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3. (★★)如图9.3-3所示是托里拆利实验的规范操作过程:
(1) 实验中玻璃管内水银面的上方是
(2) 是
(3) 标准大气压能支持
(4) 做托里拆利实验时,测出的大气压值比大气压强的准确值要小一些,原因可能是
(1) 实验中玻璃管内水银面的上方是
真空
,管外水银面的上方是空气。(2) 是
大气压
支持玻璃管内的水银柱不会落下。(3) 标准大气压能支持
76
cm 高的水银柱。(4) 做托里拆利实验时,测出的大气压值比大气压强的准确值要小一些,原因可能是
玻璃管上方混有少量空气(合理即可)
。答案
真空
大气压
76
玻璃管上方混有少量空气（合理即可）
大气压
76
玻璃管上方混有少量空气（合理即可）
解析
【分析】
本题围绕托里拆利实验展开，解题时需结合实验原理和操作要点逐一分析：
1. 第(1)问：回忆托里拆利实验操作，玻璃管装满水银倒插后，管内水银面上方无空气进入，据此判断空间状态；
2. 第(2)问：从受力平衡角度分析，管内水银柱静止，说明受到向上的支持力，该力来自管外的大气压；
3. 第(3)问：结合标准大气压的定义，注意单位换算（760mm=76cm）；
4. 第(4)问：从实验误差来源入手，分析导致测量值偏小的常见原因，比如管内混有空气会产生向下压强，抵消部分大气压。
【解析】
(1) 托里拆利实验中，玻璃管装满水银后倒插入水银槽，水银柱下降稳定后，管内水银面上方没有空气进入，形成真空；
(2) 管外水银面受大气压作用，大气压向上托住管内水银柱，与水银柱的重力平衡，因此是大气压支持玻璃管内的水银柱不会落下；
(3) 标准大气压的定义是能支持760mm高的水银柱，换算为厘米单位即为76cm；
(4) 若玻璃管上方混有少量空气，这些空气会对管内水银柱产生向下的压强，使水银柱高度低于标准值，导致测出的大气压值偏小；此外测量时玻璃管未竖直却按管长读数、水银槽内水银量不足等也可能导致测量值偏小（合理即可）。
【答案】
(1) 真空
(2) 大气压
(3) 76
(4) 玻璃管上方混有少量空气（合理即可）
【知识点】
托里拆利实验、大气压的测量、标准大气压
【点评】
本题考查托里拆利实验的核心知识点，需牢记实验原理、标准大气压数值及实验误差的常见来源。实验中要注意玻璃管内不能混入空气，读数时需测量水银柱的竖直高度，这些细节是避免实验误差的关键。
【难度系数】
0.8
本题围绕托里拆利实验展开，解题时需结合实验原理和操作要点逐一分析：
1. 第(1)问：回忆托里拆利实验操作，玻璃管装满水银倒插后，管内水银面上方无空气进入，据此判断空间状态；
2. 第(2)问：从受力平衡角度分析，管内水银柱静止，说明受到向上的支持力，该力来自管外的大气压；
3. 第(3)问：结合标准大气压的定义，注意单位换算（760mm=76cm）；
4. 第(4)问：从实验误差来源入手，分析导致测量值偏小的常见原因，比如管内混有空气会产生向下压强，抵消部分大气压。
【解析】
(1) 托里拆利实验中，玻璃管装满水银后倒插入水银槽，水银柱下降稳定后，管内水银面上方没有空气进入，形成真空；
(2) 管外水银面受大气压作用，大气压向上托住管内水银柱，与水银柱的重力平衡，因此是大气压支持玻璃管内的水银柱不会落下；
(3) 标准大气压的定义是能支持760mm高的水银柱，换算为厘米单位即为76cm；
(4) 若玻璃管上方混有少量空气，这些空气会对管内水银柱产生向下的压强，使水银柱高度低于标准值，导致测出的大气压值偏小；此外测量时玻璃管未竖直却按管长读数、水银槽内水银量不足等也可能导致测量值偏小（合理即可）。
【答案】
(1) 真空
(2) 大气压
(3) 76
(4) 玻璃管上方混有少量空气（合理即可）
【知识点】
托里拆利实验、大气压的测量、标准大气压
【点评】
本题考查托里拆利实验的核心知识点，需牢记实验原理、标准大气压数值及实验误差的常见来源。实验中要注意玻璃管内不能混入空气，读数时需测量水银柱的竖直高度，这些细节是避免实验误差的关键。
【难度系数】
0.8
4. (★★★)小亮想利用如下的方法测量大气压强:将一个面积为$S$的吸盘按在光滑水平桌面上,如图9.3-4所示,挤出里面的空气,用满足要求的弹簧测力计钩着挂钩,缓慢往上拉,直到吸盘脱离桌面时,记下刚刚拉脱时弹簧测力计的示数$F$。
(1) 大气压强的表达式为$p=$
(2) 请你评价一下用该实验测量大气压强的不足之处:
①
②
(1) 大气压强的表达式为$p=$
$\dfrac{F}{S}$
。(2) 请你评价一下用该实验测量大气压强的不足之处:
①
吸盘内空气不易排净,使测量值变小
;②
吸盘脱离的瞬间,弹簧测力计的示数不易读准(或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小)
。答案
$\frac{F}{S}$
吸盘内空气不易排净，使测量值变小
