专题07 《气体压强》压轴挑战题型训练【五大题型】 (解析版)_第1页
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文档简介

专题07《气体压强》压轴挑战题型训练【五大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1大气压存在的证明】 1【题型2大气压的测量】 6【题型3大气压与高度与体积的关系】 13【题型4大气压综合应用】 19【题型5流体压强与流速关系的应用】 23压轴题型训练压轴题型训练【题型1大气压存在的证明】1.如图所示,将一大试管开口朝上,灌满水,再将一稍小的试管底朝下插入大试管水中某一深度,然后将大、小试管一起倒过来(在这一过程中手始终握住大试管),下列说法中正确的是()A.小试管因受到地球吸引将掉下来 B.小试管因受到水的吸力将向上运动 C.小试管受到的大气压力大于水的压力和小试管的重力,将向上运动 D.以上说法都不对【答案】C【分析】在较大试管中灌满水并插入小试管后,小试管和大试管的底部之间被水填充;迅速倒过来后,水受自身重力影响会改变运动状态,然后再来判断小试管是怎么进行运动的。【解答】解:大试管中注满水并插入小试管后,水填充了小试管和大试管底部之间的部分,迅速倒过来,水会在自身重力的作用下,从两个试管壁之间的空隙流动,从而在小试管底部形成一部分真空区域,在大气压的作用下,小试管会向上运动;也就是小试管受到的大气压力大于水的压力和小试管的重力,将向上运动。故选:C。2.把玻璃杯盛满水,用硬纸盖住,再倒过来,如图(a),纸片能将杯中的水托住,之后,若将杯子慢慢转动,如图(b)(c),则()A.杯子刚一转动,纸片就不能将水托住 B.杯子转动到图b所示位置时,纸片才不能将水托住 C.杯子转动到图c所示位置时,纸片才不能将水托住 D.杯子转到任何位置,纸片都能将水托住【答案】D【分析】本题主要是考查大气压强的特点:大气内部向各个方向都有压强。【解答】解:因为大气内部向各个方向都存在压强,故当杯子转到bc位置时纸片都能将水托住。故选:D。3.如图所示,关闭阀门K2、K3,打开阀门K1,在管末端上的大功率抽气系统能瞬间把PVC硬水管中的气体全部抽走,若两个水槽很大并且装的水足够多,这时的大气压强为9.8×104Pa,水的密度是1×103kg/m3,g=10N/kg。(1)如果只打开阀门K1、K2,请求出当PVC硬水管中液面静止后,PVC硬水管液面与水槽1液面的高度差是多少m?9.8请写出计算过程要用到的公式h=。(2)然后关闭阀门K2,打开阀门K3,PVC水管中的液面将上升,下降,还是不变?上升。(3)请求出当时的大气压强作用在0.01m2面积的大气压力为多少N?980。请写出计算过程需要用到的公式F=pS。【答案】见试题解答内容【分析】1、管内真空时,管内外的液面的高度差与外面大气压相等,利用液体压强计算公式p=ρgh变形公式h=求解。2、虽然两个水槽液面的高度不同,但两次管内外的液面高度差不变,所以管内液面会变化。2、根据压强变形公式F=pS求解即可。【解答】解:(1)PVC硬水管组成的三通管内气体全部抽走即为真空,如果只打开阀门K1、K2,待管内水面静止后,水柱的高度为h1,即当时的大气压强能支持h1高的水柱,由此可知,h1水柱产生的压强与当时的大气压相当。根据液体压强计算公式p=ρgh1,h1===9.8m;PVC管内液面比水槽1内液面高h1=9.8m;(2)然后关闭阀门K2,打开阀门K3,PVC硬水管内液面上方真空,待管内水面静止后,水柱的高度为h2,即当时的大气压强能支持h2高的水柱,由此可知,h2水柱产生的压强与当时的大气压相当。根据液体压强计算公式p=ρgh2,h2===9.8m;PVC管内液面比水槽2内液面高h2=9.8m;所以h2=h1;由图可知水槽2液面比水槽1液面高h=4m,所以关闭阀门K2,打开阀门K3,管内液面会上升h=4m;(3)受力面积S=0.01m2,根据压强公式p=得,F=pS=9.8×104Pa×0.01m2=980N。故答案为:(1)9.8;h=;(2)上升;(3)980;F=pS。4.如图,长为1m的直玻璃管横截面积为2cm2,重为5N.当时大气压为1.0×105Pa,玻璃管的上端为真空,水银对玻璃管的浮力忽略不计,则弹簧秤的示数为25N;当玻璃管的上端进入了少量空气时,弹簧秤的示数变小(选填“变大”“变小”“不变”或“都有可能”)。【答案】见试题解答内容【分析】①玻璃管的上端为真空时,弹簧秤的示数为玻璃管的重力与大气对玻璃管上表面向下的压力之和。②大气对玻璃管上表面的压力F=pS。③当玻璃管的上端进入了少量空气时,管内水银上方有气压,则玻璃管的内底受到气体向上的压力,此时弹簧秤的示数F′=G管+F大气﹣F内气。【解答】解:(1)玻璃管的上端为真空时,大气压支撑着管内水银柱,但大气对玻璃管上表面有向下的压力,且玻璃管受重力作用,所以弹簧秤的示数为玻璃管的重力与大气对玻璃管上表面向下的压力之和。大气对玻璃管上表面的压力F大气=pS=1.0×105Pa×2×10﹣4m2=20N,则弹簧秤的示数F=G管+F大气=5N+20N=25N;(2)当玻璃管的上端进入了少量空气时,管内水银上方有气压,则玻璃管的内底受到气体向上的压力,此时弹簧秤的示数F′=G管+F大气﹣F内气,所以弹簧秤的示数会变小;故答案为:25;变小。5.①如图1所示,下面挂着5N重物的吸盘吸附在天花板上,吸盘和细钩的总重力是0.5N。吸盘没有掉下来,说明它还受到一个竖直向上(填力的方向)的作用力,这个力的大小是5.5N。