大气的压强
一、单选题
1.如图所示的生活场景中,没有利用大气压强的是( )
A. 注射器注射药液
B. 吸管吸牛奶
C. 吸盘挂钩挂炊具
D. 吸尘器吸灰尘
2.关于气体的流速与压强的关系,下列说法中,错误的是( )
A. 战斗机利用气流在机翼上下表面压力差而产生向上的升力。使飞机可以停在空中
B. 气流偏导器的作用、给车身较大压力,加大了与地面摩擦
C. 乘客必须站在安全线以外的地方候车的原因
D. 当气流经过化油器上一段突然变窄的管道时,汽油从喷管喷到气流中,变成雾状
3.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道能有风通过的问题,同学们设计了如下几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“○M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是( )
A. B. C. D.
4.下列 4 幅图所呈现的情景中,主要利用了“液体的流速越大,压强越小”这一原理的是( )
A. 气象卫星升空 B. C919 客机升空
C. 复兴号动车行驶 D. 蛟龙号深潜器下潜
5.下列关于气压、高度、气温三者关系的叙述,正确的是( )
①气压随高度增加而减小 ②在对流层,气温随高度增加而降低 ③在同一高度上气温高气压低 ④气体的流速越大,气压越大 ⑤空气总是由低压的地方流向高压的地方
A. ①②③ B. ②④⑤ C. ①③⑤ D. ①②④
6.下列装置中,不是利用大气压强工作的是( )
A. 用注射器注射药液 B. 吸管吸饮料
C. 吸盘挂钩 D. 吸尘器
7.如图所示的四种飞行器,在飞行时利用流体压强与流速关系获得升力的是( )
A. B. C. D.
8.关于大气压强,下面几种说法中正确的是( )
A. 大气压强是由于大气有重力而产生的,所以它的方向总是竖直向下的
B. 海拔越高,大气压强越大,所以饭越难煮熟
C. 同一地点大气压是不变的,因同一地点海拔高度相同
D. 在某地做托里拆利实验时,测得水银柱的高度为750mm,可能是准确的
9.气体的流速越大,压强越小。下列现象的产生与此相关的是( )
A. 向球间吹气,两球靠拢 B. 手离硬纸,纸不下落
C. 轻推气球,快速滑行 D. 抽离玻片,左瓶变淡
10.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强----大气压。下列有关大气压的叙述错误的是 ( )
A. 大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用
B. 标准大气压的数值为 1.01×105 帕,(约 760mm 汞柱)
C. 人的心情通常跟晴天和阴雨天大气压的高低变化有关
D. 大气压与大气的密度有关,离地越高的地方,大气压也越大
11.科技兴趣小组在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管 A、B、C 连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。现将抽气机与 C 管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t 图象如图乙所示。则下列描述正确的是( )
A. 实验室的大气压为标准大气压 B. 抽气过程中,三节管中的气体流速相同
C. 曲线①是A 管中的气体压强随时间变化图 D. 0~4 s,C 管中的气体压强变化最大
12.科学老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习科学知识,揭示科学规律。下面的实验不是揭示流体压强与流速关系的实验是( )