吸盘脱离的瞬间，弹簧测力计的示数不易读准（或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小）
吸盘内空气不易排净，使测量值变小
吸盘脱离的瞬间，弹簧测力计的示数不易读准（或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小）
解析
【分析】
1. 对于第一问，当吸盘刚好脱离桌面时，弹簧测力计对吸盘的拉力与大气对吸盘的压力是一对平衡力，二者大小相等，即大气压力$F_{压}=F$。结合压强的定义式$p=\frac{F_{压}}{S}$，代入$F_{压}=F$即可推导出大气压强的表达式。
2. 对于第二问，从实验操作的局限性和测量准确性角度分析不足：一是吸盘内空气难以完全排净，残留空气会抵消部分大气压力，使测量的拉力$F$偏小，导致压强测量值偏小；二是吸盘脱离桌面瞬间，弹簧测力计示数不稳定，难以精准读取，同时也可能存在吸盘接触面积在拉动过程中变化的问题。
【解析】
(1) 当吸盘刚刚拉脱桌面时，吸盘在水平方向受大气的压力和弹簧测力计的拉力，二力平衡，因此大气对吸盘的压力$F_{压}=F$。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将$F_{压}=F$代入，可得大气压强的表达式为：
$p=\frac{F}{S}$
(2) 该实验的不足之处：
① 吸盘内空气不易排净，残留的空气会对吸盘产生向外的压强，使得弹簧测力计的示数$F$偏小，根据$p=\frac{F}{S}$，最终测量的大气压强值会小于真实值；
② 吸盘脱离桌面的瞬间，弹簧测力计的示数不稳定，难以准确读取该瞬间的数值，造成测量误差（或吸盘在拉动过程中，有效接触面积可能减小，影响测量结果）。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\frac{F}{S}}$
(2) ① 吸盘内空气不易排净，使测量值变小；② 吸盘脱离的瞬间，弹簧测力计的示数不易读准（或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小）
【知识点】
大气压强的测量；二力平衡的应用；压强公式的应用
【点评】
本题考查吸盘法测大气压强的实验，核心是利用二力平衡将大气压力转化为弹簧测力计的拉力，同时需要能分析实验误差的来源，提升实验分析与误差评估的能力。
【难度系数】
0.6
1. 对于第一问，当吸盘刚好脱离桌面时，弹簧测力计对吸盘的拉力与大气对吸盘的压力是一对平衡力，二者大小相等，即大气压力$F_{压}=F$。结合压强的定义式$p=\frac{F_{压}}{S}$，代入$F_{压}=F$即可推导出大气压强的表达式。
2. 对于第二问，从实验操作的局限性和测量准确性角度分析不足：一是吸盘内空气难以完全排净，残留空气会抵消部分大气压力，使测量的拉力$F$偏小，导致压强测量值偏小；二是吸盘脱离桌面瞬间，弹簧测力计示数不稳定，难以精准读取，同时也可能存在吸盘接触面积在拉动过程中变化的问题。
【解析】
(1) 当吸盘刚刚拉脱桌面时，吸盘在水平方向受大气的压力和弹簧测力计的拉力，二力平衡，因此大气对吸盘的压力$F_{压}=F$。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将$F_{压}=F$代入，可得大气压强的表达式为：
$p=\frac{F}{S}$
(2) 该实验的不足之处：
① 吸盘内空气不易排净，残留的空气会对吸盘产生向外的压强，使得弹簧测力计的示数$F$偏小，根据$p=\frac{F}{S}$，最终测量的大气压强值会小于真实值；
② 吸盘脱离桌面的瞬间，弹簧测力计的示数不稳定，难以准确读取该瞬间的数值，造成测量误差（或吸盘在拉动过程中，有效接触面积可能减小，影响测量结果）。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\frac{F}{S}}$
(2) ① 吸盘内空气不易排净，使测量值变小；② 吸盘脱离的瞬间，弹簧测力计的示数不易读准（或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小）
【知识点】
大气压强的测量；二力平衡的应用；压强公式的应用
【点评】
本题考查吸盘法测大气压强的实验，核心是利用二力平衡将大气压力转化为弹簧测力计的拉力，同时需要能分析实验误差的来源，提升实验分析与误差评估的能力。
【难度系数】
0.6
5. (★★★)已知球体表面积计算公式为$S=4πR^{2}$,$R$为球体的半径。若地球半径取$6.0×10^{6}\ \mathrm{m}$,$π$取$3.0$,标准大气压取$1.0×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,则我们可以估算出大气层的重力为
$4.32×10^{19}$
N(结果用科学记数法表示)。答案
