专项素养综合全练(六)　估测大气压的特殊方法课件 2024~2025学年人教版（2024）八年级下册物理

专项素养综合全练(六)估测大气压的特殊方法1.(新中考·设计实验)(2023四川攀枝花二模)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、刻度尺等相关器材测量山顶的

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的小孔。B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞,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)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

(选填“偏大”“不变”或

“偏小”)。(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

。(3)若同学们使用图乙中的B注射器进行测量,弹簧测力计被

拉到5N时活塞仍没有滑动。可改用图乙中的

(选填“A”或“C”)注射器。用测量得到的物理量表示大

气压的值为

。偏小减小摩擦C

(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学在登

山活动结束后经过思考设计了如图丙所示的装置。将注射

器固定在水平桌面上,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,活塞的横截面积为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

。1.1×105Pa丙解析(1)注射器顶端装针头处的空气无法排尽,注射器内残

留的空气也会产生一定的压强,这样会使拉动活塞开始滑动

所需的拉力F变小,活塞的横截面积不变,则测得的大气压会

偏小。(2)涂抹润滑油的好处:①活塞的密封性好;②减小摩

擦对实验的影响。(3)外界大气压强保持一定,根据公式F=pS

可知,注射器的横截面积越小,拉动活塞所需的力也会越小,

使用图乙中的B注射器进行测量,弹簧测力计被拉到5N时活

塞仍没有滑动,可换用横截面积较小的C注射器;活塞的横截面积S=

,将测量结果代入压强公式得:p=

=

=

;(4)当注射器的活塞开始向左滑动时,活塞受到绳子水平向左的拉力

F拉与烧杯和水的总重力G1大小相等,则F拉=G1=(900+125)×10-3kg×10N/kg=10.25N,假设活塞与针筒间的摩擦力为f,则f+F=F拉=10.25N①;当注射器中的活塞开始向右滑动时,F拉'=G2=(0.5+0.125)kg×10N/kg=6.25N,此时F-f=F拉'=6.25N②;联立①②两式解得:F=8.25N;所以p=

=

=1.1×105Pa。2.(新中考·创新实验)(2023贵州黔东南期末)小明设计了用吸

盘测量大气压值的实验,可选用的测量工具有刻度尺、弹簧

测力计、秒表和天平。请回答:

(1)实验步骤:①如图所示,将塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,挤出里面的空气;②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢

添加

(选填“砝码”或“细沙”),直到吸盘恰好

脱离玻璃板;③用天平测出小桶和里面物体的总质量m;④用

刻度尺测量

(写出相关物理量及其符号);⑤大气

压强表达式为p=

(用所测得的物理量的符号表示)。(2)为了减小误差,下列做法可行的是

。A.减小吸盘的直径

B.减小塑料桶的质量C.在吸盘上沾点水后再压在玻璃板上细沙吸盘的直径dC(3)小明同学通过实验数据计算出的大气压值与标准大气压

值相差很大,造成该现象的原因可能是

(写出一条即可)。吸盘漏气(答案合理即可)解析(1)②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓

慢添加细沙时,吸盘所受绳子的拉力缓慢均匀增大,直到吸盘

恰好脱离玻璃板,选用细沙可以使测量结果更准确;④用刻度

尺测量塑料吸盘的直径d,以便求出吸盘的面积;⑤吸盘脱离

玻璃板时,细绳对吸盘的拉力(即桶和细沙的重力)等于大气

压对吸盘的压力,则大气压强p=

=

=

=

。(2)在吸盘上沾点水后再压在玻璃板上,加强了吸盘与玻璃板面之间的密封性,防止漏气,可以减小误差;减小吸盘的直径、减

小塑料桶的质量均无法减小误差。(3)造成实验结果相差很

大的原因有很多,吸盘与玻璃板是否接触紧密是一个重要的

影响因素;所以造成该现象的原因可能是吸盘漏气、吸盘与

接触面之间有杂质或吸盘内空气没有排干净等。专项素养综合全练(七)计算浮力的方法1.(2024四川开江期末)如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为6N,则物体下表面受到水向上的压力为

()

A.16N

B.10N

C.6N

D.4N类型一压力差法A解析物体受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的压力F向下=6N,浸没在液体中的物体,受到的浮力是由其上、下表面

受到液体的压力差产生的,即F浮=F向上-F向下,则物体下表面受到水向上的压力F向上=F浮+F向下=10N+6N=16N,故选A。类型二称重法2.(2024山东青岛城阳期末)一弹簧测力计下挂一质地均匀的

