8. 测量大气压强的实验装置如图所示,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是()。

A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mm
B.若将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780 mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mm
B.若将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780 mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
答案
A
解析
A. 在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差是由大气压强决定的,与玻璃管的倾斜角度无关。因此,将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mm,故A正确。
B. 在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差是由大气压强决定的,与玻璃管的位置(只要管口不离开水银面)无关。因此,将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,玻璃管内外水银面高度差不会改变,仍为760 mm,故B错误。
C. 若玻璃管内混入少量空气,这些空气会产生一定的压强,从而抵消一部分大气压强,使得测量的水银柱高度偏小,所测的大气压值偏小,故C错误。
D. 大气压强随海拔高度的增加而减小。将此装置从山脚移到山顶,由于海拔高度增加,大气压强减小,管内外水银面高度差会变小,故D错误。
B. 在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差是由大气压强决定的,与玻璃管的位置(只要管口不离开水银面)无关。因此,将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,玻璃管内外水银面高度差不会改变,仍为760 mm,故B错误。
C. 若玻璃管内混入少量空气,这些空气会产生一定的压强,从而抵消一部分大气压强,使得测量的水银柱高度偏小,所测的大气压值偏小,故C错误。
D. 大气压强随海拔高度的增加而减小。将此装置从山脚移到山顶,由于海拔高度增加,大气压强减小,管内外水银面高度差会变小,故D错误。
9. 如图所示,用注射器估测大气压的值。

(1)实验中,分析研究的对象是大气对(选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受的与大气压力是一对平衡力。
(3)研究对象所受大气压力的受力面积等于注射器的横截面积。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出的长度l。
(4)计算大气压值,其表达式为p =。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对(选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受的与大气压力是一对平衡力。
(3)研究对象所受大气压力的受力面积等于注射器的横截面积。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出的长度l。
(4)计算大气压值,其表达式为p =。
答案
(1)活塞
(2)拉力$F$
(3)全部刻度
(4)$\frac{F l}{V}$
(2)拉力$F$
(3)全部刻度
(4)$\frac{F l}{V}$
解析
【解析】
(1) 本实验通过拉动注射器活塞,利用二力平衡间接测量大气压力,因此分析研究的对象是大气对活塞的压力。
(2) 当活塞相对于针筒开始滑动时,活塞在水平方向上受到的拉力$F$与大气压力大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,二者是一对平衡力。
(3) 注射器的横截面积$S=\frac{V}{l}$,其中$V$是注射器容积,$l$需要用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,以此准确计算横截面积。
(4) 根据二力平衡可知大气压力$F_{大气}=F$,结合压强公式$p=\frac{F}{S}$,将$S=\frac{V}{l}$代入,推导得出大气压表达式为$p=\frac{Fl}{V}$。
【答案】
(1) 活塞
(2) 拉力$F$
(3) 全部刻度
(4) $\frac{Fl}{V}$
【知识点】
大气压的测量、二力平衡的应用、压强的计算
【点评】
本题考查利用注射器估测大气压的实验,核心是借助二力平衡将大气压力转化为可测量的拉力,结合压强公式计算大气压值,关键是正确确定注射器的受力面积。
【难度系数】
0.7
(1) 本实验通过拉动注射器活塞,利用二力平衡间接测量大气压力,因此分析研究的对象是大气对活塞的压力。
(2) 当活塞相对于针筒开始滑动时,活塞在水平方向上受到的拉力$F$与大气压力大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,二者是一对平衡力。
(3) 注射器的横截面积$S=\frac{V}{l}$,其中$V$是注射器容积,$l$需要用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,以此准确计算横截面积。
(4) 根据二力平衡可知大气压力$F_{大气}=F$,结合压强公式$p=\frac{F}{S}$,将$S=\frac{V}{l}$代入,推导得出大气压表达式为$p=\frac{Fl}{V}$。
【答案】
(1) 活塞
(2) 拉力$F$
(3) 全部刻度
(4) $\frac{Fl}{V}$
【知识点】
大气压的测量、二力平衡的应用、压强的计算
【点评】
本题考查利用注射器估测大气压的实验,核心是借助二力平衡将大气压力转化为可测量的拉力,结合压强公式计算大气压值,关键是正确确定注射器的受力面积。
【难度系数】
0.7
10. 小林用纸杯、塑料片和水做实验。他将纸杯装满水,用塑料片把杯口盖严,一只手按住塑料片,另一只手抓住杯底,在空中将纸杯倒过来。移开按塑料片的手后,他发现塑料片和杯子里的水都不落下来,如图所示。小林对这一现象的解释:塑料片和杯子里的水都不落下来,是由于塑料片被水粘住了,与大气压无关。请你利用上述器材,再补充必要的辅助器材,设计一个实验证明小林的解释是错误的,并写出实验步骤和实验现象。

答案
实验步骤:
1. 按小林的方法,将纸杯装满水,用塑料片盖严杯口,按住塑料片将纸杯倒置,移开手,观察到塑料片和水不落。
2. 重复步骤1,但在倒置后用针在塑料片上扎一个小孔,观察现象。
实验现象:步骤2中,塑料片和杯子里的水落下。
结论:小林的解释错误,现象与大气压有关。
1. 按小林的方法,将纸杯装满水,用塑料片盖严杯口,按住塑料片将纸杯倒置,移开手,观察到塑料片和水不落。
2. 重复步骤1,但在倒置后用针在塑料片上扎一个小孔,观察现象。
实验现象:步骤2中,塑料片和杯子里的水落下。
结论:小林的解释错误,现象与大气压有关。
解析
【解析】
通过设计对比实验,让杯内与外界大气相通,破坏杯内的气压平衡,以此证明小林的解释错误。先重复小林的实验操作,再在塑料片上扎孔后重复实验,观察两次实验的不同现象来验证。
【答案】
实验步骤:
1. 按小林的方法,将纸杯装满水,用塑料片盖严杯口,按住塑料片将纸杯倒置,移开手,观察到塑料片和水不落。
2. 重复步骤1,但在倒置后用针在塑料片上扎一个小孔,观察现象。
实验现象:步骤2中,塑料片和杯子里的水落下。
实验结论:小林的解释错误,该现象与大气压有关。
【知识点】
大气压强的存在
【点评】
本实验采用对比实验法,排除了水的粘性对实验现象的影响,直观证明了大气压的作用,帮助理解大气压强的存在。
【难度系数】
0.6
通过设计对比实验,让杯内与外界大气相通,破坏杯内的气压平衡,以此证明小林的解释错误。先重复小林的实验操作,再在塑料片上扎孔后重复实验,观察两次实验的不同现象来验证。
【答案】
实验步骤:
1. 按小林的方法,将纸杯装满水,用塑料片盖严杯口,按住塑料片将纸杯倒置,移开手,观察到塑料片和水不落。
2. 重复步骤1,但在倒置后用针在塑料片上扎一个小孔,观察现象。
实验现象:步骤2中,塑料片和杯子里的水落下。
实验结论:小林的解释错误,该现象与大气压有关。
【知识点】
大气压强的存在
【点评】
本实验采用对比实验法,排除了水的粘性对实验现象的影响,直观证明了大气压的作用,帮助理解大气压强的存在。
【难度系数】
0.6
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