$4.32×10^{19}$
解析
【分析】
要估算大气层的重力，首先需明确：标准大气压是由大气层的重力产生的，因此大气层的重力大小等于大气对地球表面的压力。根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $可变形得到压力$ F = pS $，其中$ S $为地球表面积，可通过球体表面积公式$ S = 4π R^2 $计算得出，最后代入数值计算即可得到大气层的重力。
【解析】
1. 计算地球的表面积：
已知球体表面积公式$ S = 4π R^2 $，代入$ R = 6.0×10^6\ \mathrm{m} $，$ π = 3.0 $，
$\begin{aligned}S&=4×3.0×(6.0×10^6)^2\\&=12×3.6×10^{13}\\&=4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2\end{aligned}$
2. 计算大气层的重力：
大气层的重力等于大气对地球表面的压力，由压强公式$ p = \frac{F}{S} $得$ F = pS $，即$ G = pS $，代入$ p = 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $，$ S = 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2 $，
$\begin{aligned}G&=1.0×10^5×4.32×10^{14}\\&=4.32×10^{19}\ \mathrm{N}\end{aligned}$
【答案】
$ 4.32×10^{19} $
【知识点】
大气压强的成因，压强公式应用，球体表面积计算
【点评】
本题核心是理解大气压的产生本质，将大气层重力与大气压力建立等量关系，结合球体表面积公式和压强公式进行计算，需要熟练掌握科学记数法的运算规则，是物理公式应用与数学运算结合的典型题目。
【难度系数】
0.4
要估算大气层的重力，首先需明确：标准大气压是由大气层的重力产生的，因此大气层的重力大小等于大气对地球表面的压力。根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $可变形得到压力$ F = pS $，其中$ S $为地球表面积，可通过球体表面积公式$ S = 4π R^2 $计算得出，最后代入数值计算即可得到大气层的重力。
【解析】
1. 计算地球的表面积：
已知球体表面积公式$ S = 4π R^2 $，代入$ R = 6.0×10^6\ \mathrm{m} $，$ π = 3.0 $，
$\begin{aligned}S&=4×3.0×(6.0×10^6)^2\\&=12×3.6×10^{13}\\&=4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2\end{aligned}$
2. 计算大气层的重力：
大气层的重力等于大气对地球表面的压力，由压强公式$ p = \frac{F}{S} $得$ F = pS $，即$ G = pS $，代入$ p = 1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $，$ S = 4.32×10^{14}\ \mathrm{m}^2 $，
$\begin{aligned}G&=1.0×10^5×4.32×10^{14}\\&=4.32×10^{19}\ \mathrm{N}\end{aligned}$
【答案】
$ 4.32×10^{19} $
【知识点】
大气压强的成因，压强公式应用，球体表面积计算
【点评】
本题核心是理解大气压的产生本质，将大气层重力与大气压力建立等量关系，结合球体表面积公式和压强公式进行计算，需要熟练掌握科学记数法的运算规则，是物理公式应用与数学运算结合的典型题目。
【难度系数】
0.4
1. (★★)如图9.3-5是我国战国时期的青铜汲酒器示意图,长柄上部与球形底部各开一小孔a、b。当汲酒器内充满酒水,向上提升长柄取酒时,应使开口a
闭合
(填“闭合”或“打开”),酒水不流出是由于大气压
的作用。答案
闭合
大气压
大气压
解析
【分析】
首先结合大气压的作用分析汲酒器的工作原理：当汲酒器内充满酒水向上提升时，若打开a孔，器内与外界大气相通，酒水会在重力作用下流出；若闭合a孔，器内与外界大气隔绝，外界大气压会通过b孔对酒水产生向上的托力，阻止酒水流出。由此可判断a的状态和对应的物理原理。
【解析】
当汲酒器内充满酒水，向上提升长柄取酒时：
1. 若开口a打开，汲酒器内部与外界大气相通，酒水在自身重力作用下会从b孔流出；
2. 若闭合开口a，汲酒器内与外界大气隔绝，外界大气压会作用在b孔处的酒水表面，大气压向上的力可以托住酒水，使酒水不会流出，这是大气压作用的结果。
因此应使开口a闭合，酒水不流出是由于大气压的作用。
