备战2023新中考二轮物理专题导练 专题18 大气压的测量

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  考点精讲 1、托里拆利实验法【实验器材】1米以上的长玻璃管，水银槽，水银，刻度尺。【实验步骤】（1）将开口向上的玻璃管内装满水银；（2）用手指堵住管口，将其倒立在装有适量水银的水银槽内；（3）用刻度尺测量出管内外水银面的高度差h。【实验结果】由于玻璃管上方是真空，水银柱产生的压强与大气压强平衡，2、“吸盘”测量法【实验器材】吸盘，玻璃板（或水平桌面），弹簧测力计，刻度尺，尼龙绳。【实验步骤】（1）用刻度尺测出吸盘的直径d；（2）将吸盘按在光滑的水平桌面上，挤净里面的空气；（3）用弹簧测力计测量刚好把吸盘拉离玻璃时的大气压力F。【实验结果】3、“注射器”测量法【实验器材】注射器、弹簧测力计，刻度尺，尼龙绳。【实验步骤】（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔；（2）用绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下测力计的示数F；（3）用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L，根据注射器的最大刻度对应容积V，计算得出活塞的横截面积S。【实验结果】  真题解析  1．（2021•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，则水银会向上喷出解：由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，倾斜后水银高为74cm。A、大气压不变，仍能支持76cm的水银柱，而倾斜后水银充满全管，水银高为74cm，水银柱产生压强减小，所以水银对玻璃管上端有压强，故A正确；B、由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，所以外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强，故B正确；C、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；D、玻璃管倾斜后，上端碰出一小孔，试管上端也存在大气压强，管内水银在重力作用下会下降，而不会向上喷，故D错误。答案：D。2．（2021•哈尔滨模拟）塑料吸盘是家庭常用的小工具，小明做了如图的实验，在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，你认为正确的是（　　）A．甲图中如果将塑料吸盘戳个小孔，吸盘仍能吸在墙面上 B．甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 C．利用乙图的实验可以粗略测量大气压强的值 D．利用乙图的实验在海拔更高的地区仍能提起该重物解：A、甲图中如果将塑料吸盘戳个小孔，内外大气压相等，吸盘不能吸在墙面上，故A错误；B、甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力，并且二力是一对平衡力；在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力，二力也是一对平衡力；因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系，故B错误；C、乙图中下面吸盘受到大气向上的压力和物体向下的拉力，并且二力是一对平衡力，故大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力；能求出大气对吸盘的压力，故可以粗测大气压的值；故C正确；D、用乙图的实验在海拔更高的地区，气压减小，大气对下面吸盘的压力小于钩码的重力，不能再提起该重物，故D错误；答案：C。3．（2021•成都模拟）如图所示，一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气，当外界大气压强为1标准大气压时，管内水银柱高度l1小于76厘米，此时弹簧秤示数为F1．若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面升高2厘米，则玻璃管内的水银柱高度l2和弹簧秤的示数F2应满足（　　）A．l2＝l1，F2＝F1 B．l2＞l1，F2＞F1 C．l2＜l1，F2＜F1 D．l2＜l1，F2＞F1解：（1）由题意可知，管内气体压强与水银柱压强之和等于外界大气压，即p空气+p水银柱＝p0，加入水银后，由于空气的密度远小于水银的密度，因此管内空气体积明显变小，压强会变大，而大气压不变，故p水银柱变小，所以l2＜l1；（2）同样由题意可知，以试管为研究对象，它受到向下的重力+向下的大气压力＝向上的拉力F1+管内气体向上的压力，弹簧秤的示数＝（试管重力+向下的大气压力）﹣管内气体向上的压力，由于相对原来管内水银柱长度变小了，空气压强变大，对试管向上的压力变大，所以弹簧测力计示数减小，则弹簧秤的示数F2＜F1。综合上述分析，若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面升高，l2＜l1，F2＜F1，只有选项C符合题意。