專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(六)　估測大氣壓的特殊方法課件 2024~2025學(xué)年人教版（2024）八年級(jí)下冊物理

專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(六)估測大氣壓的特殊方法1.(新中考·設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))(2023四川攀枝花二模)物理興趣小組的

同學(xué)利用周末開展一次登山活動(dòng),他們想利用隨身攜帶的注

射器、彈簧測力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)器材測量山頂?shù)?/p>

大氣壓。測量方案如下:

A.把注射器的活塞推至注射器針筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。B.如圖甲所示,用細(xì)線拴住注射器活塞,使線的一端與彈簧測

力計(jì)的掛鉤相連,然后水平向右緩慢拉動(dòng)針筒,當(dāng)針筒中的活

塞開始滑動(dòng)時(shí),記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F。C.讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V。D.用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。請根據(jù)他們設(shè)計(jì)的方案回答以下問題:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡,這將會(huì)使測量結(jié)果

(選填“偏大”“不變”或

“偏小”)。(2)測量前,有同學(xué)建議在活塞周圍涂抹潤滑油,然后將其插

入針筒中,這樣做有兩個(gè)好處:一是活塞的密封性好,二是可

以

。(3)若同學(xué)們使用圖乙中的B注射器進(jìn)行測量,彈簧測力計(jì)被

拉到5N時(shí)活塞仍沒有滑動(dòng)。可改用圖乙中的

(選填“A”或“C”)注射器。用測量得到的物理量表示大

氣壓的值為

。偏小減小摩擦C

(4)為消除活塞與針筒間的摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響,某同學(xué)在登

山活動(dòng)結(jié)束后經(jīng)過思考設(shè)計(jì)了如圖丙所示的裝置。將注射

器固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封

住注射器的小孔,活塞通過水平細(xì)線與燒杯相連。向燒杯中

緩慢加水,當(dāng)活塞剛開始向左滑動(dòng)時(shí),測得杯中水的質(zhì)量為900g;然后向外緩慢抽水,當(dāng)活塞剛開始向右滑動(dòng)時(shí),測得杯中

水的質(zhì)量為500g。燒杯質(zhì)量為125g,活塞的橫截面積為7.5×

10-5m2,g取10N/kg,輪軸間的摩擦和細(xì)線重不計(jì),則所測大氣壓值為

。1.1×105Pa丙解析(1)注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡,注射器內(nèi)殘

留的空氣也會(huì)產(chǎn)生一定的壓強(qiáng),這樣會(huì)使拉動(dòng)活塞開始滑動(dòng)

所需的拉力F變小,活塞的橫截面積不變,則測得的大氣壓會(huì)

偏小。(2)涂抹潤滑油的好處:①活塞的密封性好;②減小摩

擦對實(shí)驗(yàn)的影響。(3)外界大氣壓強(qiáng)保持一定,根據(jù)公式F=pS

可知,注射器的橫截面積越小,拉動(dòng)活塞所需的力也會(huì)越小,

使用圖乙中的B注射器進(jìn)行測量,彈簧測力計(jì)被拉到5N時(shí)活

塞仍沒有滑動(dòng),可換用橫截面積較小的C注射器;活塞的橫截面積S=

,將測量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得:p=

=

=

;(4)當(dāng)注射器的活塞開始向左滑動(dòng)時(shí),活塞受到繩子水平向左的拉力

F拉與燒杯和水的總重力G1大小相等,則F拉=G1=(900+125)×10-3kg×10N/kg=10.25N,假設(shè)活塞與針筒間的摩擦力為f,則f+F=F拉=10.25N①;當(dāng)注射器中的活塞開始向右滑動(dòng)時(shí),F拉'=G2=(0.5+0.125)kg×10N/kg=6.25N,此時(shí)F-f=F拉'=6.25N②;聯(lián)立①②兩式解得:F=8.25N;所以p=

=

=1.1×105Pa。2.(新中考·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn))(2023貴州黔東南期末)小明設(shè)計(jì)了用吸

盤測量大氣壓值的實(shí)驗(yàn),可選用的測量工具有刻度尺、彈簧

測力計(jì)、秒表和天平。請回答:

