第 3 节 大方压强

测试时间:20 分钟

1.下列小实验或生活现象能说明大方压存在的是

1. 答案 A 纸片遭到水的重压之所以不脱落,是由于下方的大方对纸片有向上的重压,能说明大方压的存在,A 项正确。橡皮膜之所以向外凸,是由于上方的水对橡皮膜有重压,与大方压无关,B 项错误;U 形管中液面相平是借助连通器原理,C 项错误;手指夹住铅笔两端的实验现象,可以说明重压有哪些用途成效与受力面积有关,D 项错误。

2. 

如图所示的托里拆利实验中,测得的大方压强等于

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,不可以判断

2. 答案 B 读图可知,玻璃管内外水银面的高度差为 750mm,因此,测得的大方压强等于 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.筒内外水面一直维持相平

3. 答案 A 把量筒看成一个“托里拆利管”,把量筒从水中提起等于用水做托里拆利实验,大方压可以支持 760mm 高的水银柱,而水的密度比水银的密度小得多,因此大方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,是借助大方压的是

4. 答案 D 借助拔火罐进行治疗,先要用火对火罐加热,使火罐内的空气降低,然后借助大方压将火罐压在人体上,是大方压的应用,故 D 正确。

5. 图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制充气压力计”,P

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方压是 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.乙图中的自制充气压力计测出当地当时的大方压是 ρ 水gh3

D.同时携带两装置登ft,发现 h1 会变小,h3 会增大

5. 答案 C 对于乙图中的自制充气压力计,瓶内充气压力与当地当时的大方压之差为 ρ 水gh3,瓶内充气压力未知,所以没办法测出大方压。

6. 

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降低,这到底是什么问题儿?水去了哪儿?邻居物理老师给出知道释,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,下列关于虹吸现象剖析不正确的是

A.产生这种现象是什么原因大方压强和液体压强一同用途的结果B.产生这种现象是什么原因大方压强的结果,与液体压强无关

C. 产生这种现象两家的水龙头需要都要打开

D. 日常仅用一个橡胶管便可以给鱼缸换水就是借助了虹吸现象

6. 答案 B 楼上和楼下之间的水管刚开始是灌满水的,两液面上方与大方相通,因为两液面存在高度差,即两液面之间存在液体压强,同时在大方压有哪些用途下,水桶里的水“自动”流到了楼下,即发生了虹吸现象,故虹吸现象是由大方压强与液体压强一同用途的结果,故 A 正确,B 错误。产生这种现象两家的水龙头需要都要打开,在大方压和液体压强的一同用途下产生虹吸现象,故 C 正确;日常仅用一个橡胶管便可以给鱼缸换水,借助了虹吸现象,故 D 正确。

2、填空题

7. 意大利科学家____________________最早测出大方压的数值。一个标准大方压 p0=____________________Pa。

7.答案 托里拆利 1.013×105

分析 最早测出大方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。大方压是变化的,规定 1 个标准大方压的大小为 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____________________,圆筒内充气压力____________________外面大方压,

在____________________有哪些用途下,水经过阀门 B 流入圆筒中。

8. 答 案 关闭 小于 大方压

分析 由图可知,活塞式抽水机在用时,提起活塞时,阀门 A 遭到大方压有哪些用途而关闭,活塞下面的空气变稀薄,充气压力小于外面大方压,于是低处的水在大方压有哪些用途下推开阀门 B 进入圆筒。

9. 在海拔 2km 以内,可以近似地觉得海拔每升高 12m,大方压变化 1 毫米汞柱。伴随海拔的升高,大方压强____________________,若某地的充气压力为 700mmHg,则此处的海拔为____________________m。9.答案 减少 720

分析 由大方压与高度的关系可知,伴随海拔的升高,大方压强会减少;因为在海拔 2km 以内,可以近似地觉得海拔每升高

h h

12m,大方压变化 1 毫米汞柱,则 h 高度,减小的充气压力为12mmHg;若海平面处的大方压为 p0,则海拔为 h 处的大方压 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. 

