【经典习题周周练】
第九章浮力
第3节大气浮力
1．大气压的概念
【解题根据】大气层对浸在它上面的物体的浮力叫大气浮力，简称大气压或气压。
①实验证明，大气中存在着浮力。大气浮力简称大气压。
②德堡半球的实验证明大气浮力的存在。
题目一如图甲所示，在铁桶内倒入少量的水，用火加热，沸腾然后把桶口塞住，之后浇上热水，在的作用下，铁桶被压扁了，这说明力可以改变。
【解题思路】①大气浮力是因为空气具有重力和流动性而形成的，吸盘、吸管吸啤酒、覆杯实验等都证明了大气浮力的存在；②力的作用疗效有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态。
解析：①在薄皮铁桶内放些水，烧开后把开口封住，再浇上热水，铁桶内的气压降低，桶内的浮力大于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压扁了；
②薄皮铁桶被压扁，大气压力改变了铁桶的形状，说明力可以改变物体的形状。
答案：大气浮力；改变物体的形状，水的沸点随气压的减少而减少。
点评：本题结合生活例子考查了大气浮力和力的作用疗效，数学来始于生活，要学因而用。
练习题1如图甲所示，塑胶杯中灌满水，用一张纸覆盖杯口并压紧，之后将杯悬空倒置，杯中的水和纸都落下（选填“会”或“不会”）。若将盖有纸片的杯口由图甲转向图乙是为了探究大气。
练习题2如图所示的吸盘式挂钩，可以紧紧的吸在墙壁，其掉不出来的直接诱因是（）
A．因为吸盘遭到大气压力作用
B．因为墙面对吸盘有弹力作用
C．因为吸盘遭到了重力的作用
D．因为吸盘遭到了磨擦力作用
练习题3如图所示的实例中，与大气压无关的是（）
A．洗手池下的回水管
B．用注射器汲取药液
C．吸啤酒
D．马德堡半球实验
2．大气压的检测
【解题根据】大气浮力相当于760毫米水银柱形成的浮力。
①托里拆利实验；
②p0=ρgh=
13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105Pa；
③在简略估算中，标准大气压可以取为1×105Pa；
④转换法。
题目二图是托里拆利实验的规范操作过程谁发现了大气压强的值，关于该实验说法正确的是（）
A．玻璃管管径越大，管内和管外水银面高度差越小
B．往水银槽内多倒些水银，管内和管外水银面高度差减小
C．玻璃管倾斜，管内和管外水银面高度差减小
D．当海拔高度下降时，管内和管外水银面高度差降低
【解题思路】玻璃管粗细、是否弯曲及及水银槽内水银的多少不会影响大气压的检测值；在托里拆利实验中，水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，在玻璃管顶端真空的情况下，管内外水银柱的高度差通常不会改变；大气压随海拔高度的降低而降低。
解析：玻璃管管径的大小不会影响水银柱的高度，故A错误；往水银槽内多倒些水银，管内水银柱会下降，但水银柱的高度由外界大气压的大小决定的，管内和管外水银面高度差不变，故B错误；水银柱的高度是指垂直高度，倾斜会使厚度降低，但高度不变，故C错误；当大气压随海拔高度的降低而降低，故海拔高度下降时，管内和管外水银面高度差增大，故D正确。
答案：D
【点评】在学习托里拆利实验时，对各类变化的情况是否会影响实验的结果，必须有一个明晰的认识，这也是我们把握这一实验的基本要求。
练习题4如图所示的是检测大气浮力的装置，玻璃管长约1m，槽内装有水银，下述说法正确的是（）
A．第一次借助此装置测出大气浮力的科学家是托里拆利
B．此装置是一个连通器
C．玻璃管竖直放置时测出的大气浮力一定为76cm汞柱高
D．将此装置从山脚移到山顶，管内外汞液面高度差降低
练习题5在用水银做测定大气浮力的实验时，下边几种情况中说法正确的是（）
A．换用更粗的玻璃管，水银柱高度将不等于760毫米
B．若玻璃管内混进少量空气，检测值将大于真实值
C．无论如何倾斜玻璃管，水银都不能饱含整个玻璃管
D．往上提玻璃管，上端管口不离开水银面，水银柱的高度增加
练习题6如上图所示，老师在做托里拆利实验时，当时大气压为标准大气压，则相当于mmHg形成的浮力；若玻璃管的顶端混进了部份空气，实验测得气压值实际值（选填“大于”“小于”或“等于”）；若果将玻璃管稍稍倾斜，管内水银柱高度会（选填“升高”“降低”或“不变”）。