(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①如圖所示,將塑料吸盤壓在光滑的水平玻璃板上,擠出里面的空氣;②用小桶通過細(xì)繩與吸盤掛鉤相連接,向小桶中緩慢

添加

(選填“砝碼”或“細(xì)沙”),直到吸盤恰好

脫離玻璃板;③用天平測出小桶和里面物體的總質(zhì)量m;④用

刻度尺測量

(寫出相關(guān)物理量及其符號(hào));⑤大氣

壓強(qiáng)表達(dá)式為p=

(用所測得的物理量的符號(hào)表示)。(2)為了減小誤差,下列做法可行的是

。A.減小吸盤的直徑

B.減小塑料桶的質(zhì)量C.在吸盤上沾點(diǎn)水后再壓在玻璃板上細(xì)沙吸盤的直徑dC(3)小明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的大氣壓值與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

值相差很大,造成該現(xiàn)象的原因可能是

(寫出一條即可)。吸盤漏氣(答案合理即可)解析(1)②用小桶通過細(xì)繩與吸盤掛鉤相連接,向小桶中緩

慢添加細(xì)沙時(shí),吸盤所受繩子的拉力緩慢均勻增大,直到吸盤

恰好脫離玻璃板,選用細(xì)沙可以使測量結(jié)果更準(zhǔn)確;④用刻度

尺測量塑料吸盤的直徑d,以便求出吸盤的面積;⑤吸盤脫離

玻璃板時(shí),細(xì)繩對吸盤的拉力(即桶和細(xì)沙的重力)等于大氣

壓對吸盤的壓力,則大氣壓強(qiáng)p=

=

=

=

。(2)在吸盤上沾點(diǎn)水后再壓在玻璃板上,加強(qiáng)了吸盤與玻璃板面之間的密封性,防止漏氣,可以減小誤差;減小吸盤的直徑、減

小塑料桶的質(zhì)量均無法減小誤差。(3)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差很

大的原因有很多,吸盤與玻璃板是否接觸緊密是一個(gè)重要的

影響因素;所以造成該現(xiàn)象的原因可能是吸盤漏氣、吸盤與

接觸面之間有雜質(zhì)或吸盤內(nèi)空氣沒有排干凈等。專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(七)計(jì)算浮力的方法1.(2024四川開江期末)如圖所示,用細(xì)繩將一物體系在容器底部,若物體所受浮力為10N,上表面受到水向下的壓力為6N,則物體下表面受到水向上的壓力為

()

A.16N

B.10N

C.6N

D.4N類型一壓力差法A解析物體受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的壓力F向下=6N,浸沒在液體中的物體,受到的浮力是由其上、下表面

受到液體的壓力差產(chǎn)生的,即F浮=F向上-F向下,則物體下表面受到水向上的壓力F向上=F浮+F向下=10N+6N=16N,故選A。類型二稱重法2.(2024山東青島城陽期末)一彈簧測力計(jì)下掛一質(zhì)地均勻的

實(shí)心圓柱體,將圓柱體從某一高度處勻速下降,然后將其逐漸

浸入水中,整個(gè)過程中彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高

度h變化的關(guān)系圖像如圖所示,不考慮液面高度的變化,下列

說法正確的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

()A.圓柱體的體積為8cm3B.圓柱體所受的最大浮力為12NC.圓柱體的密度為1.5×103kg/m3D.圓柱體剛浸沒時(shí)下表面受到水的壓強(qiáng)為700Pa答案

