,硬币上方的空气流速大于下方的空气流速,则硬币上方的气体压强小于下方的气体压强,硬币受到向上的压强差,所以硬币能飞入盘中,能用“流体压强与流速关系”解释。故D不合题意;
故选:C。
【点评】知道并理解流体压强和流速的关系是解决该题的关键。平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
5.(2018•桂林)如图所示小关在课外探究活动中,将一个空易拉罐里的空气抽走后,易拉罐变扁了,压扁易拉罐的力是( )
A.大气压力 B.易拉罐的重力
C.易拉罐对地面的压力 D.地面对易拉罐的支持力
【分析】分析易拉罐变瘪的原因,判断是否能体验大气压的存在而得出答案。
【解答】解:将一个空易拉罐里的空气抽走后,易拉罐里的气压变小,在外界大气压力的作用下,易拉罐被压扁了。
故选:A。
【点评】学生利用身边的器材验证大气压的存在、用所学的知识分析判断,是一道基础题。
6.(2018•黑龙江)下列生活现象能说明大气压存在的是( )
A.火车轨道 B.锅炉水位计
C.拦河大坝 D.用吸管吸饮料
【分析】(1)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强;
(2)上端开口,底部相互连通的容器是连通器;
(3)根据p=ρgh可知水的压强随深度增加而增大;
(4)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。
【解答】解:
A、火车轨道的枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A错误;
B、锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器,故B错误;
C、由于液体压强随深度的增加而增大,为了让拦河坝承受更大的水的压强,修成“上窄下宽”的形状,故C错误;
D、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压,故D正确。
故选:D。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,连通器,以及大气压的应用,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
7.(2018•怀化)下列事例中不是利用大气压工作的是( )
A.用塑料管吸饮料
B.用抽水机抽水
C.用注射器将药液注入病人体内
D.钢笔吸墨水
【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】解:A、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内。利用了大气压。故A不合题意;
B、抽水机抽水,通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,故B不合题意。
C、用注射器将药液注入病人体内是利用人的压力将药液注入人体肌肉的,不是利用大气压来工作的,故C符合题意。
D、用力一按橡皮囊,排出了里面的空气,当其恢复原状时,橡皮囊内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,墨水被压入钢笔内,利用了大气压。故D不合题意。
故选:C。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
8.(2018•乌鲁木齐)你站在地球表面,大气对你正面的压力大约是( )
A.60N B.600N C.6000N D.60000N
【分析】人体正面的高1.5m左右,宽40cm左右,面积约为S=1.5m×0.4m=0.6m2,利用压强公式p=求大气对人正面的压力。
【解答】解:人体正面的高1.5m左右,宽40cm左右,面积约为S=1.5m×0.4m=0.6m2,
根据p=可得大气对人体正面的压力大约:
F=pS=105Pa×0.6m2=60000N。
故选:D。
【点评】本题考查压力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对人正面面积的估测。
9.(2018•河南)与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。下列现象中”吸”的物理原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上
D.行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
【分析】(1)由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等;
(2)分子之间存在着引力和斥力;
(3)根据摩擦起电现象和带电物体的性质分析;
(4)流体流速越快的地方其压强就越小。
【解答】解:用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,这是因为带电的玻璃棒可以吸引轻小物体;
A、光滑瓷砖上的吸盘式挂钩,挂衣钩里面的空气被挤出,在外界大气压的作用下,将挂钩压在瓷砖上,故A错误;
B、削平的铅柱压紧后能“吸”在一起,因为分子间有引力,故B错误;
C、干手搓开的新塑料袋“吸”在手上,因为摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,故C正确;
D、行驶的汽车,车外的空气流速快,压强小,车内的空气流速小、压强大,压强差就把窗帘压向窗外,故D错误。
故选:C。
【点评】本题利用了摩擦起电、流体压强、分子间的作用力和大气压的存在来解释一些现象。一个“吸”字,包含不同的物理规律,要注意区分。
10.(2018•宜昌)如图所示中,利用“流体流速越大压强越小”的原理获得升力的是( )
A.热气球 B.降落伞
C.火箭 D.客机
【分析】解决本题的关键是要明确哪里的空气流速大、压强小,由此产生的压力差方向向哪儿。
【解答】解:A、热气球升空利用的是浮力,与流速越大压强越小没有关系,故A不符合题意;
B、降落伞升空利用的是浮力,与流速越大压强越小没有关系,故B不符合题意;
C、火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速越大压强越小没有关系,故C不符合题意;
D、飞机机翼上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,于是产生向上的升力而起飞,故D符合题意。
故选:D。
【点评】对于流体问题,一般分析物体两侧的流体流速,根据流体压强跟流速的关系,判断物体两侧的压强是解决此类习题的思路。
