八年级上册第3节 大气的压强达标测试
展开1.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案.如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是( )
A.B.C.D.
2.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”。下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
3.如图所示,小丽同学撑一把雨伞在雨中行走,当一阵大风吹来,伞面可能被“吸”得严重变形。下列有关这一现象及其解释正确的是
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气压强大于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气压强大于下方
4.小明暑假乘飞机旅行。飞机起飞时,天下着蒙蒙细雨,一段时间后,突然发现窗外阳光明媚,白云尽在脚下。小明对此过程中出现的情境作出了如下分析,其中正确的是( )
A.飞机起飞时,飞机受到空气的浮力大于自身重力
B.“下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候
C.“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了大气层的中间层
D.飞机上升过程中,小明感到耳朵有点疼,说明随着高度的升高,气压减小
5.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.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
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.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
6.如图为小宇同学发明的给鸡喂水的自动装置。下列是同学们关于此装置的讨论,其中说法正确的是
A.瓶内灌水时必须灌满,否则瓶子上端有空气,水会迅速流出来
B.大气压可以支持大约10米高的水柱,瓶子太短,无法实现自动喂水
C.若外界大气压突然降低,容器中的水会被吸入瓶内,使瓶内的水面升高
D.只有当瓶口露出水面时,瓶内的水才会流出来
7.在制糖工业中,要用沸腾的方法除去糖汁中水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾的温度低于100℃,制糖时应采用措施为
A.增大装置内的气压B.加热的火不要太猛
C.减小装置内的气压D.一定要把整个装置搬到高山上去
8.如图所示,“豪客号”与“奥林匹克”号相撞的原因是( )
A.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处大
B.甲处流速比乙、丙处小,压强比乙、丙处小
C.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处大
D.甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处小
9.如图示的装置做“喷泉实验”,这个实验可以说明:
①容器A里的气压大于大气压
②容器A里的气压小于大气压
③喷泉停止时,容器A中的气压等于大气压
④喷泉最后如能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空
上述四点说明中,正确的是( )
A.只有②B.②③C.②④D.②③④
10.如图所示,一个密封的饮料瓶塞上插有两端开口的玻璃管,管壁与瓶塞之间密封,如果想喝到瓶内大部分的饮料,则
A.用力吸饮料B.将玻璃瓶倒过来C.用力往玻璃瓶内吹气 D.无法喝到
二、填空题
11.把一根两端开口的细管浸入水中,充满水后用手指把一端堵住,移出水面,如图甲所示
(1)B端的水不会流下来是由于受到 作用.
(2)把手指移开后管内的水会怎样流动,不同的同学会有不同的猜想,而检验猜想是否正确最直接的方法是 .
(3)把细管倒过来,如图乙所示.如果把手指移开,管内的水会不会从A端流出?请写出你的判断,并用你所学的理论知识证明你的判断.
12.有些家用玻璃茶几的桌架是用四个塑料吸盘吸附在桌面上的(如图)。如果每个吸盘的直径是4cm,计算一下桌架质量不 超过 kg 时,抬起桌面就能把桌架带起。实际上,所能 带起的桌架质量总小于上述计算值,请分析原因 。(已知大气压强为 1.01×105Pa,g 取 10N/kg。)
13.开发和生产某种产品,应进行相应的科学研究。如研制压力锅,就应研究饱和蒸汽压跟温度的关系。其研究结果分别用表格和图像表示。
某种型号的压力锅,其限压阀由内阀和外套组成,测得限压阀的整体质量为0.07kg,压力锅气孔的内径为3mm。参照图表填空和计算。
(1)烹调较嫩或易熟的菜时,宜采用 的方式。烹调肉类食品,宜采用 的方式。
(2)当压力锅烧煮食物时限压阀排气,锅内最高温度大约能达到多少? (当时的大气压为100kPa,g值取10N/kg)
14.如图甲所示的覆杯实验中
(1)硬纸片不会掉下的事实是 存在的证据;
(2)有同学认为实验中是水粘住了纸片,老师用如图乙所示装置进行实验,随着空气被抽出,纸片掉下了,排除了纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同,而杯口更小的杯子进行实验,要使同一硬纸片掉下,相同情况下需要抽气的时间会 (填“变短”、“变长”或“不变”)。
15.如图所示是喷雾器工作时的示意图.当推动活塞时,管口的空气速度增大,管口处的压强 (选填“增大”“减小”或“不变);瓶中的液体就在 的作用下被压上去,随流动的空气而喷成雾状。
16.如图是小科设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)这个温度计是根据 (填“液体”或“气体”)的热胀冷缩性质来测量温度的。
(2)若放到冰水混合物中,液柱处的刻度应标为 ℃。
(3)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处 B处(填“<”、“=”或“>”)。
(4)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。对此请你提出一条提高测量精确度的建议 。
三、探究题
17.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺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用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;
③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气;
④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为95N;
⑤记录整理数据;
