第 3 节 大气压强
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1.下列小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
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1. 答案 A 纸片受到水的压力之所以不掉落,是因为下方的大气对纸片有向上的压力,能说明大气压的存在,A 项正确。橡皮膜之所以向外凸,是因为上方的水对橡皮膜有压力,与大气压无关,B 项错误;U 形管中液面相平是利用连通器原理,C 项错误;手指夹住铅笔两端的实验现象,可以说明压力的作用效果与受力面积有关,D 项错误。
2.
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如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于( )
A.760mm 高汞柱产生的压强B.750mm 高汞柱产生的压强C.755mm 高汞柱产生的压强D.测量数值有误,不能判断
2. 答案 B 读图可知,玻璃管内外水银面的高度差为 750mm,因此,测得的大气压强等于 750mm 高汞柱产生的压强。
3. 把充满水的量筒口朝下没在水中,然后抓住筒底慢慢向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分( ) A.充满水 B.有水,但不满
C.无水 D.筒内外水面始终保持相平
3. 
答案 A 把量筒看成一个“托里拆利管”,把量筒从水中提起相当于用水做托里拆利实验,大气压可以支持 760mm 高的水银柱,而水的密度比水银的密度小得多,因此大气压可以支持更高的水柱,故量筒中的水不会流出来,仍然充满量筒。4.如图所示的实例中,属于利用大气压的是( )
4. 答案 D 利用拔火罐进行治疗,先要用火对火罐加热,使火罐内的空气减少,然后利用大气压将火罐压在人体上,属于大气压的应用,故 D 正确。
5. 图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中),P
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点与瓶内水面 Q 的高度差为 h3,下列说法错误的是( )
甲 乙
A. 甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是 ρ 水银gh1
B. 甲图中的托里拆利实验中玻璃管倾斜,管内水银柱竖直高度不变C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压是 ρ 水gh3
D.同时带着两装置登ft,发现 h1 会变小,h3 会增大
5. 答案 C 对于乙图中的自制气压计,瓶内气压与当地当时的大气压之差为 ρ 水gh3,瓶内气压未知,所以无法测出大气压。
6.
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家住四楼的小李听说要停水,便将水管一端接上水龙头,另一端放在水桶中,拧开水龙头接水,一段时间后却惊讶地发现原本已经快满的水桶中水面开始下降,这到底是怎么回事儿?水去了哪里?邻居物理老师给出了解释,说这是虹吸现象。原来在小李快接满时恰好停水,楼下有人打开了水龙头用水,四楼接满的水桶变成了供水端,楼下的水龙头变成了出水口,于是,水桶里的水都被吸走了。如图所示,下列关于虹吸现象分析不正确的是( )
A.产生这种现象的原因是大气压强和液体压强共同作用的结果B.产生这种现象的原因是大气压强的结果,与液体压强无关
C. 产生这种现象两家的水龙头必须都要打开
D. 生活中仅用一个橡胶管便可以给鱼缸换水就是利用了虹吸现象
