初中物理大气压的综合应用实验题

小红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,小红和小军同学合作利用吸盘设计了一个估测当地大气压强的实验方案：

【方案设计】

A．计算出当地大气压强.

B．将吸盘四周蘸上水，挤出里面的空气压在光滑的水平地面上；

C．用刻度尺测出吸盘的直径D；

D．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大小F.

你认为正确的操作顺序是（填字母）                                    
【评估交流】
小红同学说：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．
小军同学说：在操作中，我发现存在                     、                         
等问题，尽管我们的操作规范，但估测的结果误差较大．小红认真思考后，同意了小军的意见，然后，他们继续一起探讨如何改进方案，尽量减少测量误差．
根据小红和小军同学的实验记录及自我评估情况，请你回答：小红和小军测出的大气压强p＝（用字母表示）；实验时小军同学将吸盘四周蘸上水，这样做的目的是                                   ；要准确测量，应该利用课本中介绍的             进行测量，课本上的1atm=                  Pa

小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值．

(1)实验时．首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，这样做的目的是_____________________．
(2)如图所示，水平向右慢慢地拉动注射器筒．当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F．用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L．则大气压的值可以表示为p＝_______．
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值_______（偏大/不变／偏小）．
(4)实验室有甲、乙两个注射器．活塞的横截面积分别为0.5cm²和2cm²．若弹簧测力计量程为10 N，实验时应选用_______（甲/乙）注射器，理由是_______．

如下图所示是小华做“估测大气压的值”的实验示意图．

⑴请把下列实验步骤补充完整．

A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；

B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒．当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下_________，即等于大气对活塞的压力F；

C．用刻度尺测出注射器的_____________，记为L，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=_________；

D．最后计算出此时大气压的数值p=__________（写出表达式）．

⑵实验中，小华正确使用了测量仪器，且读数正确，但她发现测量结果总是比真实值偏小．其主要原因是__________________________________________．

小虎同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和一些测量工具估测大气压的值.

（1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔.
（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用       测出注射器的全部刻度的长L，则大气压的值可表示为 p=        .（用上述字母表示）
（3）实验过程中注射器筒内漏进了少量空气．则测得的大气压值       （进填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5 cm²和2 cm²，若弹簧测力计量程为10 N，实验时应选用     （选填“甲”或“乙”）注射器。

生活中处处有物理，同学们在玩中都会无意识的涉及到许多物理知识，以下两个现象可能您尝试或观察过：（1）喝牛奶时，把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管喷出．（2）在室温下，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了．由以上现象进行猜想：当气体的体积一定时，气体压强可能与气体的　  　和　  　有关．
【设计并进行试验】
小明同学进行了如下实验来研究烧瓶内水面上方的气体压强：
（1）把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中，如图所示：
（2）从细管上端往烧瓶里吹气，瓶内气体压强　  　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；迅速放开，观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置（如图所示）．
（3）接着用手握住烧瓶的瓶颈部分，使瓶内气体的压强增大，请您在图中画出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置；
【实验拓展】控制其他条件条件相同时，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验，则管内水柱上升的高度会　  　（选填“相同”或“不同”）．理由是　     　．

某实验小组在我市新化县大熊山森林公园山顶做“观察水的沸腾”的实验中，观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图a、b所示．小组记录的实验数据如下表：

时间/min	…	4	5	6	7	8
温度/℃	…	90	91	93	97	98
时间/min	9	10	11	12	13	…
温度/℃	98	98	98	98	98	…

（1）图  　 　是水在沸腾前的情况，图  　 　是水在沸腾时的情况．
（2）从记录的数据可得出的实验结论是：此时水沸腾的温度是  　  　℃．
（3）实验得到的结论 　   　（填“大于”或“小于”）水在标准大气压下的沸点，其原因可能是 　     　．

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：　           　．当高度为1km时，大气压约为　     　Pa．
（2）当高度为3000km时，已到了大气层的边缘，此处的大气压约为　 　Pa．除了高度，大气压可能与　        　有关．（写出一种即可）

高度h/km	大气压p/×10^5Pa
0	1.01
0.4	0.97
0.8	0.92
1.4	0.86
2.0	0.79

用身边的器材“测物质的密度”．小宇同学用均匀木杆和支架自制了一架天平，并用输完液的输液瓶和输液管制成滴管代替砝码．

（1）为了使滴出的每一滴水滴大小相等，要保持滴管口处的压强恒定，则图甲中与大气相通的管安装符合要求的是　 　（填字母）．
（2）现要测一小矿石的密度，小宇进行了如下步骤：
①在自制的天平左右两盘中各放一只一次性杯子，调节两边的调平旋钮，使之水平平衡．将待测矿石放入左边的纸杯中，用自制的滴管向右盘的杯中滴水，使天平刚好平衡，如图乙所示，记下水的滴数为50滴．
②取出小矿石，在两杯中均加入适量的水，用滴管调节两杯中水的多少使天平水平平衡．用细线系住矿石使其浸没在左边杯中（不触底），再用滴管在右边杯中滴入水，使天平再次平衡，如图丙所示．记录下水的滴数为20滴．此步操作的目的是为了测出矿石的　  　，则矿石的密度为　      　kg/m³．