A. B. C. D.
二、填空题
13.学完大气压强后,小滨想,既然气体和液体都可以产生压强,那么如果在试管A中装满水,再把小试管B套入其中一部分(如图甲),把两个试管倒置过来(如图乙所示),试管B会出现什么状态呢?你的猜想是: ;你猜想的理由是: 。
14.暑假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速________,压强________,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
三、解答题
15.在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为ρv2+p=C(式 中C是常量,ρ表示空气密度).如图所示,在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币, 并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币 一个向上的动力。
(1)根据上述关系式可知:空气流速越大,压强越________。
(2)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p下=________。
(3)请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度的表达式:v=________(用ρ、S、m表示)。
四、实验探究题
16.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘,固定在墙上的平面镜,水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10平方厘来;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排进吸盘内空气:④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合你所学的知识分析。
(1)上述的实验步骤中,哪一步是多余的________(填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是:________。
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图乙,则你预计的弹簧秤示教可能会________(“变大“变小"或“不变”)。
(4)若丙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10毫升,则该地的大气压为________pa.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】分析各个选项中现象包含的原理,判断与大气压强是否有关即可。
【解答】A.注射器注射药液,依靠的是手对活塞产生的推力,与大气压强无关,故A符合题意;
B.用吸管喝牛奶时,吸管内气压减小,在外界大气压强作用下,牛奶被压进吸管进入口中,与大气压强有关,故B不合题意;
C.吸盘内几乎为真空,在外界大气压强的作用下,吸盘被紧紧压在墙壁上,故C不合题意;
D.吸尘器内的电机高速旋转,里面气压减小,在外界大气压强的作用下,灰尘被压进吸尘器,故D不合题意。
故选A。
2.【答案】 A
【解析】【分析】流体流速越大的地方压强越小,据此分析即可。
【解答】A.战斗机利用气流在机翼上下表面压力差而产生向上的升力,但是不能停在空中,故A错误符合题意;
B.气流偏导器的形状和机翼相反,大气会对它产生向下的压力,于是加大了与地面摩擦,故B正确不合题意;
C.当列车经过时,铁轨附近空气流速大压强小,周围的空气会对乘客产生向内的压强,很容易造成危险,这就是乘客必须站在安全线以外的地方候车的原因,故C正确不合题意;
D.气流经过变窄的管道时,气流速度加快,气压变小,于是汽油被大气压压进管道,在气流的冲击下,,变成雾状 ,故D正确不合题意。
故选A。
3.【答案】 C
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析判断。
【解答】在C图中,左侧通道的墙面是平的,而右侧通道的墙面是曲面;当空气从两个通道经过时,右侧通道的空气流速明显大于左侧,因此右侧通道的气压小于左侧气压,于是空气会从左侧通过过道流向右侧,达到通风换气的目的,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
4.【答案】 B
【解析】【分析】逐个分析各选项中利用的物理知识,哪个与流体压强和流速的关系有关,哪个就是正确选项。