11.(2018•淄博)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如图:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.如图:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C.如图:A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.如图:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
【分析】(1)玻璃管倾斜只会改变水银柱的长度,而高度不会发生变化;
(2)上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理;
(3)流体流速越快的位置压强越小,据此判断;
(4)把水气压计从山下带到山上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:A、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,所以不会因玻璃管的倾斜而改变。如果把玻璃管倾斜一定角度,则水银柱的长度就会相应变长,故A错误;
B、盆景水位保持一定高度是大气压支撑水没有流出来,故B错误;
C、A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故C错误;
D、把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会升高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查托里拆利实验时水银柱的测量,“高度”和“长度”的关系,连通器,流速与压强的关系,以及气压与高度的关系,是一道综合题。
12.(2018•烟台)如图是小明为家里的盆景设计了一个自动供水装置,他用一个塑料瓶装满水后倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,这样盆景中的水位可以保持一定的高度。塑料瓶中的水不会立刻全部流掉的原因是( )
A.受浮力的作用 B.外界大气压的作用
C.盆景盘支持力的作用 D.瓶口太小,水不易流出
【分析】浸在空气中的物体受到大气压的作用,一个标准大气压可以支持10.13m高度的水柱。
【解答】解:
一个标准大气压可以支持约10.13m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来。
故选:B。
【点评】本题考查学生运用所学知识分析解决实际问题的能力,对学生的要求较高,是中考重点考查的内容。
13.(2018•泰州)动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”,乘客必须站在安全黄线以内,是因为动车进站时车厢附近( )
A.气流速度大,压强小 B.气流速度大,压强大
C.气流速度小,压强小 D.气流速度小,压强大
【分析】当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系即可解决此题。
【解答】解:当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。故A正确。
故选:A。
【点评】解答这类题目的思路是先确定哪里的流体流速大,压强小,在这个压力差的作用下便产生了什么现象。
14.(2018•青岛)下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.如图,将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.如图,将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
C.如图,将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.如图,将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
【分析】(1)力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果;
(2)根据纸片没有掉下来就是因为受到外界大气压对纸片向上压力的作用进行解答;
(3)连通器是指上端开口、底部相连通的容器;连通器特点是:静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上;
(4)压强计的原理是利用金属盒(探头)感受液体内部的压强,通过观察U形管中的液面高度差来判断压强的大小。
【解答】解:A、当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;不能证明大气压强存在,故A错误;
B、试管口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,故B正确;
C、上端开口、下端连通的容器称为连通器,连通器内盛同种液体且液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,不能证明大气压强存在,故C错误;
D、压强计的探头放入水中后,受到了水给予的压强,使U形管中产生一定的高度差,并通过观察高度差的大小来判断压强的大小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了影响压力作用效果,大气压,连通器,压强计的原理及使用,是一道综合题。
15.(2018•盐城)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
【分析】根据流速越大的地方压强越小来分析解答。
【解答】解:AB、无论是在上面的塑料杯底开一个孔还是将下面的塑料杯的底剪去都能使上面杯子内外的气压相同,不可能是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”;故AB不符合题意;
C、将两塑料杯的底都剪去,杯子不会飞出去,只是杯中有向上的气流,这样既不能说明上杯口流速大,压强小也不能说明吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来,故C符合题意;
D、上杯口低于下杯口,导致上杯口空气流速与上杯底空气流速都小,近似为0,不存在压强大小问题,如果再飞出,说明有气体进入下杯中将上杯顶起来,故方案可行,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了流体压强与流速关系的实验探究,有一定的迷惑性,是道难题。
16.(2018•长沙)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.如图所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.如图所示地铁站台边,人必须站在安全黄线以外的区域候车
D.如图所示飞机升力的产生原因