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缩短压和舒张压。设某人的血压随时间变化图象如图所示,该人的缩短压是__________ Pa,它等于__________ m 高的水柱产生的压强。

10.答案 1.632×104 1.632

分析 由图象可知,缩短压为 120mmHg,则缩短压 p 汞=ρ 汞gh 汞=13.6×103kg/m3×10N/kg×120×10- 3m=1.632×104Pa。依据题意可知: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。

3、简答与作图题

11. 物理课堂上,王老师给同学们表演了一个魔术:空碗倒水。魔术曝光时,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。王老师是如何借助小孔 A 控制水是不是流出的?请你用有关的物理常识进行讲解。

11. 答案 见分析

分析 堵住小孔 A,碗倾斜时,夹层内的充气压力小于大方压,出水口外的充气压力为大方压,夹层里的水不会流出;露出小孔 A,夹层内外的充气压力相等,碗倾斜时,水在重力有哪些用途下流出。

12. 托里拆利实验测出了大方压强的值。如图所示,某同学分别用甲、乙、丙、丁 4 个不一样的玻璃管根据实验需要规范地

进行该实验,已知此时实验环境的充气压力为 1 标准大方压。请你依据甲管已标注的水银柱液面的状况,分别画出乙、丙、丁内水银柱液面。

12. 答案 如图所示

分析 乙、丙、丁管内水银柱的液面应与甲管内水银柱的液面相平。

4、实验探究题

13. 

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:

 此时此地大方压的值为____________________mmHg,合____________________Pa。

 将玻璃管略向上提,管内外水银面的高度差为____________________mm;将玻璃管略向下压,管内外水银面的高度差为____________________mm。

 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____________________;假如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____________________。

 实验时管中不慎进入少量空气,管内外水银面的高度差将____________________。

 如图甲,借助托里拆利实验测量大方压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那样管内的水银面将

A. 维持不变

B. 渐渐降低,最后与管外液面相平C.渐渐上升,最后从小孔中流出 D.稍微降低一些

13.答案 730 9.73×104 730 730 增大 不变 偏大 减小 B

分析 在托里拆利实验中,玻璃管内外液面的高度差反映了大方压的大小,读图可知,此时此地大方压的值为 730mmHg, 合 p=ρ 汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.73m≈9.73×104Pa。在管口不离开水银槽内水银面的状况下,将玻璃管略向上提,或在管内仍然有一部分真空的状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。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;假如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。实验时管中不慎进入少量空气,则空气会产生肯定的向下的 压强,使管内外水银面的高度差减小。题图甲中,借助托里拆利实验测量大方压强时,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方相通,管内的水银面将降低,最后与管外液面相平。

14. 洋洋和瑞瑞同学合作设计了一个借助吸盘估测大方压强的实验策略:

 用刻度尺测出吸盘的直径 D;

 将吸盘四周沾上水,压在光滑的水平地面上;

 用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面,依据经验估测拉吸盘柄所需拉力 F 的大小; 计算出当地大方压强。

【评估交流】

洋洋同学说:“大家的实验原理是____________________,操作过程规范,较便捷地估测出了大方压强 p=____________________。”

实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水,如此做的目的是____________________。洋洋和瑞瑞在操作过程中存在的问题有:

____________________;

____________________等。

�

14. 答 案 p=�

4� π�2

预防外面的气体进入吸盘

 吸盘内的气体不可能挤干净

 依据估测得出的拉力大小也有较大偏差

� � � 4�

分析  实验依据的原理是压强的计算公式 p=�。借助此办法得出的大方压强的表达式为 p=�= �  2= 2。吸盘与地面之间

π

π�

不可能完全密封,四周沾上水是为了预防外面的气体进入吸盘。剖析操作过程可以看出,操作中吸盘内的气体不可能挤干净,依据估测得出的拉力大小也有较大偏差。

5、综合能力题

阅读短文,并回答问题。

日常的大方压

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?

当容器中的水面降低与瓶口离别时,水从瓶口流出,当容器中的水面上升第三接触到瓶口时,外面的大方压支持着瓶内水柱,水停止流出。

如图所示,____________________图中饮料将不可以从管中吸出,因它的液面上方没____________________,而饮料是靠____________________压入嘴中的。

大夫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____________________有哪些用途下被压入注射器。

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____________________外面大方压,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____________________外面大方压时,水停止流出。

15.答案 乙 空气 大方压 将针筒中的空气排出 大方压 大于 等于

分析 甲图中用吸管吸饮料时,吸管内充气压力减小,小于外面大方压,在大方压有哪些用途下饮料被压入吸管。而乙图中饮料上方没空气,没了大方压有哪些用途,因此不可以将饮料吸进口中。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,药液在外面大方压有哪些用途下被压入针筒内。水面封住瓶口,瓶子内的水和空气的压强之和等于外面的大方压强时,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面的大方压强时,水流出。