⑥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)上述的实验步骤中,哪一步是多余的
(2)将吸盘沾水湿润的目的是
(3)根据该同学的实验数据,计算得到的大气压的值等于 帕。
(4)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图乙,则你预计恰好脱落的弹簧秤示数可能会 95N(选填“大于”、“小于”或“等于”)
18.小科同学为研究“吸管中的饮料是被吸上来的,还是被压上来的”这一问题时,设计了如图所示的实验,请结合所学的知识回答:
(1)当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压将 (填“大于”、“小于”或“等于”)直玻璃管内的气压,能观察到的现象是 。
(2)此实验 (填“能”或“不能”)验证“饮料是被大气压压上来的”这一结论。
19.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)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。
(2)如图所示,水平向左缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为19N。
(3)用刻度尺测出注射器 长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积。
(4)则大气压的值为 Pa。
(5)提出提高测量大气压值精确度的一条建议: 。
20.某厂家设计了一批高压锅送往1标准大气压的平原地区使用,要求锅内气体压强为1.5个标准气压,排气孔的面积为7mm2,求限压阀的质量应为多少? 如果某高山地区需要这种沸点下的,当地大气压只有0.8个标准气压,则的限压阀的质量应如何改进? (1标准大气压取105Pa)
四、简答题
21.如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当锅内的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分水蒸气,使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm,空心柱小孔的横截面积为10㎜2,限压阀的质量为100g的,用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。问:
(1)此内气体的最大压强是多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配一个质量为多大的限压阀。 (g取10N/kg)
t/℃
90
95
100
105
110
112
114
116
118
120
122
124
125
128
130
p/kPa
70
84
101
121
142
154
163
175
187
199
211
225
239
258
270
参考答案:
1.C
【详解】要想让风经过过道,过道左右两端的气压应该不同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同。
A.过道左右两端的通风道相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,故A不符合题意;
B.过道左右两端的通风道相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,故B不符合题意
C.过道右端的通风道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长,则风速较快,所以过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要消耗其他能量,既有效又节能,故C符合题意;
D.过道中有电动机,电动机工作时过道中空气流动速度加快,气压减小,空气会从过道口流进来而通风,但需要消耗电能,故此方案虽有效但不节能,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.图甲中,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落,都可以证明大气压的存在,不能反驳小柯的想法,故A不合题意;
B.图乙中,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落,可证明大气向各个方向都有压强,不能反驳小柯的想法,故B不合题意;
C.图丙中,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落,可证明大气存在向上的压强,不能反驳小柯的想法,故C不合题意;
D.图丁中,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落,说明没有空气时,没有了气压,也就无法托住水和纸片,这说明实验中纸片不掉落是因为受到大气压的作用,而不是纸片被杯口的水粘住了,可反驳小柯的想法,故D符合题意。
3.B
【详解】等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过上表面的流速大,通过下表面的流速较小。
因为伞上方的空气流速大,压强较小;伞下方的空气流速小,压强大,所以伞面受到一个向上的压强差,伞被向上“吸”。
由上述可知选项A. C. D的说法都不正确。
故选B.
4.D
【详解】A.飞机是利用流体压强与流速的关系来获得升力的,不是利用浮力大于重力而加速上升的,故A错误;
B.“下着蒙蒙细雨”描述的是当时的天气,故B错误;
C.“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了云层的上方,但不是大气层的中间层,故C错误;
D.海拔越高、气压越低。在飞机起飞或降落时,在短时间内,飞机的高度发生巨大的变化。外界气压也随着高度的增加而降低,人体内气压大于外部气压,会向外压迫耳膜,故耳朵感到疼,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】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,但当给它用冷水冷却时,锅内的气压会减小,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。故选B。
6.D
【详解】A. 瓶子内的水压力不超过10米水柱,也就是说没有大气压大,被大气压封在瓶内,如瓶内有空气,会产生一个气压与水压共同作用(对抗)大气压力,当其合并的压力大于大气压,则水会流出,小于大气压则水同样不会流出,故A错误
B. 因为大气压能支持10.336米高的水柱瓶子在长度在10米范围内,正好可以被大气压支持,故B错误;
C. 如果大气压降低,瓶内的水面将下降,大气压升高,才会将水压回去,故C错误;
D. 当瓶口露出水面时,空气通过瓶口进入瓶内,使瓶内气体压强和液体压强大于外界大气压,水从瓶内流出;当水面刚好封住瓶口时,瓶内气体压强好等于外界大气压时,水停止流出,故D正确。
故选D.