6. 答案 B 楼上和楼下之间的水管最初是灌满水的,两液面上方与大气相通,由于两液面存在高度差,即两液面之间存在液体压强,同时在大气压的作用下,水桶里的水“自动”流到了楼下,即发生了虹吸现象,故虹吸现象是由大气压强与液体压强共同作用的结果,故 A 正确,B 错误。产生这种现象两家的水龙头必须都要打开,在大气压和液体压强的共同作用下产生虹吸现象,故 C 正确;生活中仅用一个橡胶管便可以给鱼缸换水,利用了虹吸现象,故 D 正确。
7. 意大利科学家 最早测出大气压的数值。一个标准大气压 p0= Pa。
7.答案 托里拆利 1.013×105
解析 最早测出大气压数值的科学家是意大利的托里拆利,后来以他的名字命名了这一著名的实验。大气压是变化的,规定 1 个标准大气压的大小为 1.013×105Pa。
8. 活塞式抽水机工作原理如图,先向圆筒内加一些水,向上提起活塞时,阀门 A ,圆筒内气压 外界大气压,
在 的作用下,水经过阀门 B 流入圆筒中。
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8. 答 案 关闭 小于 大气压
解析 由图可知,活塞式抽水机在使用时,提起活塞时,阀门 A 受到大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是低处的水在大气压的作用下推开阀门 B 进入圆筒。
9. 在海拔 2km 以内,可以近似地认为海拔每升高 12m,大气压变化 1 毫米汞柱。随着海拔的升高,大气压强 (填
“降低”、“不变”或“升高”),若某地的气压为 700mmHg,则此处的海拔为 m。9.答案 降低 720
解析 由大气压与高度的关系可知,随着海拔的升高,大气压强会降低;由于在海拔 2km 以内,可以近似地认为海拔每升高
h h
12m,大气压变化 1 毫米汞柱,则 h 高度,减小的气压为12mmHg;若海平面处的大气压为 p0,则海拔为 h 处的大气压 px=p0-12
h
mmHg,代入数据可得到如下关系式,700mmHg=760mmHg-12mmHg,解得 h=720m,即此处的海拔为 720m。
10.
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心脏跳动时,血压在增加或减小。心脏每完成一次跳动,血压就完成一次改变。血压的最大值和最小值分别为收缩压和舒张压。设某人的血压随时间变化图象如图所示,该人的收缩压是 Pa,它相当于 m 高的水柱产生的压强。(g 取 10N/kg,ρ 汞=13.6×103kg/m3)
10.答案 1.632×104 1.632
解析 由图象可知,收缩压(血压的最大值)为 120mmHg,则收缩压 p 汞=ρ 汞gh 汞=13.6×103kg/m3×10N/kg×120×10- 3m=1.632×104Pa。根据题意可知:p 水=p 汞,即:ρ 水gh 水=ρ 汞gh 汞,代入数据解得水柱的高度:h 水=1.632m。
11. 物理课堂上,王老师给同学们表演了一个魔术:空碗倒水。魔术揭秘时,同学们发现道具是一个夹层中装有水的双层金属碗,碗沿内外侧各有一个小孔,如图所示。王老师是怎样利用小孔 A 控制水是否流出的?请你用相关的物理知识进行解释。
11. 答案 见解析
解析 堵住小孔 A,碗倾斜时,夹层内的气压小于大气压,出水口外的气压为大气压,夹层里的水不会流出;露出小孔 A,夹层内外的气压相等,碗倾斜时,水在重力的作用下流出。
12. 托里拆利实验测出了大气压强的值。如图所示,某同学分别用甲、乙、丙、丁 4 个不同的玻璃管按照实验要求规范地
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进行该实验,已知此时实验环境的气压为 1 标准大气压。请你根据甲管已标注的水银柱液面的情况,分别画出乙、丙、丁内水银柱液面。
12. 答案 如图所示
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解析 乙、丙、丁管内水银柱的液面应与甲管内水银柱的液面相平。
13.