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。据此对照各选项逐一进行分析即可作答。
【解答】解:A、对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释。故A不合题意;
B、如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强。不能用流体压强与流速的关系来解释。故B符合题意;
C、当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。所以人必须站在安全黄线以外的区域候车。能用流体压强与流速的关系来解释。故C不合题意;
D、相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力;能用流体压强与流速的关系来解释。故D符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,看学生能否将所学知识灵活运用到实际生活中,学以致用,有意义。
17.(2018•滨州)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,如表所示,
楼层 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
管内与瓶内水面的高度差/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
【分析】(1)如果瓶内水的温度变化,由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化,如果瓶口密封不严,会使瓶内气压变化影响实验结果;
(2)知道大气压随高度的增加而减小;瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压。
【解答】解:A、从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升,故A错误;
BD、由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压;管内的水面变高;所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小,故BD正确;
C、由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,所以在拿着它上下楼时,应保持瓶中的水的温度不变,故C正确;
故选:A。
【点评】学生利用身边的器材做成气压计,探究大气压的变化、用所学的知识分析判断,学以致用。
18.(2018•夏津县校级自主招生)太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车。如图中太阳能汽车(右边是它的剖面图),从形状上看,这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平路面对地面产生的压力F2相比( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法比较
【分析】汽车静止在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力。
汽车高速行驶时,由于汽车的向上凸的流线型结构,由于流速越大压强越小,使汽车受到向上的升力作用,汽车对地面的压力会减小。
【解答】解:汽车静止在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力,所以,F2=G。
汽车高速行驶时,相同时间内空气通过汽车上面的路程大于汽车下面的路程,空气通过上面的速度大于下面的速度,汽车上面压强小于下面的压强,汽车受到空气向上的升力作用,对地面的压力减小。所以,F1<G。
故选:B。
【点评】流体压强跟流速的关系在飞机、汽车等交通工具中有重要的应用,一定学会用图来分析。
19.(2019•龙海市校级模拟)托里拆利实验,利用玻璃管内水银柱的压强间接测出大气压强的数值。实验中如果操作不慎使少量空气进入玻璃管上方,这时管内水银柱的高度变化相当于( )
A.往槽内加入少许水银 B.使玻璃管稍微倾斜一点
C.把玻璃管往上提一提 D.把实验移到高山上去
【分析】若玻璃管中混入少量空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,会导致管内水银柱高度减小;
影响托里拆利实验水银柱竖直高度的因素:大气压、上端有空气等,与玻璃管的粗细、插入水泥槽的深度、加减水银、倾斜放置、玻璃管长短无关。
【解答】解:若玻璃管中混入少量空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,会导致管内水银柱高度减小。
往水银槽加水银、使玻璃管倾斜、把玻璃管往上提,这三个方法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。只有把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理﹣﹣大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
20.(2019春•武城县期中)如图,取一个两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过与瓶子密封的橡皮塞插入水中,从管子上端吹少量的气体。则( )
A.由图可知此时瓶内气压等于瓶外气压
B.管内液体上升是由于瓶内气压小于瓶外气压
C.拿着该装置由一楼到二十楼管内液面会保持升高
D.拿着该装置由一楼到二十楼管内液面会不断下降
【分析】(1)从管子上端吹入少量气体,管内水面上升,瓶内气压等于外界大气压加上管内水柱产生的压强;
(2)大气与高度有关,其大小随高度的增加而减小。
【解答】解:A、瓶内封闭气体压强P等于大气压P0与玻璃管内水柱产生的压强之和,即P=P0+ρgh,h为玻璃管内水柱的高度,故A错误;
B、从管子上端向瓶中吹入少量气体,空气质量变大,体积不变,瓶内气体压强变大,迫使管内液体上升。故B错误;
C、D、拿着该装置由一楼到二十楼,高度在升高,大气压会随高度的增加而减小,外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,管内液面会不断升高,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了气压与高度的关系、液体压强的应用,综合性强,要求运用物理知识要灵活。注意易错点:外界大气压越小,管中水柱越高。
二.填空题(共11小题)
21.(2018•湘潭)如图,从左向右往玻璃管中吹风,U形管A管中的水面会 上升 (选填“上升”或“下降”)。说明对于流动的气体,在流速大的地方压强 小 (选填“大”或“小”)。