C解析由圖像可知,當(dāng)h為0~3cm時(shí),圓柱體未浸入水中,彈簧

測力計(jì)的示數(shù)為12N,此時(shí)圓柱體受到重力和彈簧測力計(jì)的

拉力,由二力平衡條件可知,G=F拉=12N,當(dāng)h為7~9cm時(shí),圓柱

體浸沒在水中,此時(shí)受到的浮力最大,受到的最大浮力為F浮=

G-F拉'=12N-4N=8N,圓柱體的體積為V物=V排=

=

=8×10-4m3=800cm3,故A、B錯(cuò)誤;圓柱體的質(zhì)量m=

=

=1.2kg,則圓柱體的密度ρ=

=

=1.5×103kg/m3,故C正確;圓柱體剛浸沒時(shí)下表面所處的深度為4cm,受到水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D錯(cuò)誤。類型三阿基米德原理法3.(跨數(shù)學(xué)·圖像分析)(2024廣西平南期末)將一個(gè)底面積為300cm2的柱形溢水杯置于水平桌面上,水未裝滿,將一質(zhì)地均勻的實(shí)心圓柱體從如圖甲所示的位置緩慢放入水中直至浸沒最后沉入杯底,此過程中溢水杯溢出的水全部流入一旁電子秤上的玻璃杯中,電子秤的示數(shù)隨圓柱體下降高度的變化關(guān)系如圖乙所示,則圓柱體下降過程中溢出水的體積為

cm3,物體浸沒時(shí)受到的浮力為

N。

(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)40010解析由圖乙可知,圓柱體下降過程中溢出水的質(zhì)量m=0.6kg-0.2kg=0.4kg,圓柱體下降過程中溢出水的體積V=

=

=0.4×10-3m3=400cm3;圓柱體的底面積S圓柱體=

=

=100cm2;物體下降4cm后,水從溢水杯中流出,說明下降4cm時(shí)水剛好裝滿溢水杯,設(shè)此時(shí)水面升高Δh',

則SΔh'=S圓柱體(h下降+Δh'),解得Δh'=

=

=2cm;圓柱體浸沒時(shí)排開水的體積V排=SΔh'+V=300cm2×2cm+400cm3=1000cm3=10-3m3,物體受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N。4.(2024廣東廣州期末)如圖所示,物塊A質(zhì)量為0.8kg,用數(shù)顯

推拉力計(jì)將物塊壓入水中并保持靜止,這時(shí)數(shù)顯推拉力計(jì)的

示數(shù)為2N,已知水的密度是1.0×103kg/m3,g=10N/kg,忽略推

拉力計(jì)的推桿在水中受到的浮力。求:(1)物塊的重力;(2)物塊受到的水的浮力;(3)物塊的密度。解析(1)物塊的重力G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;(2)物塊在

推拉力計(jì)的作用下靜止在水中,此時(shí)物塊受力平衡,即物塊受

到水的浮力F浮=G+F=8N+2N=10N;(3)物塊浸沒在水中,由

阿基米德原理可知,物塊的體積V=V排=

=

=1×10-3m3,物塊的密度ρ=

=

=0.8×103kg/m3。解題技巧利用已知密度的液體計(jì)算(或測量)浸沒在液體

中的固體密度時(shí),首先要利用阿基米德原理F浮=G排的推導(dǎo)公

式V排=

,求出物體排開液體的體積,即物體的體積,然后再利用ρ=

=

=

ρ液求出固體的密度。類型四平衡法5.(2024安徽蚌埠蚌山三模)如圖所示,底面積為150cm2的圓

柱形容器中裝有適量的水,將質(zhì)量為200g的實(shí)心長方體物塊

放入水中(ρ水=1.0×103kg/m3),最終物塊靜止時(shí)有五分之一的

體積露出水面,此時(shí)容器中水的深度為30cm。則下列判斷

正確的是(g取10N/kg)

()A.該物塊所受的浮力大小為1NB.該容器底部受到水的壓力大小為50NC.該物塊的密度為0.75×103kg/m3D.若要使物塊浸沒在水中,施加在其上表面的壓力至少為0.5N答案

D解析由題圖可知,物塊處于漂浮狀態(tài),物塊所受浮力大小等

于重力,即該物塊所受浮力的大小F浮=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故A錯(cuò)誤;容器中水的深度為30cm,對容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa,該容器

底部受到水的壓力大小F=pS=3×103Pa×1.5×10-2m2=45N,故

B錯(cuò)誤;物塊靜止時(shí)有五分之一的體積露出水面,則浸入水中

的體積占總體積的五分之四,即V排=

V①,物塊排開液體的體