中小学课外辅导专家 例7．如图所示的托里拆利实验装置中，下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化（ ）． A．将管倾斜 B．将玻璃管变粗 C．向水银槽中加入少量水银 D．外界大气压发生变化 分析 管内水银柱产生的压强和外界大气压相等。当外界大气压不变化时，由可知，管内外水银面的高度差h就不会发生变化，所以，当管倾斜时，管内水银虽然增多，但管内外水银面的高度差不会变化；向水银槽中加入少量水银后，槽中水银面和管内水银面同时升高，管内外水银面高度差仍然不变；只有当外界大气压发生变化时，管内外水银面的高度差才会发生变化，所以答案为D． 小结 解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小，只要外界大气压不变，这个高度差就不会改变；只有当外界大气压变化时，这个高度差才会发生变化．解题时学生常常不明确这里所说的玻璃管内外水银面的高度差是在竖直方向上的．出错的主要原因是对托里拆利实验的原理没有理解． 例8．如图所示，将一只试管装满水银后倒插在水银槽中，管顶高出水银面20cm，在标准大气压下，管外水银面上受到的大气压强等于 Pa，若在试管顶部开一小孔，将看到 现象． 分析 本题虽然给出了试管内水银柱的高度为20cm，但并非相当于外界大气压，外界真正的气压为1标准大气压，即应相当于76cm汞柱产生的压强，应为 ．若在试管顶部开一个小孔，此时试管内外相当于一个连通器，所以最终将看到的是管内外液面等高． 评注 本题着重考查大气压强部分、学生的观察实验能力及知识应用能力．不少学生容易受试管内水银柱高度为20cm的影响，误认为此时大气压相当于20cm高的汞柱产生的压强，于是按 而得出错误的结果．若在试管顶开一小孔，有的学生认为水银将向上喷出，这说明学生没有真正理解“托里拆利实验”，并且应变能力较差，未找出题中的隐含条件“外界为标准大气压”，而机械地照图求出20cm水银柱产生的压强，学生也不能完整而简练地答出“管内水银流入槽内”的正确答案． 例9．自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按下后松开，墨水吸进橡皮管内，原因是（ ） （A）弹簧片弹力作用的结果 （B）橡皮管有吸引力 （C）手对橡皮管有压力 （D）管外墨水面上大气压大于管内气压 错解一：由于吸墨水时要先按下自来水笔上的弹簧片，所以是弹簧片的弹力使墨水进入橡皮管内，选项A正确． 错解二：由于吸墨水时要先用手按下自来水笔上的弹簧片，所以是手对弹簧片的压力使墨水进入橡皮管内，选项C正确． 警示：在利用大气压的知识解释物理现象时，一定要分析不同区域气体压强的情况，当不同区域的气体压强不相同时，就会发生这些现象，而不能简单地从现象本身作出判断．在这个现象中，当把自来水笔上的弹簧片按下再松开时，造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上气体压强不同，在管内外气体压力差的作用下，墨水被“吸进”了自来水笔的管内． 正解：因为当把自来水笔上的弹簧片按下时排出了橡皮管内的一部分空气，使得松开弹簧片时橡皮管内的气体压强小于管外墨水面上的大气压强，在管内外气体压力差的作用下，墨水被“吸进”自来水笔的管内．选项D正确． 例10. 下列情况中会使大气压变小的是 （ ） A．从高山顶下山的过程中． B．从赤道向北极运动过程中． C．从室内到室外的过程中． D．从一楼上升到九楼的过程中． 分析 不同高度的大气密度不同，造成大气压值不同．离地面越高，大气密度越小，气压值也越小．地球是一个椭球体，赤道直径比两极直径大，因此两极附近地球对空气吸引力较赤道附近对空气吸引力要大些． 解答 D． 例11. 如图是自制的水气压计，把它由东宝山 的山脚移至山顶，玻璃管中的水柱的高度变化情况是（瓶口6
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中小学课外辅导专家 密闭不漏气，移动过程中整个瓶子没有与外界发生热传递）（ ） A．降低 B．升高 C．先降低后升高 D．先升高后降低 讲解 由于大气压强随高度的升高而减小，当把自制的水气压计由山脚移至山顶时，外界大气压强减小，而瓶内水面上的压强不变，所以玻璃管中水面升高，故答案选B． 例12. 如图所示，压力锅直径为24cm，限压出气口直径为3.5mm，限压阀质量为100g，使用时压力锅内外最大压强差是多少？合多少标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力？ 