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某同学做托里拆利实验时,实验现象如图甲所示,设实验过程中管口不离开水银面,试回答(ρ 汞=13.6×103kg/m3):
(1) 此时此地大气压的值为 mmHg,合 Pa。
(2) 将玻璃管略向上提(管口不离开水银槽内水银面),管内外水银面的高度差为 mm;将玻璃管略向下压(管内仍然有一部分真空),管内外水银面的高度差为 mm。
(3) 如图乙所示,玻璃管倾斜,管中水银槽内水银面上方水银柱长度将 ,高度 ;如果此时测量液体的高度时,将水银槽内水银面上方水银柱的长度当高度,测量的结果将 (选填“偏大”或“没有影响”)。
(4) 实验时管中不慎进入少量空气,管内外水银面的高度差将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5) 如图甲,利用托里拆利实验测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银面将( )
A. 保持不变
B. 逐渐下降,最终与管外液面相平C.逐渐上升,最终从小孔中流出 D.稍微下降一些
13.答案 (1)730 9.73×104 (2)730 730 (3)增大 不变 偏大 (4)减小 (5)B
解析 (1)在托里拆利实验中,玻璃管内外液面的高度差反映了大气压的大小,读图可知,此时此地大气压的值为 730mmHg, 合 p=ρ 汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.73m≈9.73×104Pa。(2)在管口不离开水银槽内水银面的情况下,将玻璃管略向上提,或在管内仍然有一部分真空的情况下将玻璃管略向下压,管内外水银面的高度差均不变,仍为 730mm。(3)如题图乙所示,玻璃管倾斜,管中水银槽内水银面上方水银柱长度将增大,高度不变;如果此时测量液体的高度时,将管中水银槽 内水银面上方水银柱的长度当高度,测量的结果将偏大。(4)实验时管中不慎进入少量空气,则空气会产生一定的向下的 压强,使管内外水银面的高度差减小。(5)题图甲中,利用托里拆利实验测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在 玻璃管的顶部穿一小孔,则玻璃管内外都与大气相通,管内的水银面将下降,最终与管外液面相平。
14. 洋洋和瑞瑞同学合作设计了一个利用吸盘估测大气压强的实验方案:
(1) 用刻度尺测出吸盘的直径 D;
(2) 将吸盘四周沾上水,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,根据经验估测拉吸盘柄所需拉力 F 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 ,操作过程规范,较方便地估测出了大气压强 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 。洋洋和瑞瑞在操作过程中存在的问题有:
(1) ;
(2) 等。
�
14. 
答 案 p=�
4� π�2
防止外面的气体进入吸盘
(1) 吸盘内的气体不可能挤干净
(2) 根据估测得出的拉力大小也有较大偏差
� � � 4�
解析 实验依据的原理是压强的计算公式 p=�。利用此方法得出的大气压强的表达式为 p=�= � 2= 2。吸盘与地面之间
π(2)
π�
不可能完全密封,四周沾上水是为了防止外面的气体进入吸盘。分析操作过程可以看出,操作中吸盘内的气体不可能挤干净,根据估测得出的拉力大小也有较大偏差。
阅读短文,并回答问题。
生活中的大气压
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如图所示,是小王设计的给鸡自动喂水的装置,把装满水的瓶子倒立在容器内的水中,瓶口刚好被水浸没,当容器内的水被鸡喝掉,瓶口露出水面时,瓶内的水就流出一些,到水面封住瓶口时,瓶内的水就不再流出,这是什么道理呢?
当容器中的水面下降与瓶口分离时,水从瓶口流出,当容器中的水面上升再次接触到瓶口时,外面的大气压支持着瓶内水柱,水停止流出。
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如图所示, 图中饮料将不能从管中吸出,因它的液面上方没有 ,而饮料是靠 压入嘴中的。
医生用注射器吸起药液时,先把注射器的活塞推到下端,这是为了 ,然后将针头插入药液中,慢慢提起活塞,药液在 的作用下被压入注射器。
材料中的自动喂水装置,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之和 外界大气压,水从瓶内流出,当水面封住瓶口,瓶内气体压强和液体压强之和刚好 外界大气压时,水停止流出(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
15.答案 (1)乙 空气 大气压 (2)将针筒中的空气排出 大气压 (3)大于 等于
解析 (1)甲图中用吸管吸饮料时,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。而乙图中饮料上方没有空气,没有了大气压的作用,因此不能将饮料吸进口中。(2)将注射器的活塞推下时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,药液在外界大气压的作用下被压入针筒内。(3)水面封住瓶口,瓶子内的水和空气的压强之和等于外界的大气压强时,水不流出;当瓶口露出水面,空气进入瓶内,瓶内空气和水的压强之和大于外界的大气压强时,水流出。
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