【分析】当向管中吹风时,相同时间内,风经过A管上方和B管上方的空气流动速度不同,压强不同,液柱上升的高度不同。
【解答】解:A管的横截面积小,相同时间内,风经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强小于B管上方的压强,水被压向A管,A管液面上升,B管液面下降;
故答案为:上升;小
【点评】透过现象去分析本质,要寻找出问题的相似性,正确理解各种物理方法在实验中的应用。
22.(2018•鞍山)如图所示的是某同学自制的简易实验装置,他给广口瓶装满带颜色的水,用插了细玻璃管的橡皮塞盖紧,并使玻璃管中有一定高度的水柱。用力捏瓶子,玻璃管中的水柱高度 会 变化;带着瓶子从山脚走到山顶上,玻璃管中的水柱高度 不会 发生变化;把瓶子放到热水里,玻璃管中的水柱高度 会 发生变化。(均选填“会或“不会”)
【分析】(1)力改变物体的形状据此分析;
(2)根据容器内没有气体分析;
(3)根据热胀冷缩分析。
【解答】解:(1)当我们用力捏瓶子时,因瓶受到压力的作用发生了形变,会观察到细玻璃管中的水面会上升;
(2)带着瓶子从山脚走到山顶上,而外界大气压随高度的增加而减小,但容器内没有气体,故玻璃管中的水柱高度不会发生变化;
(3)把瓶子放到热水里,根据液体的热胀冷缩可知,玻璃管中的水柱高度会发生变化。
故答案为:会;不会;会。
【点评】本题考查了热胀冷缩的知识和力的作用效果。
23.(2018•梧州)如图所示,甲、乙容器中分别盛有密度为1×103kg/m3的水和密度为1.2×103kg/m3的盐水,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液面上升到一定高度,原因是A处空气流速加快,压强 减小 ,B、C管内外液面高度差之比为h1:h2= 6:5 。
【分析】(1)流体在压强越大的地方压强越小,在压强越小的地方压强越大。
(2)由图知,管内气体压强加上液体产生的压强和大气压相等,据此可知两边液体柱产生的压强相等,知道水的密度、盐水的密度,利用液体压强公式得出液柱高度大小关系。
【解答】解:
(1)当在A处沿水平方向快速吹气时,A处空气流速加快、压强减小,管内气体的压强小于外界大气压,所以两边的液体在大气压的作用下上升;
(2)设B管内水柱产生的压强为p水,C管内盐水产生的压强为p盐水,管内气体压强为p,
由图知,管内气体压强加上液体产生的压强等于大气压,
则大气压:p0=p+p水=p+p盐水,
所以p水=p盐水,
由液体压强公式可得:ρ水gh1=ρ盐水gh2,
则h1:h2=ρ盐水:ρ水=1.2×103kg/m3:1×103kg/m3=6:5。
故答案为:减小;6:5。
【点评】本题考查了大气压强的存在和液体压强公式的灵活应用,关键是确定B、C两液柱产生的压强相等。
24.(2018•徐州)如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的。容器中有一些水,管B有水喷出。管A中水流的方向是向 下 ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 大 ,要增大喷泉的高度,应增加容器 b 的高度。
【分析】气体质量一定时,体积越小,气压越大。
【解答】解:管B有水喷出是因为A管中水从上方的容器向下流入c容器,c容器的水逐渐增加,c容器上方空间的气压增大,c与b又是连通的,故b容器上方气压变大,大于外界大气压和B管水产生的压强,使得管B有水喷出;
b容器内的气压是一定的,支撑的水柱的高度也是一定的,应增加容器b的高度,可以增加喷泉的高度。
故答案为:下;大;b。
【点评】本题考查了气体压强的理解和应用以及学生分析图的能力,体现了物理来源于生活,又服务于生活的特点,是一道好题。
25.(2018•锦州)大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】大气压随高度的增加而减小,小红拿着自制气压计从1楼乘坐电梯到20楼后,高度增加,大气压减小,使得管内水位升高、水柱高度增加。
【解答】解:这个自制气压计从山脚拿到山顶,由于高度增加,外界大气压减小,又因瓶内空气的压强不变,且瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高。说明大气压随高度的增加而变小。
故答案为:变大;减小。
【点评】学生利用身边的器材做成气压计探究大气压的变化,知道大气压随高度增加而减小的规律是解决此题的关键,用所学的知识分析判断,学以致用
26.(2018•湘西州)如图所示,向两张纸中间吹气,纸会相互靠拢。这个现象说明:气体中流速越大的位置,压强越 小 (选填“大”或“小”)
【分析】首先明确向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同。然后根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大来解答。
【解答】解:当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。
故答案为:小。
【点评】抓住实验现象的本质,分析产生现象的原因是解题的关键。本题的解题关键是找出向两张纸中间吹气时,两张纸中间和外侧空气流速特点。
27.(2018•东营)如图所示,某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速 大 (选填“大”或“小”),压强 小 (选填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。
【分析】流体压强与流速的关系:在流体流速越大的地方,压强越小;在流体流速越小的地方,压强越大。
【解答】解:飞机在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,压强小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压强差、压力差,形成升力。
故答案为:大;小。
【点评】本题是一道以飞机为背景考查了流体压强与流速关系的应用,熟练运用已学的知识即可正确解题,难度不大。
28.(2018•淮安)随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。如图所示为某款扫地机器人,其工作时是通过电机转动使内部气流速度 大 ,压强 小 ,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小。
【解答】解:高速旋转的叶轮把空气排出风机,机器人内部的空气流速大,压强小,而外部的空气流速小,压强大,所以在外界大气压的作用下,外部空气和灰尘不断地压入进风机,扫地机器人就能“扫尘”了,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。
故答案为:大;小。
