2.3 大气的压强
一、选择题
1.在平南高铁站,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,人必须站在安全线以外的区域候车,以免产生危险,这主要是因为高速列车经过时,列车与人之间的( )
A.空气流速增大,压强减小 B.空气流速减小,压强减小
C.空气流速增大,压强增大 D.空气流速减小,压强增大
2.下列四副图所呈现的情景中,主要利用流体的“流速越大,压强越小”这一原理的是( )
A.卫星升空 B.飞机升空
C.动车高速行驶 D.潜水艇下潜
3.下列哪一事例,不能说明大气压的存在( )
A.用吸管吸牛奶 B.高压锅易煮熟食物 C.吸尘器吸灰尘 D.钢笔灌墨水
4.一位同学在进行估测大气压实验时,首先读出注射器所标容积为V,用刻度尺量出其有刻度部分的长度为L;然后他用弹簧测力计慢慢拉注射器的活塞,如图甲所示,活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的示数为F1;然后他将活塞推到注射器底端(排出里面空气),用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示,用弹簧测力计慢慢拉注射器的活塞,活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的示数为F2,则他测量出的大气压强为( )
A. B. C. D.
5.图是某同学自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中。则接水后与接水前相比较( )
A.玻璃管外的水面下降
B.玻璃管口的水面上升
C.容器底内表面a点的压强减小
D.容器内玻璃管外的气体压强变大
6.下列现象及其原因分析,错误的是( )
A.高压锅容易将食物煮熟——液体表面气压增大,液体沸点升高
B.台风掀开屋顶的瓦——屋内外空气的流速不同,压强不同
C.软包装饮料吸管一端做成尖形——减小受力面积,增大压强
D.能用吸管将杯中饮料吸进嘴里——利用了嘴的吸力
7.下列现象不属于应用大气压的是( )
A.吸盘式塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服 B.纸片能拖住倒过来的一满杯水而不洒
C.用吸管吸起敞口品种的饮料 D.用注射器能把药业注进肌肉里
8.如图所示,两个相同容器中分别盛有体积相等的A、B两种不同液体。将甲、乙两个完全相同的厚底薄壁玻璃杯杯口向下,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,静止后,两玻璃杯杯口压在容器底部,甲杯内的液面低于乙杯内的液面,下列说法不正确的是( )
A.液体A的密度小于液体B的密度
B.甲杯内的气体压强大于乙杯内的气体压强
C.容器底部上表面a点的压强小于b点的压强
D.甲杯对容器的压力大于乙杯对容器的压力
9.在玻璃杯中盛满水,用一张纸片盖着,再倒过来,纸片不会下落,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少 C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
10.下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上
D.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
11.中央电视台少儿节目“大风车”中有一栏日常给中小学生介绍一些科普知识,其中有一期介绍了一种叫“天气预报瓶”的创意新品。如图所示,为玻璃管与大气相连,为密闭的玻璃球内装有红墨水,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,管内的水位会上升或下降。小科仿制了一个,发现比较灵。下列不正确的是( )
A.天气预报瓶利用天气和大气压的关系进行预报的
B.管和球液面相平时,显示内外气压一致
C.管液面明显下降时,往往转为阴雨天气
D.球内装较多红墨水,可以减少瓶内温度变化造成的干扰
12.有一位同学要试一试将注射器出药水的小孔封住时,拉出注射器活塞的力要多大。注射器容积为20毫升,0到20毫升刻度线的距离为10厘米。他先把活塞推到底。再把注射器出药水的小孔封住后,要拉出活塞,所用的力大小约为( )
A.2000牛 B.200牛 C.20牛 D.2牛
13.关于对流层的叙述,正确的是( )
①云、雨、雪等天气现象都发生在这一层
②纬度越高,对流层厚度越大
③飞机、卫星等航天器主要在这一层飞行
④这一层的热量主要直接来源于地面
⑤温度随高度增加而上升,所以空气对流运动旺盛
A.①②③ B.②④⑤ C.①④ D.①⑤
14.如图是新冠肺炎疫情期间,浙江省医疗队乘坐飞机凯旋的情景。下列关于飞机的说法正确的是( )
A.飞机起飞与热气球升空的原理相同