分析与解答：由于压力锅内气体被封闭，锅内外气体之间存在着压强差，因而锅盖上承受着很大的压力．压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时保证安全而设置的一个装置，当锅内压强超过一定数值时，限压阀被抬起，放出部分气体，降低锅内气体压强．求解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的是锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力 mg及大气压对限压阀的压力 平衡时，锅内气压 受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力． 设锅内气压为 ，大气压为 与外界大气压 与限压阀所的差，而锅受重力盖能承．当限压阀被抬起向外喷气时，有 锅内外最大压强差为 锅盖与锅的接口处承受的力为 N 答： Pa；约1标准大气压； N． 例13.小明设计了一个如图所示的实验装置（起水 管长度不超过2m），他可以通过直杆P向上提起活塞S，活塞下面原来充满水，在活塞缓慢向上提起的过程中将会发生的现象是（）． A．活塞S上升到出水口Q之前，水将被向上拍起 B．活塞S稍高于出水口Q时，水将从出水口流出 C．活塞S稍高于出水口Q时，装置内的水面将下降，水回到下面的水槽中 D．活塞S从出水口Q处继续向上提起，装置内的水面保持与Q等高，不会继续上升 分析与解答： 开始时活塞S位于缸的底部，活塞S下边空气压强等于大气压，管内与槽内水面相平．活塞向上提起，S下边空气体积膨胀，压强减小，水槽中的水在大气压的作用下沿水管上升．活塞继续上提，在活塞S未达到出水口Q之前，管内气压继续减小，管内水面不断上升．当活塞S稍高于出水口Q时，管中水柱与大气相通，管内气压等于大气压，管中升高的水柱由于重力又流回水槽中．故选A、C． 小结：活塞式抽水机工作时，活塞上提，在活塞下面与水管里的水面之间形成低压区，管内水柱上下两端由于压强差产生压力差作用，使管内水柱不断上升．这种压力差一旦消失，管内水柱在重力作用下，又回到水槽中．题7
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中小学课外辅导专家 中，当S上提（未到Q之前）时，这种压力差存在．当S超过Q，管中的水柱与大气相通，上下表面大气压强形成的压力差消失，管中水在重力作用下流回到水槽中． 例14.医用挂盐水时，瓶盖上除了一根输液管外，还需用一个空针头插在盐水瓶盖上，能说出它的作用吗？ 解答：当瓶内盐水顺输液管流出时，瓶内液体体积减少而空气体积增大，使瓶内气压减小．若瓶内气压与液柱挂高所产生的压强之和等于人体血压时，输液就将停止．由于人体内血压接近大气压，要想使输液不停止，就必须给瓶内补充空气，插空针头就是使内外空气可以相通，从而保证瓶内气压为一个大气压值． 例15.给病人输液时，应使药液均匀地滴下，再注入血管，为使整个输液过程都保持匀速下滴，如图所示的各装置中应采用的装置为（）． 分析：输液时保持药液匀速下滴，其实质是要求输液瓶下口处的压强在瓶内药液不断减少的过程中保持不变．因此，分析清楚各装置中输液时瓶口处液体压强的变化情况，是正确选择答案的关键．A中，由于空气不会进入瓶内，随着液面下降，液面上气体的压强和瓶内液体产生的压强都减小，故瓶口处压强减小迅速，以至最终液体将不能输入血管，显然使用此装置药液不会匀速下滴；B中，随着液体的下滴，液体高度产生的压强与液面上气体压强之和减小到大气压强之下时，空气就会进入瓶内，因此在整个输液过程中，瓶口处的压强始终等于大气压强，这样药液便匀速下滴；C中，瓶上边与大气相通，故瓶口处液体的压强等于大气压强与液体高度产生的压强之和，因药液不断输入血管时，药液高度降低，致使瓶口处压强减小，药液的下滴速度将减小；D中，当药液输入过半，液面降低至通气口之下时，瓶口处液体压强的变化将与C完全相同，因此也不能保证药液匀速下滴，故选B。 例16. 把一个装满水的酒瓶倒立在装着水的盘子里，使瓶颈浸没在盘内水面下，如图所示，就做成了一个简便自动家禽喂水器．试说明它的工作原理． 解答：这一简便自动家禽喂水器是利用大气压强工作的．由于瓶内水柱产生的压强远小于外界大气压强，当瓶口浸入水中时，瓶口外水受大气压强作用，使瓶内外的压强相等，水不会流出．当家禽饮水使盘子里的水面下降而瓶口刚露出水面时，空气可以从瓶口进人瓶内，使瓶内压强大于外面大气压强，瓶内的水就会流出来，升高盘里的水位．使瓶口重新没入水中．瓶中的水继续流出，使瓶中气体体积增大，压强减小，直至瓶口内外压强相等时，水就停止流出．所以只要瓶内有水，盘里的水就能不断得到补充．实现家禽自动喂水． 8