【点评】此题以扫地机器人为载体,考查流体压强与流速的关系,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
29.(2018•恩施州)如图。老师在做托里拆利实验时(当地气压为标准大气压),试管的顶端混入了部分空气,实验时测得管内水银柱的高度 小于 (选填“大于”“等于”“小于”)760mm;如果将试管顶端开一个孔,管内水银柱最终会 下降至管内外液面相平 。
【分析】(1)试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,据此判断;
(2)当在管顶开一个小孔,就构成了一个连通器,据此分析判断,
【解答】解:(1)试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,会导致管内水银柱高度减小;
(2)当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终管内外液面会相平。
故答案为:小于;下降至管内外液面相平。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理﹣﹣大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
30.(2019•河池模拟)利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因,用鼓风机向模型左端吹气,观察到压强计两侧液面出现 高度差 ,这是由于通过机冀模型上方的空气流速 大 (选填“大”或“小”)、压强小造成的。
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
【解答】解:由于模型做成上凸下平的形状,同一股气流在相同的时间内,通过模型的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大;模型下方压强大于上方压强,故U型管右侧液面高度高,左侧高度低,即压强计两侧液面出现高度差。
故答案为:高度差;大。
【点评】对于流速和流体压强的问题,一定要明确被研究的物体的两个侧面的流体流速,用流速来分析流体压强,用压强来分析压力,通过压力差来分析物体受到的作用。
31.(2019•金湖县二模)如图所示,地铁南京站站台上画有一条醒目的黄色标志线,当列车进站前,工作人员会督促旅客站在线的右侧。旅客站在线的左側,当列车进站时其附近的气体流速 大 ,压强 小 ,空气对人总的压力方向向 左 (选填“左”、“右”),会发生危险
【分析】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。
【解答】解:旅客站在线的左侧,当列车进站时其附近的气体流速大,压强小,远处的气体流速小,压强大,故空气对人总的压力方向向左,会发生危险。
故答案为:大;小;左。
【点评】掌握流体流速和压强的关系,并能用流体压强知识解释有关问题。
三.实验探究题(共6小题)
32.(2018•徐州)阅读短文,回答文后的问题。
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于 B ;
A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是 二力平衡 。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m。当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q= 。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施: 用密度更大的材料制作浮子 。
【分析】(1)根据浮子流量计工作时,冲力与重力平衡判断出锥形管的放法;
(2)当浮子稳定在某一位置时,处于静止状态,受平衡力的作用,判断出冲力与重力的关系;
(3)根据题意知:Q=vS、S=k1h、F=k2v、F=mg表示出气体的流量Q;
(4)根据(3)的关系式,提出让浮子流量计能反映更大的流量的方法。
【解答】解:
(1)浮子流量计工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,浮子在冲力和重力的作用下,最终稳定在某一位置,处于静止状态,受到重力和冲力一对平衡力,平衡力大小相等,方向相反,因为重力在竖直方向上,所以浮子流量计使用时,锥形管应处于竖直方向,故B正确;
故选B。
(2)当浮子稳定在某一位置时,处于静止状态,受重力和冲力一对平衡力的作用,平衡力大小相等,即F冲=G;
(3)根据“流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积”得:Q=vS﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
根据“浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1”得:S=k1h﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
根据“气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2”得:F=k2v﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当浮子的质量为m,浮子稳定在高度h时:F=G=mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立①②③④得:Q=;
(4)根据(3)得关系式得,要想使浮子流量计能反映更大的流量,需要增大浮子得重力,故需要用用密度更大的材料制作浮子。
故答案为:(1)B;(2)二力平衡; (3);(4)用密度更大的材料制作浮子。
【点评】本题考查了学生根据题中信息分析解答能力,综合性强,有一定的难度。
33.(2018•黄石)某实验小组进行了以下两个探究实验。实验一:探究大气压与高度的关系
(1)小强与小磊合作,自制了一个气压计,从玻璃管的管口向瓶内吹入少量气体,使管内水面上升到瓶口以上,如图所示。
(2)小强拖着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,小磊将数据记录成如下表格
楼层 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
高度差(cm) | 5.0 | 5.5 | 5.8 | 6.1 | 6.4 | 6.7 | 7.0 |
(3)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将均匀 减小 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(4)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 大气压 与 管内外液柱高度差产生的压强 之和。