②在如图2甲覆杯实验中,同学A认为“大气把纸片托住了”,而同学B对此表示怀疑。同学A认为实验加以验证,于是,同学A从实验室借来一些完好器材进行实验,装置如图2乙所示。随着抽气机不断往外抽气,原先预计可以看到纸片会掉下来的现象却没有发生。你认为同学A的实验设计思想是否合理?合理;分析实验不能达到预计效果的原因是真空罩漏气或真空罩内的气压没有降低到足够低。【答案】见试题解答内容【分析】①对吸盘进行受力分析,依据平衡条件即可判断;②要验证是否时大气压把纸片托起来,可以把纸片下面的空气抽出,看在没有大气压力的作用下,纸片是否仍能被托住进行验证;由纸片上下压强关系即可以分析。【解答】解:①对吸盘分析受力,受竖直向下的重力0.5N、悬挂的重物对吸盘产生竖直向下的拉力5N,当吸盘处于静止时,必然受到一个竖直向上的力,大小是5.5N;考虑其周围接触的物体只有大气,故大气对吸盘施加了竖直向上的5.5N的大气压力;②要验证是否时大气压把纸片托起来,可以把纸片下面的空气抽出,看在没有大气压力的作用下,纸片是否仍能被托住,因此该实验设计合理;要使纸片掉下,应让玻璃罩内压强小于杯中液体产生的压强,实验不成功的原因就应该是罩内气压达不到要求,不够低,即真空罩漏气或真空置内的气压没有降低到足够低。故答案为:①竖直向上;5.5N;②合理;真空罩漏气或真空罩内的气压没有降低到足够低。6.阅读《神奇的两心壶》一文,回答下列问题。神奇的两心壶在我国古代,人们就能够广泛地运用大气压现象,有一种盛酒的器皿﹣﹣两心壶就是一个实例,图(1)是一个寿星模样的两心壶。两心壶内部的结构如图(2)所示,壶内被分隔成A、B两个独立的空间(类似两个独立的容器),每个容器均有两个口﹣﹣注水口和出水口。注水口A1设置在壶的肩部,注水口B1在壶把的底部。出水口A2和B2在壶嘴处。分别在A、B内装入水和酒,若将两个注水口都堵住,酒和水都不会从壶嘴倒出。若将两个注水口都放开,酒和水会同时从壶嘴倒出。若要只倒出其中一种液体,只需堵住另一种液体的注水口即可。根据这个结构和原理,人们设计出很多造型的酒壶,也起了不同的名字:两心壶、良心壶、转心壶、鸳鸯壶等。为了进一步说明是否堵住小孔就能控制液体流出的原理,我们来做一个实验:如图(3),取两端开口的玻璃管竖直插入水中,当用手指堵住管的上端离开水面,由于大气压的作用,管中的水不会掉下来。当松开手后,两端管口大气压强相等,水就掉了下来。想一想这其中的道理跟两心壶的原理有什么共同之处呢?请根据上述材料,回答下列问题:(1)两心壶是利用大气压来控制壶中的液体倒出的。(2)在文章的第一段里,若要从壶嘴中只倒出酒,而不出水,则需要B。A.放开A1孔、堵住B1孔B.放开B1孔、堵住A1孔C.同时放开A1孔、B1孔D.同时堵住A1孔、B1孔(3)小明同学也利用身边的物品模拟制作了一个两心壶,如图(4)所示。用两个并排放置的饮料瓶装入适量的液体,瓶口用胶塞塞住,胶塞上各插有一个胶管,每个饮料瓶的侧壁上各有一个小孔,小明用手指堵住两个小孔倒液体,发现两个瓶中的液体都能从胶管流出。请你分析造成这种现象的原因可能是瓶塞漏气或手指没有堵严。【答案】见试题解答内容【分析】(1)两心壶是利用大气压来控制壶中的液体倒出的。(2)本题中壶上的两个小孔,相当于普通茶壶盖上的小孔,其作用是与外界大气连通,使水可以顺利倒出,据此可对壶的使用情况进行分析。(3)瓶内外大气压相等时液体在自身重力作用下而流出。【解答】解:(1)两心壶是利用大气压来控制壶中的液体倒出的。(2)由题意可知从B1孔注入适量的酒,A1孔注入适量的水,若要从壶嘴中只倒出酒,需要放开B1孔,使其与外界大气相通,在大气压的作用下,水才会顺利倒出。同时为了不让水流出,应堵住A1孔,使之不与大气连通,这样由于大气压的作用,壶内的水才不会流出,故选B。(3)小明用手指堵住两个小孔倒液体,发现两个瓶中的液体都能从胶管流出,说明里面气体与大气压相通,水在自身重力作用下从胶管流出,是因为瓶塞漏气或手指没有堵严。故答案为:(1)大气压;(2)B;(3)瓶塞漏气或手指没有堵严。【题型2大气压的测量】7.在托里拆利实验中,测得玻璃管内水银面比槽内水银面高出760mm,下列可以使这个高度差改变的做法是()A.往槽内加入少许水银 B.使玻璃管稍微倾斜一点 C.把玻璃管稍微向上提一提 D.把实验装置拿到三十楼【答案】D【分析】托里拆利实验准确测出了大气压的数值,依据“大气压与液体压强相平衡”的原理。【解答】解:托里拆利实验是依据“大气压与液体压强相平衡”的原理,准确测出了大气压的数值,测得大气压能支持760mm高水银柱,往水银槽内加水银,将玻璃管稍倾斜,或把玻璃管向上提等不影响测量结果,故A、B、C选项不会改变高度差;由于大气压的大小与海拔高度有关,把实验装置拿到三十楼去做,海拔高度变大,则高度差变小,故D选项符合题意。故选:D。8.如图所示的是“估测大气压的值”实验,下列关于该实验的分析中错误的是()A.为计算活塞的横截面积,要测出注射器的全部长度 B.实验时利用二力平衡可知大气压力等于弹簧测力计示数 C.实验时将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽筒内的空气 D.若测出的大气压值总是偏大,可能是因为活塞与注射器壁的摩擦较大【答案】A【分析】(1)因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;(2)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;(3)将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽注射器内的空气;(4)当活塞与注射器壁的摩擦较大,测出的大气压值偏大。