7.C
【详解】在一标准大气压下,水的沸点是100℃,当气压降低时,水的沸点降低,低于100℃,这样能使糖汁的温度低于100℃,糖不会变质,
因此要降低水的沸点,可以降低水上方气体的压强,压强减小,沸点就会降低,故B符合题意;
增大装置内的气压,水的沸点会升高;加热的火不要太猛和缩短加热沸腾的时间都不能降低水的沸点,故ABD不符合题意。
故选C.
8.D
【详解】由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;两船靠得比较近且并排前进,两船之间的水流通道变窄,船体内侧水流速大于船体外侧水流速度,船体外侧压强小于船体内部压强,形成向中间位置的压力差,船被水挤压相互靠近,容易发生碰撞危害。即这是由于甲处流速比乙、丙处大,压强比乙、丙处小造成的,故D符合题意。故选D。
9.C
【详解】①②分析“喷泉实验”的原理可知,球体内的气压只有小于外界大气压时,水才会在大气压的作用下被压入球体中,形成“喷泉”,故①说法错误,②说法正确;
③当喷泉停止时,内外压强平衡,此时容器中的气压与容器内水的压强之和,等于外界大气压,故③说法错误;
④如果喷泉最后能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空,因为大气压完全可以支持容器中的水柱的高度,故④说法正确。
综上所述,②④说法正确,C符合题意。
10.C
【详解】用吸管从瓶子里吸饮料时,先把吸管内的部分空气吸走,管内的气压小于外界大气压,饮料在管内外压强差的作用下被压入吸管,上升到嘴里,所以使饮料上升到嘴里的力是大气的压力;
如果把饮料瓶密封起来,瓶内液面上方与大气隔离,不会产生管内外的压强差,用力吸和将玻璃瓶倒过来,则不会不断地吸到饮料;故AB错误;
要想吸到饮料,采取的正确的方法是用力往玻璃瓶内吹气,使瓶内的气体压强大于外界大气压强,饮料会在瓶内气体压强作用下压到嘴里,故C正确,D错误。
故选C.
11. 大气压 实验 如果把手指移开,管内的水会从A端流出;液体压强随深度的增加而增大.
【详解】(1)当用手指堵住上端开口时,上端不再与大气相通,下端受到大气压对它向上的作用,由于一个大气压强能支撑约10m高的水柱,水不会从下端流出;
(2)各种假设和猜想都需要大量实验数据和现象的支持,因此检验猜想是否正确最直接的方法是实验;
(3)当手指移开后,假设管内的水保持静止,取管底液片为研究对象,它把关内的水柱分成左右两部分,如图所示,
因为液片深度h左>h右,所以p向右>p向左
因为F=PS,而液片左右的面积S相等;
所以F向右>F向左
液片将向右移动,管内的水从A端流出.