(5)表中高度差为什么在一楼至二楼的阶段变化比其它楼层大? 玻璃管倾斜了 。(答一种原因即可)
【分析】(3)大气压的变化规律是随着高度的增加而减小。
(4)对水柱进行压强分析即可解答;
(5)当大气压一定时,瓶内水柱的高度是一定的,若玻璃管倾斜了,水柱的高度不变,长度变长。
【解答】解:
(3)由表中的数据可知,二楼至七楼,随距地面的高度每增加一层,管内外水柱高度差就减小0.3cm,即随距地面的高度增大,大气压将均匀减小;
(4)对水柱进行压强分析,如图所示:
由图知,瓶内外的气压差支撑着水柱,即瓶内封闭气体的压强等于大气压和管内外液柱高度差产生的压强之和;
(5)由(2)图知,当大气压一定时,瓶内水柱的高度是一定的,若玻璃管倾斜了,水柱的高度不变,长度变长,实验中可能测量了水柱的长度,使得一楼至二楼的阶段变化比其它楼层大。
故答案为:(3)减小;(4)大气压;管内外液柱高度差产生的压强;(5)玻璃管倾斜了。
【点评】大气压的变化不仅与高度有关,而且还与天气有关,一般情况下,冬天比夏天气压高,晴天比阴天气压高。
34.(2018•无锡)为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= 4.00 cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= 6.4 N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 1.024×105 Pa。
【分析】(1)由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的长度;
(2)根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小;
(3)根据公式p=求出大气压强。
【解答】解:(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3,这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为4.00cm;
(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.4N;
(3)故活塞的横截面积为S===0.625cm2=6.25×10﹣5m2,
p===1.024×105Pa。
故答案为(1)4.00;(2)6.4;(3)1.024×105Pa。
【点评】本题考查刻度尺的读数,弹簧秤的读数,以及压强公式的运用,是一道综合题。
35.(2018•咸宁)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 活塞 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 静止 状态。若不考虑其它因素,根据 二力平衡 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 偏小 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 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)测量前,有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 减小摩擦 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 活塞自身重力 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 C (选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
【分析】(1)明确实验的原理,分析出研究对象。
研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。当注射器中的活塞开始滑动时,二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,里面气体有一定的压强,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;将注射器装满水,排出里面的气体。
(3)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是密封性好;当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,活塞的重力会影响测得的拉力,从而影响测得的大气压;
(4)压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;
因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=,利用压强的公式p=可得出表达式。
【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;
当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞与地面间没有位置的变化,是静止的;
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;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,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)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是活塞的密封性好。
当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,由于活塞受重力的作用,使得测力计的拉力不等于大气压力,从而影响测得的大气压,所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向,目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的准确程度。
(4)因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用小量程注射器,故选C;
活塞的面积S=,将测量结果代入压强公式得:p===。
故答案为:(1)活塞;静止;二力平衡;(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)减小摩擦;活塞自身重力;(4)C;。
【点评】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