【解答】解:A、注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出容积V,得出活塞的面积;故A错误;B、该实验中以针筒为研究对象,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;故B正确;C、实验时将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽注射器内的空气,减小误差,故C正确;D、若测出的大气压值总是偏大,因为受力面积不变,所以可能是因为活塞与注射器壁的摩擦较大造成的,故D正确。故选:A。9.如图所示模拟马德堡半球实验估测大气压强的值。现有材料是两个带吸盘的挂钩、量程为100N的测力计。(1)还需要的测量工具是刻度尺。(2)写出操作方法及需要测量的物理量:①①将两个吸盘用力挤压排除空气,分别向吸盘两边的挂钩施加拉力,并用用弹簧测力计测出吸盘恰好被拉开时所用的拉力F;②用刻度尺测量出吸盘的直径d。P气=。【答案】见试题解答内容【分析】利用此种方法测大气压强,所依据的原理是p=,只要我们想办法求出大气对吸盘的压力,再量出吸盘与桌面的接触面积,就可以求出大气压强的大小。但具体操作时,根据实际选择合适的器材和方法才能让理论变为现实。【解答】解:(1)测量大气压的原理是p=,故需要用测力计测量拉力,用刻度尺测量直径d;(2)①将两个吸盘用力挤压排除空气,分别向吸盘两边的挂钩施加拉力,并用用弹簧测力计测出吸盘恰好被拉开时所用的拉力F;②用刻度尺测量出吸盘的直径d;大气压p气===。故答案为:(1)刻度尺;(2)①将两个吸盘用力挤压排除空气,分别向吸盘两边的挂钩施加拉力,并用用弹簧测力计测出吸盘恰好被拉开时所用的拉力F;②用刻度尺测量出吸盘的直径d;。10.如图所示,在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面高度差约760mm。(1)玻璃管倒立在水槽中管内水银柱高于水槽中的水银面,这是因为其受到了大气压的作用。通过实验分析可知,大气压的数值约等于760mm水银柱所产生的压强,即为1.0336×105Pa。(ρ水银=1.36×104kg/m3,g取10N/kg)(2)若玻璃管内没有灌满水银就开始进行实验,则会使测量出的大气压偏小(选填“大”或“小”)。(3)将玻璃管倾斜如图丁所示,则水银柱的高度将不变(选填“上升”“下降”或“不变”)。(4)实验中选用水银而不是水来做实验,主要是由于相比水,水银具有密度大的性质。【答案】(1)大气压;1.0336×105;(2)小;(3)不变;(4)密度大。【分析】(1)玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持;知道大气压支持的水银柱的高度为h=760mm,根据p=ρgh计算大气压值;(2)若玻璃管中未灌满水银,说明玻璃管中存在空气,倒置放入水槽中时,管内水银上方不是真空,存在一定的气压,即大气压等于水银液面上的气压与管内水银柱产生的压强之和,而我们计算的只有水银柱的压强;(3)根据p=ρgh计算大气压,其中的h是竖直高度,与玻璃管是否倾斜无关;(4)水的密度远远小于水银的密度,根据p=ρgh可知,若用水来进行实验,在测相同地方的大气压时,所需要玻璃管的高度很高。【解答】解:(1)玻璃管倒立在水槽中管内水银柱高于水槽中的水银面,这是因为其受到了大气压的作用;大气压的值:p=ρ水银gh=1.36×104kg/m3×10N/kg×0.76m=1.0336×105Pa;(2)若玻璃管中未灌满水银,玻璃管中存在空气,倒置放入水槽中时,管内水银上方不是真空,存在一定的气压,即存在p大气=p水银+p空气,我们按照(1)的方法计算大气压,得到的大气压会偏小;(3)大气压与玻璃管的粗细、长短、倾斜角度以及水银槽中水银的多少均无关,所以玻璃管倾斜了,测量值不变;(4)根据p=ρgh可知,若用水银来进行实验,由于水银的密度较大,在测相同地方的大气压时,所需玻璃管的高度不会很高,实验操作会方便些。故答案为:(1)大气压;1.0336×105;(2)小;(3)不变;(4)密度大。11.小王在学习了大气压强之后,想利用标有2mL的注射器、弹簧测力计和刻度尺来估算一下本地的大气压值。(1)如图甲所示,小王将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为4.5N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为4cm,则本地大气压强的测量值为9×104Pa。(2)为判断实验结果的准确性,小王利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压,示数如图乙所示,其值为1×105Pa。对比两次实验结果,小王认为实验中存在下列原因,其中一定不可能的是C。(选填对应的序号)A.弹簧测力计的示数没有读准B.注射器中有空气未全部排尽C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大(3)小王发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力,由此小王猜想:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越大。