【答案】
闭合；大气压
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题以古代青铜汲酒器为背景，考查大气压的实际应用，需结合类似大气压应用实例（如吸管吸饮料、覆杯实验）理解，重点分析内外气压差异对液体流动的影响，体现物理知识在生活与历史器具中的应用。
【难度系数】
0.6
首先结合大气压的作用分析汲酒器的工作原理：当汲酒器内充满酒水向上提升时，若打开a孔，器内与外界大气相通，酒水会在重力作用下流出；若闭合a孔，器内与外界大气隔绝，外界大气压会通过b孔对酒水产生向上的托力，阻止酒水流出。由此可判断a的状态和对应的物理原理。
【解析】
当汲酒器内充满酒水，向上提升长柄取酒时：
1. 若开口a打开，汲酒器内部与外界大气相通，酒水在自身重力作用下会从b孔流出；
2. 若闭合开口a，汲酒器内与外界大气隔绝，外界大气压会作用在b孔处的酒水表面，大气压向上的力可以托住酒水，使酒水不会流出，这是大气压作用的结果。
因此应使开口a闭合，酒水不流出是由于大气压的作用。
【答案】
闭合；大气压
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题以古代青铜汲酒器为背景，考查大气压的实际应用，需结合类似大气压应用实例（如吸管吸饮料、覆杯实验）理解，重点分析内外气压差异对液体流动的影响，体现物理知识在生活与历史器具中的应用。
【难度系数】
0.6
2. (★★★)用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是 【 】
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
答案
D
解析
【分析】
要判断哪个操作能体验大气压强的存在，关键是明确大气压强作用的特点：需形成内外气压差，由外界大气压使物体发生形变。我们需要逐个分析选项：
1. 选项A、B、C都是通过直接施加外力（手的压力、重物的压力、地面的冲击力）使易拉罐变瘪，与大气压强无关；
2. 选项D中，用注射器抽取密封易拉罐内的空气，罐内气压减小，外界大气压大于罐内气压，在外界大气压的作用下易拉罐变瘪，这能体现大气压强的存在。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 用手捏易拉罐，是手对易拉罐施加的压力使易拉罐变瘪，属于力改变物体形状，与大气压强无关，不符合题意；
B. 用重物压易拉罐，是重物的压力使易拉罐变瘪，属于外力直接作用，与大气压强无关，不符合题意；
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面，是地面的冲击力使易拉罐变瘪，与大气压强无关，不符合题意；
D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气，罐内空气减少，气压减小，外界大气压将易拉罐压瘪，这一现象能证明大气压强的存在，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
大气压强的存在；力的作用效果
【点评】
本题主要考查大气压强的相关知识，解题的关键是区分直接外力作用与大气压强作用的不同，明确大气压强产生作用的前提是存在内外气压差。
【难度系数】
0.6
要判断哪个操作能体验大气压强的存在，关键是明确大气压强作用的特点：需形成内外气压差，由外界大气压使物体发生形变。我们需要逐个分析选项：
1. 选项A、B、C都是通过直接施加外力（手的压力、重物的压力、地面的冲击力）使易拉罐变瘪，与大气压强无关；
2. 选项D中，用注射器抽取密封易拉罐内的空气，罐内气压减小，外界大气压大于罐内气压，在外界大气压的作用下易拉罐变瘪，这能体现大气压强的存在。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 用手捏易拉罐，是手对易拉罐施加的压力使易拉罐变瘪，属于力改变物体形状，与大气压强无关，不符合题意；
B. 用重物压易拉罐，是重物的压力使易拉罐变瘪，属于外力直接作用，与大气压强无关，不符合题意；
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面，是地面的冲击力使易拉罐变瘪，与大气压强无关，不符合题意；
D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气，罐内空气减少，气压减小，外界大气压将易拉罐压瘪，这一现象能证明大气压强的存在，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
大气压强的存在；力的作用效果
【点评】
本题主要考查大气压强的相关知识，解题的关键是区分直接外力作用与大气压强作用的不同，明确大气压强产生作用的前提是存在内外气压差。
【难度系数】
0.6