实心圆柱体,将圆柱体从某一高度处匀速下降,然后将其逐渐

浸入水中,整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高

度h变化的关系图像如图所示,不考虑液面高度的变化,下列

说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

()A.圆柱体的体积为8cm3B.圆柱体所受的最大浮力为12NC.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3D.圆柱体刚浸没时下表面受到水的压强为700Pa答案

C解析由图像可知,当h为0~3cm时,圆柱体未浸入水中,弹簧

测力计的示数为12N,此时圆柱体受到重力和弹簧测力计的

拉力,由二力平衡条件可知,G=F拉=12N,当h为7~9cm时,圆柱

体浸没在水中,此时受到的浮力最大,受到的最大浮力为F浮=

G-F拉'=12N-4N=8N,圆柱体的体积为V物=V排=

=

=8×10-4m3=800cm3,故A、B错误;圆柱体的质量m=

=

=1.2kg,则圆柱体的密度ρ=

=

=1.5×103kg/m3,故C正确;圆柱体刚浸没时下表面所处的深度为4cm,受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D错误。类型三阿基米德原理法3.(跨数学·图像分析)(2024广西平南期末)将一个底面积为300cm2的柱形溢水杯置于水平桌面上,水未装满,将一质地均匀的实心圆柱体从如图甲所示的位置缓慢放入水中直至浸没最后沉入杯底,此过程中溢水杯溢出的水全部流入一旁电子秤上的玻璃杯中,电子秤的示数随圆柱体下降高度的变化关系如图乙所示,则圆柱体下降过程中溢出水的体积为

cm3,物体浸没时受到的浮力为

N。

(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)40010解析由图乙可知,圆柱体下降过程中溢出水的质量m=0.6kg-0.2kg=0.4kg,圆柱体下降过程中溢出水的体积V=

=

=0.4×10-3m3=400cm3;圆柱体的底面积S圆柱体=

=

=100cm2;物体下降4cm后,水从溢水杯中流出,说明下降4cm时水刚好装满溢水杯,设此时水面升高Δh',

则SΔh'=S圆柱体(h下降+Δh'),解得Δh'=

=

=2cm;圆柱体浸没时排开水的体积V排=SΔh'+V=300cm2×2cm+400cm3=1000cm3=10-3m3,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N。4.(2024广东广州期末)如图所示,物块A质量为0.8kg,用数显

推拉力计将物块压入水中并保持静止,这时数显推拉力计的

示数为2N,已知水的密度是1.0×103kg/m3,g=10N/kg,忽略推

拉力计的推杆在水中受到的浮力。求:(1)物块的重力;(2)物块受到的水的浮力;(3)物块的密度。解析(1)物块的重力G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;(2)物块在

推拉力计的作用下静止在水中,此时物块受力平衡,即物块受

到水的浮力F浮=G+F=8N+2N=10N;(3)物块浸没在水中,由

阿基米德原理可知,物块的体积V=V排=

=

=1×10-3m3,物块的密度ρ=

=

=0.8×103kg/m3。解题技巧利用已知密度的液体计算(或测量)浸没在液体

中的固体密度时,首先要利用阿基米德原理F浮=G排的推导公

式V排=

,求出物体排开液体的体积,即物体的体积,然后再利用ρ=

=

=

ρ液求出固体的密度。类型四平衡法5.(2024安徽蚌埠蚌山三模)如图所示,底面积为150cm2的圆

柱形容器中装有适量的水,将质量为200g的实心长方体物块

放入水中(ρ水=1.0×103kg/m3),最终物块静止时有五分之一的

体积露出水面,此时容器中水的深度为30cm。则下列判断

正确的是(g取10N/kg)

()A.该物块所受的浮力大小为1NB.该容器底部受到水的压力大小为50NC.该物块的密度为0.75×103kg/m3D.若要使物块浸没在水中,施加在其上表面的压力至少为0.5N答案

D解析由题图可知,物块处于漂浮状态,物块所受浮力大小等

于重力,即该物块所受浮力的大小F浮=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故A错误;容器中水的深度为30cm,对容器底部产生的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa,该容器

底部受到水的压力大小F=pS=3×103Pa×1.5×10-2m2=45N,故

B错误;物块静止时有五分之一的体积露出水面,则浸入水中

的体积占总体积的五分之四,即V排=

V①,物块排开液体的体