为了验证自己的猜想,小王用一个20mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上,通过推拉活塞,测得数据记录如表:V/mL4681012p/kPa12080604840根据表中的数据可得出封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为:p=,当小王不推拉活塞时,注射器内的空气体积为4.8mL。【答案】(1)9×104;(2)C;(3);4.8。【分析】(1)已知注射器的最大刻度和全部刻度的长度,可求得注射器活塞的横截面积,又知道弹簧测力计的示数为4.5N,再利用p=可计算出的大气压强;(2)根据“胎压计”指针位置即可读数,然后进行单位换算即可;(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果;(4)根据表中体积和压强的数值可得出结论;根据测量实际的大气压为1×105Pa;将其代入压强p与体积V的数学关系式,求得注射器内的空气体积。【解答】解:(1)注射器筒刻度部分的容积为2mL=2cm3=2×10﹣6m3,注射器筒刻度部分的长度为4cm=0.04m,则活塞的面积为:S===5×10﹣5m2,大气压强为:p===9×104Pa;(2)由“胎压计”指针位置可知,实际的大气压p′=100kPa=100×1000Pa=1×105Pa;弹簧测力计的示数没有读准和注射器中有空气未全部排尽都会导致测量大气压小于真实大气压,而活塞与注射器筒壁间摩擦较大会导致测量大气压大于真实大气压,由两次实验结果可知,用注射器测量的大气压值偏小,所以其中一定不可能的是活塞与注射器筒壁间摩擦较大。故选C。(3)由表中数据可知,压强和体积的乘积是一个定值,即pV=480,由此可得p与体积V的数学关系式为:p=;当小明不推拉活塞时,此时压强为100kPa,所以注射器内的空气体积为:V===4.8mL。故答案为:(1)9×104;(2)C;(3);4.8。12.洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了,他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了,如图所示,为此他突然联想到所学过的大气压知识,于是,洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案【方案设计】(1)用刻度尺测出吸盘的直径D;(2)将吸盘四周沾上水,挤出里面的空气压在光滑的水平地面上;(3)用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面,根据经验估测拉脱吸盘所需拉力的大小(4)计算出当地大气压强【评估交流】洋洋同学说:我们的实验原理是p=,操作过程规范,较方便地估测出了大气压强瑞瑞同学说:在操作过程中,我发现存在吸盘内的空气没有完全排尽、估测拉脱吸盘所需拉力时误差较大等问题,尽管我的操作规范,但估测的结果误差较大,洋洋认真思考后,同意了瑞瑞的意见,然后,他们继续一起探讨如何改进方案,尽量减少测量误差。根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况,请你回答,洋洋和瑞瑞测出的大气压强p=(用字母表示);实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水,这样做的目的是防止外面的空气进入吸盘对实验结果造成影响。【答案】见试题解答内容【分析】(1)根据压强定义式p=可知,要测量大气压,需要测出大气对吸盘的压力和吸盘的面积,在吸盘内的空气排尽时,拉脱吸盘所需拉力与大气压力相等;实验中,吸盘内的空气不可能完全挤出,估测拉脱吸盘所需拉力误差较大,这是影响测量结果的主要原因。(2)大气压力与拉脱吸盘所需拉力大小相等,吸盘为圆形,已知测出了吸盘的直径D,根据圆的面积公式求出吸盘的面积,再利用压强定义式表示出大气压;吸盘与地面之间不可能完全密封,四周沾上水是为了防止外面的空气进入吸盘对实验结果造成影响。【解答】解:(1)利用吸盘测量大气压的实验原理是压强定义式p=;根据题中的操作过程可知,吸盘内的空气没有完全排尽、估测拉脱吸盘所需拉力时误差较大,都会影响最终的测量结果;(2)用刻度尺测出吸盘的直径D,其半径为r=D,面积为S=πr2=π(D)2=πD2,根据经验估测拉脱吸盘所需拉力大小F,即为大气对吸盘的压力,利用此方法测出的大气压强的表达式为:p===;吸盘与地面之间不可能完全密封,四周沾上水是为了防止外面的空气进入吸盘对实验结果造成影响;若外面的空气进入吸盘,则外界大气压力和内部空气压力会抵消一部分,使得测出的拉力偏小,测得的大气压偏小。故答案为:p=;吸盘内的空气没有完全排尽;估测拉脱吸盘所需拉力时误差较大;;防止外面的空气进入吸盘对实验结果造成影响。【题型3大气压与高度与体积的关系】13.下列说法正确的是()A.铁轨下的枕木是为了减小对地面的压力 B.该装置可探究液体压强与液体密度的关系 C.托里拆利实验中换用更粗的玻璃管实验,测量值偏小 D.