答案：C。4．（2021•苏州模拟）如图所示，把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水银槽B的底部不接触。当大气压强是1.0×105Pa时，电子秤的示数为Q，若外界大气压强下降时，电子秤的读数将（　　）A．等于Q B．大于Q C．小于Q D．无法确定解：由图知：托盘电子秤称的是水银槽和槽中的水银；而管中的水银处于大气压所产生向上的力和重力的平衡力；大气压强下降时，进入玻璃管的水银减少，使水银槽中的水银增多，水银槽中的水银增加，使水银槽及槽中的水银所受的重力增加，故示数大于Q。答案：B。5．（2021•镇江模拟）在测量大气压的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学采用了图示装置，将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连，向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为880g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为460g，烧杯质量为100g，活塞面积为7×10﹣5m2，g＝10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压的值应为（　　）A．1.26×105Pa B．1.10×105Pa C．1.01×105Pa              D．0.96×105Pa解：当注射器中的活塞开始向左滑动时，G1＝（0.88+0.1）kg×10N/kg＝9.8N，对活塞受力分析：f+F＝G1＝9.8N；当注射器中的活塞开始向右滑动时，G2＝（0.46+0.1）kg×10N/kg＝5.6N，对活塞受力分析：F﹣f＝G2＝5.6N；两式联立解得：F＝7.7N；∴p＝＝＝1.10×105Pa；答案：B。   突破提升  一、单选题1．下列数据较为接近实际情况的是（　　）A．重庆鼓楼学校此时的大气压强约1×104PaB．一只鸭子漂浮在水面上受到的浮力约500NC．将一枚鸡蛋从地上捡起放在讲台上做功约为0.6JD．人沐浴时适宜的水温约为70℃2．下列有关托里拆利实验的说法中正确的是（　　）A．如果不小心管顶破了一个洞，管中的水银将从上面喷出B．将玻璃管稍倾斜一点，管内外水银柱高度差变小C．将管从水银槽内轻轻上提一点，管内外水银柱的高度差不变D．实验中不小心让少量空气漏入了管内，则测得的大气压应比真实值大二、多选题3．下列对有关物理学家及其所做的实验表述不正确的是（　　）A．托里拆利实验精确地测出大气压的数值B．奥斯特实验证明了电流周围存在磁场C．法拉第通过实验研究了磁场对通电导线的作用D．欧姆最先准确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系三、填空题4．如图，温度计的示数是______，1标准大气压的值约为1×105Pa，则它相当于______m高的水柱产生的压强。5．________实验首次测出了大气压的值，如果在实验操作时，在管内水银柱上方不小心混入了少许气泡，则所测大气压的值与正常值______。（选填偏大、偏小或相同）6．最著名的证明大气压存在的是___________实验，首次精确测出大气压值的是___________实验。四、实验题7．如图，将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住，倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度就不再下降，这时管内外水银面高度差约750mm。（1）实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是空气，因此，是______支持这段水银柱不会落下，大气压的数值就等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为______；（ρ水银=13.6×103 kg/m3）（2）实验中选用水银而不是水来做实验，这是利用水银的______较大的特性；在实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，水银柱的竖直高度将______；（3）如果将此装置拿到高山上，观察到的现象是水银柱的竖直高度将______。8．在探究“影响液体内部压强大小因素”的实验中。（1）使用压强计前用手轻轻按压几下橡皮膜，发现U形管中的液体能灵活升降，则说明装置______（选填“漏气”或“不漏气”）。若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法______进行调节；A．从U形管内倒出适量的水B．拆除软管重新安装C．向U形管内加入适量的水（2）图甲、乙两容器中装的液体均为水，根据甲乙两图探究可得出的结论是：______；（3）实验时使用的U形压强计______（选填“是”或“不是”）连通器；（4）如图乙所示，若U形管左右两侧水面的高度差为h，外界气压为ρ0，水的密度用ρ水表示，则橡皮管内气体的压强为______（用所给字母表示）；（5）将压强计做了如图丙所示的改进，当两金属盒在空气中时，U形管两边液面相平；现把两金属盒分别放在密度为ρ1、ρ2的A、B两种液体中，则由图可知ρ1______ρ2 （选填“>”、“<”或“=”），若B液体中装入的是水且金属盒在水中的深度为8cm，A液体是密度为0.8×103 kg/m3的油，则金属盒进入A液体的深度为______cm。