36.(2019•苏州模拟)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 活塞 (针筒/活塞)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 静止 状态。若不考虑其他因素,根据 二力平衡 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 偏小 (偏大/不变/偏小)。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是可以减小摩擦;二是提高活塞的 气密性 。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 C (A/C)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
【分析】(1)明确实验的原理,分析出研究对象;
研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。当注射器中的活塞开始滑动时,二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,里面气体有一定的压强,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;
(3)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是密封性好;
(4)压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;
因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=,利用压强的公式p=可得出表达式。
【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;
当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞与地面间没有位置的变化,则活塞是静止的;
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;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
(3)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是活塞的密封性好;
(4)因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS可知,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用小量程注射器,故选C;
活塞的面积S=,将测量结果代入压强公式得:p===。
故答案为:(1)活塞;静止;二力平衡;(2)偏小;(3)气密性;(4)C;。
【点评】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
37.(2018•崇川区校级一模)学完大气压强后,同学们进行了大量的实验:
(1)小刚利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好图2中甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图1中乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p= 1.08×105 pa。
②实验时若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 偏大 。(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)为了研究气体压强与哪些因素有关,小华用剪刀剪去饮料瓶底,将气球按图2(a)图反扣在瓶口,将另一气球割开,用细线和气球膜封住饮料瓶底部,分别用手向下拉瓶底的膜(图b)和用手向上压瓶底的膜(图c),发现了瓶内的气球体积出现了图示的变化。小华针对此现象,作出如下推断,他的推断与实验现象不相符的是 A 。
A.大气压强随着气球的体积的增大而增大
B.气体的压强随着气体的密度的增大而增大
C.一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小
D.因气球内的气体与大气相通,所以气球内的气体压强就是大气压
【分析】(1)①由图甲可知,注射器的刻度部分长为L和其容积,求出注射器活塞的横截面积S;
瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,根据p=求大气压;
②实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,据此分析测得的大气压值的偏差;
拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力F变大,据此分析;
(2)大气压跟海拔、天气、季节有关。质量一定时,体积越大,压强越小。
【解答】解:(1)①由图甲可知,注射器的刻度部分长为L=8.00cm﹣2.00cm=6.00cm,其容积为V=4.5ml=4.5cm3,则注射器活塞的横截面积为S==0.75cm2,
小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,大气对活塞产生的压力F=pS=f=8.1N,
所以大气压p===1.08×105Pa;
②实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,这样会使得测得的大气压值偏小;
拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力F变大,这会造成最终测量的结果偏大;
(2)
A.大气压跟气球的体积无关,大气压跟海拔、天气、季节有关。符合题意。
B.c图说明质量一定,体积减小,密度增大,压强增大。不符合题意。
C.b图说明一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小。不符合题意。
D.b和c实验中气球和外界相通,内部压强等于大气压。不符合题意。
故选A。
故答案为:1.08×105;偏大;A。
【点评】本题考查测量大气的值,同时考查力的平衡及压强的计算及对实验方案的改和误差的分析,综合性强,难度较大。
四.综合能力题(共2小题)
38.(2019•北京)请阅读《按压式瓶盖》回答问题。
按压式瓶盖
在日常生活中,装有洗手液或洗发液的瓶子,其瓶盖都是按压式的,如图甲所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢?液体是怎么“吸”上来的?
