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

專項素養(yǎng)綜合全練(六)估測大氣壓的特殊方法1.(新中考·設計實驗)(2023四川攀枝花二模)物理興趣小組的

同學利用周末開展一次登山活動,他們想利用隨身攜帶的注

射器、彈簧測力計、細線、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,用細線拴住注射器活塞,使線的一端與彈簧測

力計的掛鉤相連,然后水平向右緩慢拉動針筒,當針筒中的活

塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(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)他們設計的方案回答以下問題:(1)實驗時同學們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡,這將會使測量結(jié)果

(選填“偏大”“不變”或

“偏小”)。(2)測量前,有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油,然后將其插

入針筒中,這樣做有兩個好處:一是活塞的密封性好,二是可

以

。(3)若同學們使用圖乙中的B注射器進行測量,彈簧測力計被

拉到5N時活塞仍沒有滑動。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驗的影響,某同學在登

山活動結(jié)束后經(jīng)過思考設計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,活塞通過水平細線與燒杯相連。向燒杯中

緩慢加水,當活塞剛開始向左滑動時,測得杯中水的質(zhì)量為900g;然后向外緩慢抽水,當活塞剛開始向右滑動時,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,輪軸間的摩擦和細線重不計,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

留的空氣也會產(chǎn)生一定的壓強,這樣會使拉動活塞開始滑動

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

偏小。(2)涂抹潤滑油的好處:①活塞的密封性好;②減小摩

擦對實驗的影響。(3)外界大氣壓強保持一定,根據(jù)公式F=pS

可知,注射器的橫截面積越小,拉動活塞所需的力也會越小,

使用圖乙中的B注射器進行測量,彈簧測力計被拉到5N時活

塞仍沒有滑動,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)果代入壓強公式得:p=

=

=

;(4)當注射器的活塞開始向左滑動時,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,假設活塞與針筒間的摩擦力為f,則f+F=F拉=10.25N①;當注射器中的活塞開始向右滑動時,F拉'=G2=(0.5+0.125)kg×10N/kg=6.25N,此時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)新實驗)(2023貴州黔東南期末)小明設計了用吸

盤測量大氣壓值的實驗,可選用的測量工具有刻度尺、彈簧

測力計、秒表和天平。請回答:

(1)實驗步驟: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用小桶通過細繩與吸盤掛鉤相連接,向小桶中緩慢

添加

(選填“砝碼”或“細沙”),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);⑤大氣

壓強表達式為p=

(用所測得的物理量的符號表示)。(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.在吸盤上沾點水后再壓在玻璃板上細沙吸盤的直徑dC(3)小明同學通過實驗數(shù)據(jù)計算出的大氣壓值與標準大氣壓

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用小桶通過細繩與吸盤掛鉤相連接,向小桶中緩

慢添加細沙時,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,選用細沙可以使測量結(jié)果更準確;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,細繩對吸盤的拉力(即桶和細沙的重力)等于大氣

壓對吸盤的壓力,則大氣壓強p=

=

=

=

。(2)在吸盤上沾點水后再壓在玻璃板上,加強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)造成實驗結(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。專項素養(yǎng)綜合全練(七)計算浮力的方法1.(2024四川開江期末)如圖所示,用細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)一彈簧測力計下掛一質(zhì)地均勻的

實心圓柱體,將圓柱體從某一高度處勻速下降,然后將其逐漸

浸入水中,整個過程中彈簧測力計的示數(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.圓柱體剛浸沒時下表面受到水的壓強為700Pa答案

C解析由圖像可知,當h為0~3cm時,圓柱體未浸入水中,彈簧

測力計的示數(shù)為12N,此時圓柱體受到重力和彈簧測力計的

拉力,由二力平衡條件可知,G=F拉=12N,當h為7~9cm時,圓柱

體浸沒在水中,此時受到的浮力最大,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;圓柱體剛浸沒時下表面所處的深度為4cm,受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D錯誤。類型三阿基米德原理法3.(跨數(shù)學·圖像分析)(2024廣西平南期末)將一個底面積為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時水剛好裝滿溢水杯,設此時水面升高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

推拉力計將物塊壓入水中并保持靜止,這時數(shù)顯推拉力計的

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

推拉力計的作用下靜止在水中,此時物塊受力平衡,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算(或測量)浸沒在液體

中的固體密度時,首先要利用阿基米德原理F浮=G排的推導公

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的實心長方體物塊

放入水中(ρ水=1.0×103kg/m3),最終物塊靜止時有五分之一的

體積露出水面,此時容器中水的深度為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錯誤;容器中水的深度為30cm,對容器底部產(chǎn)生的壓強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錯誤;物塊靜止時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