9．利用容积为 10cm3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19N；（4）用刻度尺测出注射器拉出的长度为5cm，这样就不用测活塞直径也能算出活塞横截面积； （5）则大气压的值为______Pa；（6）提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议：______。10．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，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为FC．读出注射器针筒上有刻度部分的容积VD．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）实验时同学们发现注射器顶端装针头处的空气无法排尽，这将会使测量结果________ ；（填偏大、偏小或不变）（2）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；（3）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=________；（4）在测量大气压强的实验中，某同学设计了图丙所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为900g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为500g，烧杯质量为125g，活塞面积为7.5×10-5m2，g取10N/kg，轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压值为________。A．2.2×105Pa　　B．1.37×105Pa　　C．1.1×105Pa　　D．1.07×105Pa
参考答案：1．C【解析】【详解】A．重庆鼓楼学校此时的大气压强约1×105Pa，故A不符合题意；B．一只鸭子的质量约为3kg，鸭子的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N鸭子漂浮在水面上受到的浮力等于重力约为30N，故B不符合题意；C．一枚鸡蛋的重力在0.5N左右，讲台的高度在1m左右，将一枚鸡蛋从地上捡起放在讲台上做功约为W=Gh=0.5N×1m=0.5J故C符合题意；D．人的正常体温为37℃，沐浴时的水温应该略高于体温，约为40℃，故D不符合题意。故选C。2．C【解析】【详解】A．如果不小心管顶破了一个洞，空气进入试管，试管内有大气压作用，水银柱下降，直到试管内和容器内水银面相平，故A错误；B．倾斜的玻璃管会使水银柱变长，但管内水银柱高度差保持不变，故B错误；C．管在水银槽内轻轻上提，只要管口不离开水银面，管内水银面也会随之略微下降，而管内外水银柱的高度差不变，故C正确；D．如果管中进了些空气，少量的空气产生的压强与水银柱产生的压强之和等于外界大气压，所以管内外水银面的高度差将小于真实值，则测得的大气压应比真实值小，故D错误。故选C。3．CD【解析】【详解】A．1643年，意大利科学家托里拆利实验第一次精确地测出大气压的数值，p0=1.013×105Pa，故A正确，不符合题意；B．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人，故B正确，不符合题意；C．法拉第通过实验研究了电磁感应现象，从而使人类进入了电气化时代，故C错误，符合题意；D．欧姆经过十多年的研究发现了欧姆定律，确定了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系的是英国物理学家焦耳，故D错误，符合题意。故选CD。4．     -12℃     10【解析】【详解】[1]由图可知，温度计上0~10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃，“10”在“0”的下方，说明温度低于0℃，为-12℃。[2]1标准大气压的值约为1×105Pa，根据液体压强公式p=ρgh得，水柱的高度5．     托里拆利     偏小【解析】【详解】[1]意大利科学家托里拆利利用水银柱测出了1个标准大气压的大小为约760mm汞柱产生的压强。因托里拆利首先进行了这个实验，故名托里拆利实验。[2]在实验操作时，在管内水银柱上方不小心混入了少许气泡，由于管内的空气也有气压，管内气压与水银柱产生的压强之和等于外面的大气压，此时测得的大气压值会偏小。6．     马德堡半球     托里拆利【解析】【详解】[1]最著名的证明大气压存在的是马德堡半球实验，这个实验是德国马德堡市市长奥托·格里克所设计。[2]首次精确测出大气压值的实验是意大利物理学家托里拆利所做的托里拆利实验，规定海平面处大气压为1标准大气压，大小为76cm水银柱产生的压强，大约为1.01×105Pa。