题目三用如图所示装置简略检测大气压的值。把吸盘使劲压在玻璃上排出吸盘内的空气，吸盘压在玻璃上的面积为6×10-4m2。轻轻向挂在吸盘下的大桶内加石子。吸盘正好开裂时，测出吸盘、小桶和石子的总质量为5.4kg。
（1）大气对吸盘的压力为N。
（2）按照已知数据估算出大气压的值（写出估算过程）
（3）若吸盘内的空气不能完全排出，则大气压的检测值比实际值偏（选填“大”或“小”）。
【解题思路】使吸盘开裂的总重力正好等于大气对吸盘的压力，这一点比较好理解。用这一压力乘以吸盘与玻璃的接触面积，就可以求出此时的大气浮力值了。不过吸盘内的空气很难完全被排出，带动过程中的形变、接触面有可能带有杂质等诱因就会使拉力变小，这样大气压的检测值也会相应偏小。
解：大气对吸盘的压力：
F=G=mg
=5.4kg×10N/kg
=54N；
大气压的检测值：
p=F/S
=54N/6×10−4m2
=9×104Pa；
假如空气不能完全排出，使用较小的拉力便可将其拉下，拉力小了测得的浮力也会偏小。
答案：（1）54；（2）9×104Pa；（3）小
点评：这是一个较简便实用的测大气压值的方式，掌握好实验的原理运用我们学过的浮力公式就可以轻松得出结果。不过要注意这个结果可不会太准，通常会偏小的。
练习题7小虎朋友借助注射器（体积为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，用橡皮帽挡住注射器的小孔这样做的目的是。
（2）如图所示，水平往右渐渐带动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，则大气压的值可表示为p=。
（3）实验室有甲乙丙三个注射器，活塞的横截面积分别为0.8cm2、1.2cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用（选填“甲”“乙”或“丙”）注射器合适，理由。
3．大气压的应用
【解题根据】大气压的应用
①大气压的检测仪器──水银气压计和金属盒气压计。
②大气压随高度的降低而降低。
③活塞式抽水机和离心式抽水机的抽水示意图及工作原理。
题目四用如图所示的装置抽水，当活塞上升到S管口后继续上升，则发觉的现象有（）
A．水从S管口流出
B．管内水随活塞继续上升
C．管内海面开始下落
D．水不能从S管口流出，水保持在管口附近不动，既不上升也不升高
【解题思路】当活塞上升到管口后，再继续上升谁发现了大气压强的值，液体就和S口处大气压的作用，深受上下的大气压相等，靠自身重力流回。
解析：当活塞上升到管口后再继续上升，活塞将离开管口，活塞下水面将直接与大气接触，在大气压力作用下水面会升高。
答案：C
【点评】此题考查大气压的应用，明晰活塞上升到管口后，液体受上下气压相等，是解答此题的关键。
练习题8如图，活塞式抽水机是借助来工作的，在1个标准大气压下，最多可把水抽高m；当提起活塞时球阀（选填“A”或“B”，下同）关掉，大气压迫使水推开球阀步入圆筒：压下活塞时，球阀B关掉，水不能往下流就推开球阀A进到活塞里面，再提起活塞，活塞里面的水使球阀A关掉水被活塞提起，从侧管中流下来。（1个标准大气压取1×105Pa，g取10N/kg）
练习题9数学知识在生活中有广泛的应用，患者打针时用的吊针就是一例。如图所示，A管是打针管，C管是空气管。在打针过程中，假如发觉病患的血液沿打针管回流，可将吊针的位置（选填“提高”或“降低”），使流入病人血管处药液的浮力变大，这样药液和血都会被压回到血管里；插入C管后，瓶内液面上方二氧化碳的浮力外界大气压。
练习题10如图所示的车辆锈斑修补器，用水泵抽出吸盘中的空气，吸盘才会贴近在车辆锈斑处，再使劲向外拉，使坑洞平复，吸盘能贴近在车上是由于作用。
练习题答案
1．不会；向各个方向都有浮力
2．A
3．A
4．A
5．B
6．760；大于；不变
7．（1）排尽筒内的空气，密封注射器；
（2）FL/V；
（3）甲；带动乙、丙注射器所需的力超过弹簧测力计的阻值
8．大气压；10；A；B
9．增强；等于
10．大气压
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