将自制气压计从山脚移到山顶管中水面会下降【答案】B【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;(2)要探究液体压强与液体密度的关系,则要保证液体深度相同;深度相同,液体密度越大压强越大;(3)托里拆利实验中,换用更粗的玻璃管后,大气压支持水银柱的高度不变,水银柱高度不变,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、在铁轨下铺设枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,故A错误;B、要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜产生的现象,故B正确;C、将玻璃管直径变粗,大气压不变,水银柱高度也不变,所以测量值不会变小,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错误。故选:B。14.把弯成“冂”形的玻璃管穿过软木塞分别插入两个大小相同的烧瓶内,如图所示。当玻璃管中着色水柱由静止向右移动时,不可能发生的情形是()A.甲烧瓶中空气温度升高,乙烧瓶中空气温度不变 B.甲烧瓶中空气温度降低,乙烧瓶中空气温度不变 C.甲、乙两烧瓶中空气温度都升高 D.甲、乙两烧瓶中空气温度都降低【答案】B【分析】根据以下知识答题:(1)水柱受力不平衡时移动,水柱由压强大的一侧向压强小的一侧移动;(2)一定量的气体,体积一定时,压强随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。【解答】解:开始,两烧瓶中气体压强相等,A、甲烧瓶中空气温度升高,压强变大,乙烧瓶中空气温度不变,压强不变,则甲烧瓶中气体压强大于乙烧瓶中气体压强,液柱向右移动,不符合题意;B、甲烧瓶中空气温度降低,压强变小,乙烧瓶中空气温度不变,压强不变,则甲烧瓶中气体压强小于乙烧瓶中气体压强,液柱向左移动,符合题意;C、甲、乙两烧瓶中空气温度都升高,如果甲烧瓶中气体温度升高量比乙烧瓶中气体温度升高量大,甲烧瓶气体压强增加量大于乙烧瓶气体增加量,甲烧瓶气体压强大于乙烧瓶气体压强,液柱向右移动,不符合题意;D、甲、乙两烧瓶中空气温度都降低,如果乙烧瓶中气体温度降低量大于甲烧瓶烧瓶中气体温度降低量,乙烧瓶气体压强比甲烧瓶中气体压强降低量大,甲烧瓶气体压强大于与烧瓶中气体压强,液柱向右移动,不符合题意。故选:B。15.手持式小型抽气、打气两用气筒的构造如图所示,a为筒壳,b为活塞,c和d为两个气嘴,气嘴内部有气阀门(见图中放大的图),使用这种气筒打气或抽气时:当接气嘴d(填“C”或“d”)时,活塞往右(填“左”或“右”)移,起打气作用;当接气嘴c(填“C”或“d”)时,活塞往左(填“左”或“右”)移,起抽气作用。【答案】见试题解答内容【分析】仔细观察气嘴内部气阀门的方向可以看出,当气筒内气压增大时,d会被推开,而c则被关闭,据此可对活塞运动时对内部气体压强的变化做出分析,最后确定是打气还是抽气。【解答】解:读图可知,d气嘴的气阀门是向外的,c气嘴的气阀门是向里的。(1)当推动活塞向右时,筒内气压增大,大于外部气压,因此d打开,气体从筒内排出,起打气作用;(2)当拉动活塞向左时,筒内气压减小,小于外部气压,因此,c打开,气体进入筒内,起抽气作用。故答案为:d;右;c;左。16.小明利用如图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中,观察到管内水柱的高度发生了变化,如表所示。根据表中的数据可知,在4楼,瓶内气体压强比瓶外气压高(选填“高”或“低”)600Pa;从1楼到5楼,大气压降低了130Pa。(水的密度为1.0×103kg/m3)楼层12345管内与瓶内水面的高度差/cm5.05.35.76.06.3【答案】高;600;130。【分析】(1)大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小;(2)根据气压计的原理:P内=P外十P液,P内﹣P外=P液,即瓶子内外压强差等于液柱压强,再利用P液=ρ液gh求出;由前面公式知,降低的大气压就是增大的液体压强。【解答】解:(1)根据表中的数据可知,在4楼,管内与瓶内水面的高度差h=6.0cm=0.06m,根据公式P内=P外十P液知,瓶内气体压强比瓶外气压高,由公式:P内=P外十P液知:P内﹣P外=P液=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;(2)由表中的数据可知,从1楼到5楼,液柱高度变化Δh=6.3cm厘米﹣5.0厘米=1.3厘米=0.013米由前面公式知,在瓶内压强不变时,减小的大气压等于增大液体压强,故大气压降低了:ΔP液=ρ液gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.013m=130Pa;故答案为:高;600;130。17.某探究学习小组为了研究“大气压随高度的变化规律”,从一只登山队那里获取了下表所示的数据。(1)请你根据表中的数据,在图中所示坐标系中作出大气压随高度变化的图象。根据表中数据,结合图象可以看出大气压随高度变化的数量关系大致为:在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。当高度为1km时,大气压约为0.9×105Pa。(2)当高度为3000km时,已到了大气层的边缘,此处的大气压约为0Pa.除了高度,大气压可能与天气的变化有关。