7．     大气压     9.996×104     密度     不变     变小【解析】【详解】（1）[1]实验开始要在水银管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证管内水银上方为真空，因此，是大气压支持这段水银柱不会落下。[2]大气压的数值等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×750×10-3m=9.996×104Pa（2）[3]根据p=ρgh知，在大气压不变时，液体的密度越大，液体的高度就越小，所以实验操作越方便，所以做托里拆利实验时应选用密度大的水银，这是利用水银的密度较大的特性。[4]若像图丁中一样将玻璃管倾斜，因大气压不变，根据p=ρgh知，水银柱的竖直高度h将不变。[5]大气压随高度的增加而减小，将此装置拿到高山上，因大气压强变小，故大气压支持的水银柱的高度变小，即观察到的现象是水银柱的竖直高度将变小。8．     不漏气     B     在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大     不是     p0+ρ水gh     <     10【解析】【详解】（1）[1]用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置气密性良好，装置不漏气。[2]压强计在使用前，U形管内水面高度应相等，若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，说明被封闭气体压强与外界大气压强不相等，对实验结果会造成影响，应拆除软管重新安装，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。（2）[3]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体压强越大，采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。甲、乙两容器中的液体均为水，乙容器中橡皮膜所处深度较深，且U形管两侧液面高度差较大，说明此橡皮膜所受的液体压强较大，根据甲、乙两图探究可得出的结论是：在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大。（3）[4]上端开口，底部连通的叫连通器。U形管下端连通，但上端只有一个开口，不符合连通器的概念，所以U形压强计不是连通器。（4）[5]橡皮管内气体的压强等于外界大气压强与液体内部压强（即U形管中液面高度差产生的压强）之和，液体产生的压强为p液=ρ水gh所以橡皮管内气体的压强为p =p0+ρ水gh（5）[6]读图可知，压强计的探头在两液体中的深度是不同的，A液体中的探头所处深度更大，而U形管中液面的高度相同，说明两液体中的探头所受的液体压强相同，根据p液=ρ液gh可知ρ1<ρ2[7]根据pA=pB可知ρ油ghA=ρ水ghB则金属盒进入A液体的深度为故金属盒进入A液体的深度为10cm。9．          排出筒内空气     刚被拉动     9.5×104     在活塞涂上润滑油等【解析】【详解】（1）[1]实验中，用弹簧测力计可测出大气对注射器的压力F，用刻度尺可测量活塞拉动的距离，根据注射器的容积，从而求出受力面积S，据可求出大气压的值。（2）[2]将注射器的活塞推到注射器筒的底端，可将筒内空气排尽，拉动活塞时，注射器筒内接近真空，这样才能通过弹簧测力计的示数得到大气压力的大小。（3）[3]图示中，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，直到活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时活塞匀速运动，测力计对活塞的拉力与空气对活塞的压力是一对平衡，那么压力的大小直接从测力计的示数读出，为19N。（5）[4]已知注射器的容积为10cm3，已测得注射器拉出的长度为5cm，则活塞的横截面积所以大气压的值（6）[5]活塞与注射器筒壁有较大摩擦时，会对实验测量有较大的影响，所以可在活塞上涂上润滑油，以减小摩擦力对实验的影响。10．     偏小     摩擦     重力     C          C【解析】【详解】（1）[1]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。（2）[2]结合题意知道，涂抹凡士林的好处：一是减小摩擦，二是活塞的密封性好。[3]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。（3）[4]因为大气的压强是一定的，由F=pS知道，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。[5]活塞的面积将测量结果代入压强公式解得（4）[6]当注射器中的活塞开始向左滑动时G1=（0.9+0.125）kg×10N/kg=10.25N对活塞受力分析f+F=G1=10.25N当注射器中的活塞开始向右滑动时G2=（0.5+0.125）kg×10N/kg=6.25N对活塞受力分析F-f=G2=6.25N解得F=8.25N所以，所测大气压值为故选C。