洗手液瓶中有个按压式吸液结构,它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成,如图乙所示,其中进液阀门和出液阀门是塑料小球,进液阀门位于弹簧下端,出液阀门位于活塞上端。
使用的时候,通过手向下按压,活塞向下移动,弹簧被压缩使得进液阀门关闭,出液阀门打开,储液筒里的液体从出液管流出瓶外;当手松开时,弹簧恢复原来的自然状态,使得活塞向上移动,出液阀门关闭,进液阀门打开,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把液体“吸”出瓶外。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)按压式瓶盖的工作原理和 A 原理相同。
A、活塞式抽水机B、马桶C、微小压强计D、汽油机
(2)洗手液能被“吸”上来是利用了 大气压 。
(3)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 大于 储液筒中气压。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖, 能 挤出洗手液。(选填“能”或“不能”)
【分析】(1)(2)按压式瓶盖利用的是大气压。分别从活塞式抽水机、马桶、微小压强计和汽油机的原理分析做出判断。
(3)液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压大于储液筒中气压。
(4)太空舱中也有空气。
【解答】解:(1)按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压。
A、抽水机抽水,通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,符合题意;
B、抽水马桶的基本原理是利用水的重力,与大气压无关。不合题意;
C、微小压强计是用来测量较小的压强的,在U形管内装有色液体,两侧液面都受大气压的作用,两侧液面在同一高度。用橡皮管把扎有橡皮膜的金属盒连到U形管一侧,用手指按橡皮膜,手指加在橡皮膜上的压强就由封闭在管内的气体根据帕斯卡定律来传递,而使左侧液面降低,右侧液面升高,U形管两侧液面出现高度差。与大气压无关。不合题意;
D、汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在吸气冲程中被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生内能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。与大气压无关。不合题意。
故应选A。
(2)由(1)知,洗手液能被“吸”上来是利用了大气压;
(3)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,说明瓶中气压大于储液筒中气压。
(4)因为太空舱内也有空气,而这种瓶装洗手液瓶盖是利用大气压工作的,所以如果宇航员在太空舱中按压这种瓶装洗手液瓶盖能挤出洗手液。
故答案为:(1)A;(2)大气压;(3)大于;(4)能。
【点评】此题以按压式瓶盖为题材,综合考查了大气压的应用,有一定难度,搞明白按压瓶盖的工作原理是关键。
39.(2017•东莞市)如图1所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U型管中装有水,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 小于 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型管中 a (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差为 400 Pa.(g=10N/kg)
(2)图2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 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 小于 细管A外液面上方的气压,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,如果此时喷雾器停止工作,细管A中的液体将 下降到与A管外液面相平 。
【分析】(1)空气流动速度增大,压强减小;
根据p=ρgh算出左右两侧液体压强差;
(2)上端开口,下端连通的是连通器,连通器的液面相平。
【解答】解:(1)如果在右端c处往装置里急吹气,b处比a处粗,导致b管上方气流速度小于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型管中a管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则下降端比原来下降2cm,此时U型管两端的高度差为4cm,
则此时U型管底部d处左右两侧液体压强差:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;
(2)当喷雾器未工作时,细管A与烧杯构成连通器,连通器的液面是相平的
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,气压突然减小,细管A内液面上方气压小于细管A外液面上方的气压
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;
如果此时喷雾器停止工作,细管A与烧杯还是连通器,连通器的液面是相平的,故下降到与A管外液面相平。
故答案为:(1)小于;a;400;(2)相平;小于;下降到与A管外液面相平。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系以及连通器的知识,对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
五.解答题(共1小题)
40.(2018•衢州)材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气含有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答 | 支持者 | 反对者 |
大气压力支撑水银柱 | 笛卡尔 帕斯卡 | 所有亚里士多德学派 罗贝瓦尔 |
水银柱上方存在真空 | 罗贝瓦尔 波义耳 | 所有亚里士多德学派、笛卡尔、 伽利略、霍布斯 |
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 酒精容易蒸发 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有 CD
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
【分析】(1)物质由液态保持气体的过程是液化现象;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱;
(3)科学发现是一个不断完善、不断修正的过程、实验是科学研究的重要方法。
【解答】解:(1)反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是酒精比水更容易蒸发;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱,用1m长的玻璃管做实验,结果不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同,就可以反驳反对者们的观点;
(3)A、由题意知:从1614年开始,伽利略认为空气是有重量,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了著名的托里拆利实验,故公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点是错误的,故A错误;
B、科学实验中要努力得到和前人不一样的实验结论,故B错误;
C、科学发现是一个不断完善、不断修正的过程,故C正确;
D.物理是一门以实验为基础的学科,实验是科学研究的重要方法,故D正确。
故选CD。
故答案为:(1)酒精容易蒸发;(2)不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同;(3)CD。
【点评】本题考查学生分析问题的能力,有一定的难度。
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