(写出一种即可)高度h/km大气压p/×105Pa01.010.40.970.80.921.40.862.00.79【答案】见试题解答内容【分析】(1)根据表中的数据找出对应的5个点,然后连起来,就形成了大气压随高度变化的图象;(2)由图象可知大气压随高度的增加而减小,成一次函数关系,结合图象可以看出:当高度为1km时,大气压为0.9×105Pa,从而换算出每升高10m,大气压降低100Pa;(3)到了大气压的边缘,没有了大气层的包围,就没有大气压;(4)气象台根据测量气压的变化来预测天气,说明大气压的值和天气的变化有关。【解答】解:(1)根据表格中的数据依次找出五个点,用线连起来,就做成了大气压随高度变化的图象;故答图如下:由图象可知,大气压随高度的增加而减小,而且成规律性的变化,结合图象可以看出:当高度为1km时,大气压为0.9×105Pa;所以高度每升高10m,大气压降低100Pa;故答案为:高度每升高10m,大气压降低100Pa;0.9×105。(2)当高度为3000km,已到了大气压的边缘,上方没有大气,没有大气压,大气压的值为0Pa;大气压除了和高度有关,还和天气的变化有关,同一地点晴天气压高,阴天气压低,冬天大气压要比夏天高。故答案为:0;天气的变化。18.某实验小组为了探究气缸内气体压强p与缸内气柱长度h的关系,设计了一带有活塞(截面积S=5cm2)并封闭了气体的密闭金属气缸,如图甲所示。某次实验过程中,活塞缓慢下压,记录数据后绘制出如图乙所示图象。请回答下列问题:(1)活塞下压过程中,缸内气体的密度变大(选填“变小”、“变大”或“不变”)。(2)据图乙可知,缸内气体压强p与长度h成反比;当h为6cm时,缸内气体的压强p=1.67×105Pa。(3)经测量,当缸内气体压强p为1×105Pa时,缸内气体的密度为1.3kg/m3,那么,当缸内气体压强p为5×105Pa时,缸内气体的密度为6.5kg/m3;此时活塞下表面受到的气体压力为250N。【答案】见试题解答内容【分析】(1)物体的质量是指物体所含某种物质的多少,当把打气筒的活塞向下压时,由于出气口被封住,没有气体跑出来,管内气体多少并没有发生改变,所以其质量应该不变,体积减小,密度增大;(2)根据图象乙可知:一定质量的气体,温度不变时,Ph乘积为一定值,即压强与长度成反比,根据此关系得出h为6cm时,缸内气体的压强;(3)根据图象乙,得出气体压强p为1×105Pa时对应的缸内气体的长度,根据气缸的横截面积,求出气缸内气体的体积和质量,然后求出当缸内气体压强p为5×105Pa时,缸内气体的密度,根据F=PS算出活塞下表面受到的气体压力。【解答】解:(1)气缸是封闭的,当活塞向下压,由于气缸内的气体含量并没有发生变化,所以它的质量并不发生改变,体积减小,根据ρ=知密度增大;(2)由图象可得:一定质量的气体,温度不变时,ph乘积为一定值,即压强与气缸内气体的长度成反比,ph=1×10×105Pa,所以当缸内气体的长度为h=6cm时的压强为≈1.67×105Pa;(3)气缸内气体的体积为:V1=Sh1,气缸内气体的质量为:m=ρ1V1=ρ1Sh1,由图象乙可知,当气体压强p为1×105Pa时对应的缸内气体的长度为h1=10cm,当气体压强p为5×105Pa时对应的缸内气体的长度为h2=2cm,在此过程中气体的质量不变,所以m=ρ2V2=ρ2Sh2,所以ρ1Sh1=ρ2Sh2,解得:ρ2==ρ1=×1.3kg/m3=6.5kg/m3。活塞下表面受到的气体压力为:F=pS=5×105Pa×5×10﹣4m2=250N。故答案为:(1)变大;(2)反;1.67×105;(3)6.5;250。【题型4大气压综合应用】19.下列对生活中观察到的现象解释正确的是()A.水壶的壶盖要钻一个小孔,这是为了让壶嘴和壶身构成一个连通器 B.用吸管吸饮料是利用嘴的“吸力”把饮料吸入嘴里的 C.拦河坝设计成上宽下窄的形状,是因为液体内部压强随深度增加而增大 D.用手抓住瓶子,使之悬空静止;当手的握力增大时,手和瓶子之间的摩擦力也变大【答案】A【分析】A、水壶的壶盖上有一个小孔,是为了让水壶内部与外界大气相通,在外界大气压的作用下,将壶内的水倒出来;B、我们在吸饮料的时候,是大气压把饮料压入嘴里的;C、拦河坝设计成下宽上窄的形状,是因为液体的压强随深度的增加而增大;D、瓶子静止悬在空中,处于平衡状态,瓶子受到竖直方向上的摩擦力和重力是一对平衡力。【解答】解:A、水壶的壶盖上有一个小孔,是为了让水壶内部与外界大气相通,构成连通器,在外界大气压的作用下,将壶内的水倒出来,故A正确;B、用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故B错误;C、因为水的压强随深度增加而增大,所以拦河大坝修成上窄下宽的形状,可以承受更大的压强,故C错误;D、瓶子静止悬在空中,处于平衡状态,瓶子受到竖直方向上的摩擦力和重力是一对平衡力,用手抓住瓶子,使之悬空静止;当手的握力增大时,瓶子的重力不变,则手和瓶子之间的摩擦力也不变,故D错误。故选:A。20.小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置,如图,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水由于蒸发水位自动下降,但瓶口仍未露出水面,小明观察后发现瓶内水位也下降,关于两者下降的速度,下列说法正确的是()A.瓶内的水位比盘中的水位下降的慢 B.瓶内的水位比盘中的水位下降的快 C.二者速度相同 D.