医院里的护士使用如图所示的装置给患者输液．小雨发现照这样做法，护士为患者多次更换药瓶比较麻烦，于是就设计了如图所示的三瓶串接的方案．请分析回答：

（1）图甲中药液为何会匀速滴下？
（2）图乙中哪个药瓶中的药液先流完？
（3）根据病房的现有条件，如果要估测出输液过程中的一滴药液的质量，需要收集哪些数据，请写出表达式，并简要说明实验中作了哪些近似处理．

（1）观察现象一：图甲是你很熟悉的物理演示实验，请写出你从图中观察到的一个现象及其对应的物理知识．

例：现象：塑料片飞出后会下落．
物理知识：塑料片受到重力．
现象：　       　
物理知识：　     　
（2）如图乙所示，在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体，让小车自斜面同一高度由静止开始滑下．小车在不同表面运动的距离见下表．通过探究，我们可以反驳　 　的说法是　     　

表面情况	毛巾	棉布	木板
小车运动距离/m	0.27	0.42	0.79

A．摩擦力越小，小车速度减少得越慢       B．运动的物体不受力，将保持匀速直线运动
C．小车受到力就运动，小车不受力就不运动
D．若平面非常光滑，小车的速度将保持不变，永远运动下去
（3）图丙为U形管压强计的示意图．当压强计的金属盒在某种液体中慢慢下移时，两管中液面高度差逐渐增大，这说明　         　；将金属盒停在某一深度，并改变金属盒膜朝向时，两管中液面高度差不变，这表明在同一深处，　       　．

（4）某班同学利用如图丁所示装置设计实验体验大气压的存在．先在易拉罐中放入少量的水，再用酒精灯给易拉罐加热，待罐口出现白雾时，用橡皮泥堵住罐口，撤去酒精灯，让易拉罐自然冷却．观察现象．同学们根据　     　现象可体验到大气压的存在．请你举一个生活中应用大气压的事例：　       　．

生活中处处有物理．楚明利用矿泉水瓶做了几个有趣的实验：

（1）双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟　            　有关；
（2）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷，这表明了　        　的存在；
（3）如图1，将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上，用力向它的侧面吹气它会滚动，但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动，这表明　      　．
（4）如图2，在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出上、下两个小孔，往里面倒满水，可以观察到水从两个小孔流了出来，其中下孔流出的水喷得更急，这表明：　       　；楚明根据此现象很快完成了老师部置的思考题．你的选择是什么呢？
思考题：如图3所示，开口容器的底部有一个小孔，装水后打开阀门，水不断从小孔中流出．图中能够粗略反映水流出时，容器底部所受水的压强P与时间t的关系图象是　   　

小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗，“物理航空母舰实验”小组买回后，利用塑料皮碗测教室中的大气压．具体做法：
①将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上，用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d，则皮碗面积S=π（d/2）²．
②将细线挂在皮碗的尾部，沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗，当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F，则大气压强P₀=F/S=4F/πd²．
你认为此小组利用　          　原理测教室中的大气压，体现　      　物理研究方法．
小组测出教室中的大气压P=0.8×10⁵Pa，向老师请教结果，老师用气压计测得的值为1.0×10⁵Pa，请你找出一处实验不妥之处并提出改进建议：不妥处之一：　        　．改进方法：　                  　．

物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动，想利用所学的物理知识测量花果山的高度．若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小△p，且山下的大气压强为p₀．他们随身携带了注射器（有刻度部分的容积为V）、弹簧测力计、细线、刻度尺等．到达山顶后，他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行了如图所示的实验．（实验中针筒与活塞之间的摩擦不计）

（1）为了测量山顶的大气压强，你认为实验中应测出的物理量有（指出物理量的名称并用相应的符号表示）：　                    　；
（2）山顶的大气压强p=            （用所测量的物理量及已知量表示）；
（3）花果山的高度h=               （用所测量的物理量及已知量表示）．

如图是小刚做“估测大气压的值”的实验示意图．

（1）请将下列实验步骤补充完整．

A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气．然后，用橡皮帽封住注射器的小孔．

B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒．当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下　　，即等于大气对活塞的压力F．

C．用刻度尺测出注射器的　　，记为l，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=．

D．最后计算出此时大气压的数值p=（写出表达式）．

（2）A中测量大气对活塞的压力F应用的是　         　的原理．
（3）请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整（不要求填入实验记录数据）．

大气对活塞的压力F（N）	注射器的容积V（m^3）		活塞的横截面积S（m^2）

 

为了估测大气压究竟有多大，某小组同学根据课本中的实验方案，如图所示．
在实验室合作进行了如下实验：
①将蘸水的塑料吸盘按在光滑水平板面上，挤出里面的空气；
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面；
③记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力；
④再设法量出吸盘与水平板面的接触面积，然后算出大气压．
（1）将吸盘蘸水后再在光滑水平板面上，其目的是为了　           　．
（2）从原理上讲，本实验测算大气压的方法是否可行？答：　        　．
（3）如果实验中所用弹簧测力计的量程为5N，吸盘与水平板面的接触面积为10cm²，请你通过计算，说明他们能否测算出大气压，为什么？（1标准大气压为1.0×10⁵Pa）
（4）要估测出大气压，你认为本实验中对主要实验器材有什么要求？