12. 50.7 实际上吸盘中的空气不可能完全被排出
【详解】桌架是依靠四个吸盘所受大气压力而带起。假设吸盘内的空气全被排出,则大气压力F=4PS=4×1.01×105Pa×3.14×0.022m2=507N,又F=mg,则桌架质量m==50.7kg;
实际上吸盘中的空气不可能完全被排出,所以实际所带起的质量总小于上述计算值。
13. 低压烹调 高压烹调 120℃
【详解】(1)[1]烹调较嫩或易熟的菜时不需要较高的温度,所以采用低压烹调方式即可;
[2]烹调肉类等难熟的食品时,可以提高锅内温度,这样食物会熟的快些,所以要采用高压烹调方式提高水的沸点;
(2)[3]
d=3mm=0.003m,
=100k=1,
P=P0+=1×105Pa+=1.99×105Pa,
从表中可查得为120℃
14. 大气压 变短
【详解】(1) [1] 根据题意知道,当杯口朝下时,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,所以,纸片就被大气压给“顶”住了,此实验证明了大气压的存在;
(2) [2] 要使纸片下落,纸片上下受到的压强应该相等,杯子的容积和高度均相同,纸片受到上面水的压强是一定的,设纸板刚好脱落时容器中的气压为p,由二力平衡知道,ρ水 ghS+G=pS,所以,
因为S变小,题中没说纸板重力G忽略不计,所以,p变大,所以抽气时间变短。
15. 减小 大气压
【详解】试题分析:流体流速越快的地方压强越小,当推动活塞时,管口的空气速度增大.管口处的压强变小,瓶内大气压强不变,所以瓶内气压大于管口处的压强,瓶中的液体就在大气压的作用下被压上去.随流动的空气而喷成雾状。
【考点定位】流体压强与流速的关系
16. 气体 0 > 换成内径更细的玻璃管或瓶子大一些
【详解】(1)[1]这是个气体温度计,所以是根据气体的热胀冷缩来测量温度的。
(2)[2]冰水混合物的温度为0℃,故若放到冰水混合物中,液柱处的刻度应标为0℃。
(3)[3]温度升高时,瓶内气体就要膨胀,所以会把液柱向左推,故A处的温度高于B处的温度。
(4)[4]实际使用中发现该温度计玻璃管中液柱变化不明显,导致示数不准确。对此可以换用更细的玻璃管,换用容积更大的瓶子。
17. ② 防止吸盘漏气 9.5×104 小于
【详解】(1)[1]根据,测量大气压强的大小,需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积。由题图可知,拉力在水平方向上,吸盘的重力在竖直方向上,对测量压力没有影响,所以没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力,因此步骤②是多余的;
(2)[2]为了使测得的结果准确,所以将吸盘沾水湿润防止吸盘漏气;
(3)[3]根据题意可知,大气对吸盘的压力:
若不考虑实验过程中的其他影响因素,实验时的大气压值:
(4)[4]由图可知,若将吹风机的出风口如图乙对着吸盘自上而下吹风,根据流体压强和流速的关系可知,吸盘外侧空气流速增大,压强变小,大气对吸盘的压力减小,所以,弹簧秤拉动吸盘至恰好脱落时的示数一般会小于95N。
18. 大于 玻璃管内液体上升 能
【详解】(1)[1][2]广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当用力推注射器活塞时,注射器与瓶内空气的体积减小,广口瓶内的气压就增大,由于瓶内的气压大于瓶外的大气压,在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中,导致玻璃管内的液面上升。
(2)[3]由实验可知是气压的作用导致玻璃管内的液面上升,故此实验能验证“饮料是被大气压压上来的”这一结论。
19. 排尽针筒内空气 刚刚开始滑动 刻度部分 8.5Pa 加润滑剂等
【详解】(1)[1]实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使注射器密封。
(2)[2]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,拉力等于大气压力,弹簧测力计的示数F=19N即为大气压力;
(3)[3]因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式S=VL来求出,所以需要用刻度尺量出针筒全部刻度部分的长度L=5cm;
(4)[4]大气压的值:
p=====8.5Pa
(5)[5]由于注射器漏气会导致所测得的大气压值偏小,注射器漏气的主要原因是活塞的密闭性,所以可以采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等。
20. 35g; 可以增加限压阀的质量来增大锅内气压,提高沸点
【详解】(1).设出气口的面积为S,外界大气压为p0,锅内气压为p,限压阀质量为m,当锅内气体压强为1.5个标准气压时,对限压阀受力分析可知:受到竖直向上锅内气体的压强,竖直向下的重力和大气压力,∵限压阀被顶起处于平衡状态,∴pS=p0S+mg,则m= = =0.035kg=35g;
(2).可以增加限压阀的质量来增大锅内气压,提高沸点。
21. 2×105Pa 不能 80g
【详解】(1).限压阀的重力
F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
已知s=10mm2=0.00001m2,P0=1×105Pa,
限压阀产生的压强:
P1===1×105Pa。
锅内的压强:
P内=P0+P1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa
(2). 因为P内=2×105Pa>1.8×105Pa,故原来的限压阀不能继续使用;
限压阀产生的压强:
P限=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa,
限压阀的重力:
G= F限=P限s=0.8×105Pa×0.00001m2=0.8N,
限压阀的质量:
m==/=0.08kg=80g
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