无法比较【答案】A【分析】当瓶内水位下降时,瓶内气体的体积变大,瓶内气压变小;稳定时,外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,即p大气=p内+ρ水gh,外界大气压不变,瓶内气压减小,由前面表达式可知两者下降的速度。【解答】解:当瓶内水位下降时,瓶内气体的体积变大,则瓶内气压变小;稳定时,外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,即p大气=p内+ρ水gh;因外界大气压不变,瓶内气压减小,所以由前面表达式可知瓶内水柱的高度会增大;要瓶内水柱的高度增大,则盘中的水位应下降得快一些,也就是瓶内的水位比盘中的水位下降得慢,故A正确。故选:A。21.给孩子输液时,输液瓶不可以挂得太高,因为输液瓶挂得越高,瓶中液体对血管的压强越大,流速也就越快;如图所示,瓶内药液上方气体的压强比瓶外的大气压小;儿童用的针尖做得很细是利用减小受力面积的方法来增大压强。【答案】越大;小;减小受力面积。【分析】(1)液体压强随着深的增加而增大;(2)瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强;(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。【解答】解:(1)输液时输液瓶挂得越高,药液的深度越大,瓶中液体对血管的压强越大,流速也就越快;(2)瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,所以瓶内药液上方气体的压强比瓶外的大气压小;(3)儿童用的针尖做得很细是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。故答案为:越大;小;减小受力面积。22.甲型H1N1流感疑似病例和确诊病例,都要被送到专业医院的“负压病房”进行医学隔离观察和治疗,以防止病毒扩散。同学们对“负压”两字的含义有如下三种猜想:A.病房内大气的压强大于病房外大气的压强B.病房内大气的压强小于病房外大气的压强C.因为病房是封闭的,所以病房内大气的压强可能大于也可能小于病房外大气的压强(1)你认为猜想正确的是B(填字母代号);(2)你判断的依据是空气从压强大的地方流向压强小的地方。【答案】见试题解答内容【分析】从文字字面上解释,所谓的“负压”就是指低于标准大气压的意思。针对如何形成“负压”可结合,防止病毒扩散的实际要求和空气流动的特点来进行分析。【解答】解:如果是病房内压强大的话,病房内的空气会流出,造成病毒扩散。就不符合“进行医学隔离观察和治疗,以防止病毒扩散”。所以,只有外面的大气压大于室内的大气压,室内被污染过的空气才不能扩散到室外,而室外的新鲜空气也才能被压入室内。故只能选B.因为空气只能从压强大的地方流向压强小的地方,只有外面的大气压大于室内的大气压,室内被污染过的空气才不能扩散到室外,而室外的新鲜空气也才能被压入室内。故答案为:(1)B;(2)空气从压强大的地方流向压强小的地方。23.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。底部高压区始终与外界联通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200N,底部和顶部面积均为0.9m2.(g=10N/kg)(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部低压区的气压为多大?(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?【答案】见试题解答内容【分析】(1)对电梯进行受力分析,即可求出顶部低压区的气压;(2)对电梯进行受力分析电梯匀速下降时能装载的物体的重力,根据G=mg算出最大质量。【解答】解:(1)人和电梯的总重力:G=(m0+m人)g=(100kg+60kg)×10N/kg=1600N;人乘电梯匀速上升时,受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力、竖直向上的大气压力的差,故气压差:F1=G+f=1600N+200N=1800N,设顶部低压区的压强为P1,则气压差产生的向上的压力为F1=(p0﹣p1)S=(1×105Pa﹣p1)×0.9m2=1800N,则顶部低压区的气压:p1=9.8×104Pa;(2)电梯匀速下降时,受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、竖直向上的压力,电梯受到的向上的压力为F2=(p0﹣p2)S=(1×105Pa﹣9.5×104Pa)×0.9m2=4500N;电梯匀速下降,摩擦力方向向上,G总=F2+f=4500N+200N=4700N;总质量为:m总===470kg;则下降时能装载的物体的最大质量为:m2=m总﹣m0=470kg﹣100kg=370kg。答:(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部低压区的气压为9.8×104Pa;(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是370kg。24.如图为某校学生利用直径为26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。