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物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强的装置，其中弹簧的伸长长度（△L）跟所受拉力（F）的关系如图乙所示，注射器的最大刻度为20ml，全部刻度的长度为20cm，电源电压为6V-九年级物理
[db:作者]  2020-05-29 00:00:00  零零社区

题文

物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强的装置，其中弹簧的伸长长度（△L）跟所受拉力（F）的关系如图乙所示，注射器的最大刻度为20ml，全部刻度的长度为20cm，电源电压为6V，电阻R0的阻值为5Ω，阻值20Ω的均匀电阻丝，电压表的量程为0-3V．
（1）该气压计使用前必须先将注射器活塞推到顶端排尽注射器内的空气，并用橡皮帽将注射器孔封闭．
（2）当外界大气压为1标准大气压时，将弹簧右端固定在注射器的活塞上，向左拉弹簧另一端使活塞右端滑动到注射器的中部静止，然后将弹簧左端固定在支架上，如图甲所示．若活塞与注射器内壁摩擦忽略不计、注射器内视作真空，此时，弹簧对活塞的拉力F______活塞受到的大气压力F大气（选填“大于”、“等于”或“小于”），弹簧伸长的长度为______．（取1标准大气压=1.0×105Pa）
（3）将滑片固定在弹簧右端，调节电阻丝R的位置，使其和滑片接触良好且滑片位于R的中点，此时，电压表的示数为______．当大气压强增加时，电压表的示数______（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）若地球的平均半径为R，地球表面的大气压强为P0，地球的表面积为S=4πR2，试估算地球表面大气的总质量______（写出表达式，用题中给出的符号表示）．
题型：问答题  难度：中档

答案

（2）由题意可知，当活塞处于静止时，其所受的大气压力与弹簧的拉力是一对平衡力，故二者的大小相等；
活塞的横截面积：由V=SL得，S=
V
L
=
20cm3
20cm
=1cm2=1×10-4m2，
由公式p=
F
S
得，F=pS=1.0×105Pa×1×10-4m2=10N，
读图乙可知，当F=10N时，△L=1cm．
（3）当滑片位于R的中点时，R滑=
20Ω
2
=10Ω，
此时电路中的总电阻为：R总=R滑+R0=10Ω+5Ω=15Ω，
此时电路中的电流为：I=
U
R总
=
6V
15Ω
=0.4A，
电压表的示数为：U0=IR0=0.4A×5Ω=2V．
当大气压强增大时，滑片向右滑动，接入电路的阻值变小，电流变大，则定值电阻分压变大，即电压表的示数增大．
（4）∵地球表面的大气压强为p0，地球的表面积为S=4πR2，
∴地球所承受的大气压力：F=p0S=4πR2p0，
∵大气压力来自大气的重力
∴G=F=4πR2p0，
则大气的质量：m=
G
g
=
4πR2P0
g
．
故答案为：（2）等于；1cm；
（3）2V；增大；
（4）
4πR2P0
g
．

据专家权威分析，试题“物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强的装置，其中弹簧的..”主要考查你对  大气压强的存在及应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

大气压强的存在及应用

考点名称：大气压强的存在及应用

  • 大气压强：
    定义 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压
    产生原因 包围地球的空气由于受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在它里面的物体产生压强，空气内部向各个方向都有压强，且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
    存在证明 ①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
    应用 生活中：①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
    生产中：①活塞式抽水机②离心式水泵

  • 利用大气压的知识解释有关现象：
         在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象，如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等．利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象，例如用吸管喝饮料，当用力吸吸管时，吸管内的压强减小，饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管，从而喝到饮料，而并非我们平常说的吸进。

  • 生活实验证明大气压存在：
    实验一：模拟马德堡半球实验
        两个皮碗口对口挤压，然后两手用力往外拉，发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是：将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出，使金属球内和皮碗内空气的压强减小，而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起，要用较大的力才能拉开，这就有力证明了大气压强的存在。

    实验二：“瓶吞蛋”实验
       用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口，实验前用手轻轻用力，不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙（防止烧裂瓶底）的瓶中，迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口，待火熄灭后，观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验，由于棉花燃烧使瓶内气压升高，而骤冷又会使气压迅速降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。

    实验三：“覆杯”实验
        玻璃杯内装满水，用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，整杯水被纸片托住，纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强，因而纸片不掉下来。分析上述三个实验，不难理解大气压强存在问题。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强，“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点：大气向各个方向都有压强。
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