【解答】A.气象卫星升空,是靠运载火箭携带,而运载火箭利用的是物体间力的作用是相互的原理,故A不合题意;
B.客机机翼的上表面是曲面,下表面是平面,当气流分别从两个表面通过时,上表面的流速大压强小,下表面的流速小压强大,于是产生向上的托力,这就是客机升空的原因,故B符合题意;
C.复兴号动车行驶,利用的是电动机将电能转化为机械能的原理,故C不合题意;
D.蛟龙号深潜器下潜,利用的是重力大于浮力,物体下沉的原理,故D不合题意。
故选B。
5.【答案】 A
【解析】【分析】气压是气体的重量产生的压强的简称,可以理解成重力作用下大气压强是向下施加,若是越往下,压强越大。在对流层,高度每上升1公里,气温会平均下降摄氏6.49度。在同一高度气温高,导致气流上升,大气压强下降,也就是导致气压低。气体属于流体,流体中流速越大的位置,压强越小, 只有在同一平面上,才会形成由高压流向低压的气流.垂直方向上,低压气流上升,高压气流下沉。
【解答】 A、①气压是气体的重量产生的压强的简称,可以理解成重力作用下大气压强是向下施加,若是越往下,压强越大。②在对流层,高度每上升1公里,气温会平均下降摄氏6.49度。③在同一高度气温高,导致气流上升,大气压强下降,也就是导致气压低,故A符合题意。
B、 ④ 气体属于流体,流体中流速越大的位置,压强越小, ⑤ 只有在同一平面上,才会形成由高压流向低压的气流.垂直方向上,低压气流上升,高压气流下沉。B不符合题意。
C、 ⑤ 只有在同一平面上,才会形成由高压流向低压的气流.垂直方向上,低压气流上升,高压气流下沉,C不符合题意。
D、④ 气体属于流体,流体中流速越大的位置,压强越小,D不符合题意。
故答案为:A
6.【答案】 A
【解析】【分析】分析各个选项中的物理原理,其中与大气压强无关的就是正确选项。
【解答】A.用注射器注射药液时,药液依靠人施加在活塞上的压力进入人的体内,与大气压强无关,故A符合题意;
B.人用力吸出吸管里的空气,吸管里气体压强减小,饮料在大气压强的作用下被压进人的口中,故B不合题意;
C.挤压吸盘,吸盘里面气压减小,它在大气压强的作用下被压在竖直的墙壁上,故C不合题意;
D.当吸尘器里面的电机高速旋转时,里面空气流速大压强小,灰尘在大气压强的作用下被压进吸尘器,故D不合题意。
故选A。
7.【答案】 C
【解析】【分析】分析各个选项中工具获得升力的方式,哪个利用了流体压强和流速的关系,哪个就是正确选项。
【解答】选项A中的“竹蜻蜓”与直升机,在旋翼转动时对空气有一个向下的力;由于力的作用是相互的,空气对旋翼产生一个向上的力,使其上升,故A和B不合题意;
飞机的机翼上表面是曲面,下表面是平面;飞机升空时,流过机翼上方的空气流速大压强小,流过机翼下方的空气流速小压强大,便形成了向上的升力,故C符合题意;
火箭升空时向下喷出了高温高压的燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,使火箭升空,故D不合题意。
故选C。
8.【答案】 D
【解析】【分析】(1)根据大气压强的成因和方向进行分析;
(2)大气压强随海拔高度的增大而减小;
(3)大气压强受到高度和天气的影响;
(4)标准大气压只是一个理想值,由于各种原因,大气压强的值都略有差异。
【解答】A.大气压强是由于大气重力而产生的,而它的方向总是向四面八方的,故A错误;
B.海拔越高,大气压强越小,而水的沸点越低,所以饭越难煮熟,故B错误;
C.同一地点大气压还可能受到天气的影响,故C错误;
D.在某地做托里拆利实验时,测得水银柱的高度为750mm,可能是准确的,故D正确。
故选D。
9.【答案】 A
【解析】【分析】分析各个选项中物理现象的成因,哪个与“流体压强与流速的关系”有关,哪个就是正确选项。
【解答】A.向球间吹气,中间空气流速大压强小,周围空气压强大,将两个球推向一起,故A符合题意;
B.手离开硬板,在大气压强的作用下纸片不下落,与“流体压强与流速的关系”无关,故B不合题意;
C.轻推气球,气球由于惯性快速滑行,与“流体压强与流速的关系”无关,故C不合题意;
D.抽离玻璃片,左瓶变淡,说明两种气体发生扩散,与与“流体压强与流速的关系”无关,故D不合题意。
故选A。
10.【答案】 D
【解析】【分析】流体(气体、液体)内部存在压强,深度越深压强越大,在同一深度向各个方向的压强相等。一 标准大气压的数值为 1.01×105 帕,(约 760mm 汞柱) 。 人的心情通常跟晴天和阴雨天大气压的高低变化有关 。大气压与大气密度、高度等有关,一般情况下离地越高的地方大气压越小。
【解答】流体内部向各个方向都有压强,也就会对其内的物体产生力的作用,A叙述正确,不符合题意;
标准大气压的数值为 1.01×105 帕,(约 760mm 汞柱), B叙述正确,不符合题意;