他们将压力锅拉开大约需要多大力?(提示:将压力锅盖简化为圆盘,π取3.14,大气压的值为取1标准大气压)【答案】见试题解答内容【分析】(1)知道压力锅的直径,根据圆的面积公式求出压力锅的横截面积即为大气压的作用面积,根据F=pS求出大气压力,即为将压力锅拉开需要的力;(2)根据压力锅内无法抽成真空,可以比较实际所用的拉力与理论上所用的拉力的关系。【解答】解:压力锅的横截面积可以看成圆面,半径r===13cm=0.13m,大气压的作用面积:S=πr2=3.14×(0.13m)2≈5.3×10﹣2m2,大气压约为1.0×105Pa,根据p=得,大气对锅盖的压力为:F压=p0S锅=1.0×105Pa×5.3×10﹣2m2=5.3×103N.当拉力稍大于压力时,压力锅(盖)被拉开。所以F拉=F压=5.3×103N.答:他们将压力锅拉开约需5.3×103N的力。【题型5流体压强与流速关系的应用】25.对于如图所涉及的物理知识,分析不合理的是()A.如图甲,卫生间的地漏设计采用了连通器原理 B.如图乙,高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压越高,液体沸点越高 C.如图丙,向硬币上方水平吹气,硬币向上“跳”起,硬币上方空气流速小,压强大D.如图丁,蚊子能吸食人血,是因为蚊子的口器尖,对皮肤的压强大【答案】C【分析】(1)连通器的原理:连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平;(2)液体的沸点随液面上气压的增大而升高,所以高压锅内气压高沸点高;(3)从硬币上方和下方空气的流速和所受压强的大小去考虑即可解决;(4)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。【解答】解:A、地漏是连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,故A正确;B、因为液体的沸点随气压的增大而升高,煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高,所以高压锅内液体的沸点高,饭菜熟的快,故B正确;C、用力从硬币上方吹气,因为硬币上方的空气流速大,压强小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币受到一个竖直向上的压力差,所以硬币向上“跳”起,故C错误;D、蚊子的口器尖,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D正确。故选:C。26.中国科学技术馆探索与发现A厅有个展品叫做“香蕉球”,描述的是足球比赛中罚任意球的场景。守方在离球门一定距离处用人墙挡住球门,而攻方隔着人墙将足球以旋转的方式发出,利用足球的自旋使足球两侧空气流速不同形成压强差,使足球走出一条香蕉状的路径,绕过人墙而射门。图给出了甲、乙、丙、丁四种足球自旋方向与飞行路径的示意图,下列说法正确的是()A.四个图都是正确的 B.乙、丙两图是正确的 C.甲、乙两图是正确的 D.甲、丁两图是正确的【答案】D【分析】流体压强与流速的关系是:流速越大的位置,压强越小,在压强差的作用下,物体会向流速大的一面偏移。据此对照各选项注意进行分析即可做出判断。【解答】解:当足球在空中高速旋转的时候,足球两侧的空气将会发生很大变化。足球向前飞行,前面的空气被足球分开为两侧从足球两侧滑过。同时,足球在旋转,旋转方向内侧的由于足球的旋转流速变大,气压变小;而外侧的空气被带动向足球挤压,这就造成足球受外侧所受流速和压力的不同。由甲图可知,足球沿顺时针方向旋转,足球右侧空气流速大,压强小,左侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下逐渐向右侧偏移。故甲图正确;由乙图可知,足球沿逆时针方向旋转,足球左侧空气流速大,压强小,右侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下应该逐渐向左侧偏移,而图中足球向右偏移。故乙图错误;由丙图可知,足球沿顺时针方向旋转,足球右侧空气流速大,压强小,左侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下应该逐渐向右侧偏移,而图中足球向左侧偏移。故丙图错误。由丁图可知,足球沿逆时针方向旋转,足球左侧空气流速大,压强小,右侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下逐渐向左侧偏移。故丁图正确;综上分析可知,选项ABC错误,D正确。故选:D。27.厂附近常常会看到林立的烟囱,小明发现在有风的时候(风的方向与地面平行),烟囱冒烟的速度比没有风的时候快。①造成这一现象的原因可能B(选填字母)A.风给了烟尘推力的作用B.风减小了烟囱上方的气压②请写出支持你上述猜想的物理原理:流体的流速越大,压强越小【答案】见试题解答内容【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;流体的流速越小,压强越大。【解答】解:①风从烟囱上方吹过,烟囱上方空气流速加快,压强减小,而烟囱下方空气流速不变,压强较大,上下压强差大于没有风的时候,所以烟囱冒烟的速度比没有风的时候快,

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