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中小学课外辅导专家 巩固练习 一、填空题 1. 用磨快的刀容易切菜,这是用_______________的方法来________压强的. 2. ________________实验有力地证明了大气压的存在,______________首先用实验测得大气压的值,1标准大气压＝__________帕＝__________厘米汞柱. 3.一块砖重24牛,长25厘米,宽15厘米,厚4厘米,放在水平地面上最大压强为_______帕,若这样放置的砖沿竖直方向切去一半,还剩余的部分对地面的压强为_________帕. 332 4.密度为0.4×10千克/米、边长为1分米的正方体木块,放在1米的桌面上,对桌面产生的压强是________帕. 5.为了在松软土地上行驶自如,推土机上安装有两条宽履带,这是为了_________________________. 6.一圆台形密闭容器如图2所示放置,容器内装有部分液体, 若将容器倒置,则液体对容器下表面的压强将________,对容器下 表面的压力将_________. 图2 27.将250克的水倒入底面积为10厘米的容器中,水深为10厘米,则水对容器底的压强为________帕,压力为_________牛. M8.如图3所示,大气压强为76厘米汞柱,把托里拆利管向下压 50厘米入水银槽中,使管中水银柱高50厘米,则管顶内壁M处受到水银的 压强为________厘米汞柱,方向为__________. 图3 9.高山上煮鸡蛋不易煮熟,这是因为高山上气压低,水中的沸点________的缘故. 10.抽水机是利用________把水从低处抽到高处的. 二、选择题 11.下列关于压力的说法,其中正确的是( ) A.压力的方向总是竖直向下的 B.压力的方向总是垂直于受压物体的表面 C.压力的大小一定等于物体的重力 D.重力越大,产生的压力越大 12.下列说法中错误的是( ) A. 作用在物体上的压力越大,对物体的压强就越大 B. 压力一定时,受力面积越大,压强越小. C. 受力面积不变时,压力越大,压强越大. D. 受力面积增大时,压强不一定变小. 13.大型运输平板车装有100多个车轮子,这样做的目的是为了( ) A.保持平稳 B.减小对地面的压力 C.经久耐用 D.减小对地面的压强 14.如图4所示,容器中A、B两点处受液体压强的大小分别是pA与pB，它们的关系是( ) A. pA＝3pB B.pB＝3pA C. pA＝pB D.以上说法都不对 9
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中小学课外辅导专家 20cm A80cm B20cm 图4 15.三个完全相同的容器内放入等质量的水,分别浸没等质量的铜、铁、铝实心球,水没有溢出,则水对容器底部最大的压强是( ) A.放铜球的 B.放铁球的 C.放铝球的 D.三容器一样大 16.自来水钢笔吸墨水时,先用手按一下橡皮管外的弹簧片,然后松手,墨水就“自动”进入橡皮管中,其原因是由于( ) A.橡皮管内有吸力 B.手给橡皮管压力 C.弹簧片有压力 D.大气压的作用 三、计算题 17.圆图钉的面积为0.05毫米,图钉帽的面积为1厘米,若加在图钉帽上的压强为1.5×10帕,则图钉尖对墙的压强为多大？ 218.船在2米深的水下有一小洞,洞的面积为10厘米,为了把洞堵住,填充物至少要承受多少的力? 19.一个两端开口的直圆筒下端放一个轻质塑料薄片,把薄片压入水下20厘米处,如从筒口缓慢倒入筒中密度33为0.8×10千克/米的酒精,则倒多深时,塑料片恰好会掉下? 226参考答案 一、填空题 1. 减小受力面积、增大 52. 马德堡半球、托里拆利、1.01×10、76 333. 4×10、4×10 4. 392 5. 增大受力面积,减小压强 6. 变大、变小 7. 980、0.98 8. 26、竖直向上 9. 降低 10
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中小学课外辅导专家 10. 大气压 二、选择题 11.B 12.A 13.D 14.B 15.C 16.D 三、计算题 17.F＝p1S1＝1.5×10牛 p2＝42F9＝3×10帕 S218.p＝?gh＝1.96×10帕 F＝pS＝19.6牛 19.p水＝p酒 ?水gh水＝?酒gh酒 h酒＝ ?水h水?酒＝25厘米 11
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