因为晴天气压高,阴雨天气压低,会导致与人体内的气压不一致而影响人的心情,C叙述正确,不符合题意;
大气压与大气密度、高度等有关,一般情况下离地越高的地方大气压越小,D叙述错误,符合题意。
故答案为:D
11.【答案】 C
【解析】【分析】(1)标准大气压的值为;
(2)由于三节气管串联,因此相同时间内气体流量相同;
(3)流体流速越大的位置压强越小。
【解答】A.观察乙图可知,实验室中的气压是101.4kPa,而标准气压是100kPa,因此实验室的大气压不是标准大气压;
B.抽气过程中,三节管中气体流量相同,因此最细的A中流速最大,最粗的C管中流速最小,故B错误;
C.A管中气体流速最大,压强最小,因此A管中压强变化是最大的,那么曲线①是A管中的气体压强变化时间图,故C正确;
D.0~4s时,A管中的气体压强变化最大,故D错误。
故选C。
12.【答案】 C
【解析】【分析】流体压强和流速的关系为:流速越大的位置压强越小,据此分析即可。
【解答】A.两张纸竖直放置且相互靠近,当用力向纸的中间缝隙吹气时,中间空气流速大压强小,于是产生向中间的压力差,那么两张纸就吸在一起,故A不合题意;
B.纸条下垂,当用力在纸条上方吹气时,上面空气流速大压强小,于是产生向上的压力差,那么纸条飘起来,故B不合题意;
C.用力吸出吸管中的空气,饮料在大气压强的作用下被压进吸管,流入口中,故C符合题意;
D.从漏斗上方向下吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,于是产生向上的压力差,托住乒乓球而不落下来,故D不合题意。
故选C。
二、填空题
13.【答案】 试管 B 会向上升;大气向各个方向都有压强
【解析】【分析】将试管倒置后,大试管和小试管之间的水在重力作用下不断流出。由于大气对小试管有向上的压强,因此小试管会不断向上爬升,直到到达大试管的底部,据此分析解答。
【解答】把两个试管倒置过来(如图乙所示),试管B会向上升,猜想的理由是:大气向各个方向都有压强。
14.【答案】 大;小
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速大,压强小,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
三、解答题
15.【答案】 (1)小
(2)C
(3)
【解析】【分析】(1)根据流体压强和流速的数学关系式进行分析即可;
(2)硬币下方没有空气通过,则速度为0,将这一数据代入公式中即可得出硬币下方空气的压强;
(3)根据上面的分析可知,当硬币刚好被吹起时,上下表面的压力差正好等于重力,根据 ρv2+p=C得到重力和速度的关系式,并进行推导即可。
【解答】(1)由公式ρv2+p=C可知,当v增大时,ρv2增大,而C不变,所以p变小,所以得到结论:空气流速越大,压强越小;
(2)硬币下方的空气流速为0,代入公式ρ v2+p=C中,得到:ρ×0+p下=C,即:p下=C。
(3)当硬币上方有气流经过时,硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G之间的关系为:F下=F上+G;
即:硬币上、下表面的压力差△F=F下-F上=G。
硬币上方的受到的压力:F上=p上S=(C- ρv2)S=CS- Sρv2;
硬币下方受到的压力:F下=p下S=CS;
那么硬币上下的压力差为:△F=F下-F上= ρSv2=G。
解得:
。
四、实验探究题
16.【答案】 (1)②
(2)排尽吸盘内空气,防止漏气
(3)变小
(4)1.0 ×105
【解析】【分析】(1)当吸盘刚好被拉开时,它在水平方向上受到的大气压力和测力计的拉力相互平衡,即大气压力等于测力计的示数,再利用压强公式就能计算出大气压强。而吸盘的重力在竖直方向上,与测量无关。
(2)将吸盘内沾水,那么水就占据了吸盘里面的空间。挤压吸盘时,里面的水排出来,边缘上的水还可以起到密封漏气的作用,从而使里面接近真空。
(3)根据流体压强和流速的关系分析。
(4)首先根据F大气=F示数-f计算出大气作用在注射器上的压力,再根据计算出注射器活塞的横截面积,最后根据压强公式计算大气压强。
【解答】(1)吸盘的重力在竖直方向,而测量在水平方向上进行,因此多余的步骤是②;
(2)将吸盘沾水润湿的目的是:排尽吸盘内空气,防止漏气。
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,那么吸盘表面的空气流速加快,而大气压强减小,根据公式F=pS可知,作用在吸盘上的大气压力减小,那么弹簧测力计的示数可能会减小。
(4)作用在吸盘上的大气压力为:F大气=F示数-f=14N-4N=10N;
活塞的横截面积;
该地的大气压强为:。