B.飞机在不同高度飞行时,受到的大气压力都相同
C.飞机的机翼上凸下平,使机翼上方空气流速快,压强小,从而获得向上的升力
D.飞机着陆后由于受到惯性的作用,会继续往前滑行一段距离
15.下列现象中,不是通过形成低压区实现的是( )
A.灰尘进入吸尘器内
B.导管口有气泡
C.刮大风时窗帘往外飘
D.拔火罐
二、填空题
16.假期中小敏乘飞机旅行,飞机起飞时,天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨,起飞一段时间后,突然窗外阳光明媚,天空碧蓝碧蓝的,白云竟都在她的脚下,看上去像无际的草原!这是因为飞机进入了________(填“平流层”“对流层”),当飞机起飞时,天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨,这种天气是受________控制。(填“高气压”“低气压”)
17.鸡汤是一道传统的汤菜,向来以美味著称。制作原料主要有鸡、水,调料等。
(1)烹饪前,在锅内加入适量水,再加入葱、姜、盐,料酒等调味品。这些调味品分别与水充分混合后,能形成溶液的有___________;
(2)人们往往会把鸡放入高压锅内烹饪,以增短加热时间。这是因为高压锅内气压增大,水的沸点会___________;
(3)为确定烧好的整锅鸡汤咸淡情况,可用调羹舀一勺汤进行品尝。因为一勺汤与整锅汤的咸淡情况是一致的,这体现了溶液________的特点。。
18.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线。放气孔封口是易熔片(熔点较低的合金材料),试说明采用易熔片的科学道理。_______
(2)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?_____对照乙图所示水的沸点与气压关系图线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?_______ (g取10N/kg)
(3)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要如何改进?_______
19.如图,小明自制了一个气压计,瓶内气体压强____大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若拿着此气压计从29楼下到1楼,玻璃管内水柱的高度将___(选填“升高或降低”)。
20.①宁波是沿海城市,水汽充沛,若某日宁波受低气压控制,低压区中心空气呈________(填上升或下降)状态,所以呈阴雨天气。
②从宁波乘坐高铁可以很方便地到达其它城市,在月台等待高铁时,乘客在候车时不得越过站台上的黄色警戒线,因为越过警戒线有可能被________(选填吸向或抛离)高速行驶的列车,其基本原因是靠近高铁的一侧空气流速________(选填大或小),压强________(选填大或小)。
三、探究题
21.如图是小华做“估测大气压值”的实验示意图。
(1)请将下列实验步骤补充完整。
A.将注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是______。
B.把细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下______,即等于大气对活塞的压力F。
C.用刻度尺测出注射器的______,记为L,读出注射器的容积V。
D.推算此时大气压的数值P=______(写出表达式)。
(2)小华同学正确使用测量仪器,读数正确,但发现测量结果偏小,主要原因是______。
参考答案
1.A
【详解】
当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
故选A。
2.B
【详解】
A.卫星升空,是利用了力的作用的相互性,与流体压强与流速的关系无关,故A不合题意。
B.飞机飞行时,飞机的机翼上方突起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,飞机受到向上的升力作用。利用了“流体流速越大,压强越小”原理,故B符合题意。
C.动车高速行驶,利用改变车身形状头部尖的方法减小了空气阻力,与流体压强与流速的关系无关,故C不合题意。
D.潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的,其原理是浮力,故D不合题意。
故选B。
3.B
【详解】
A.用吸管吸牛奶时,口腔内气压小于牛奶瓶中的气压,在大气压的作用下,把牛奶压入口内,这是有大气压的缘故,故A不符合题意。
B.高压锅的密封性强,使用时增大气压,提高水的沸点,食物在高温下,短时间内容易熟,不能说明大气压的存在,故B符合题意。
C.吸尘器工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,利用了大气压,能说明大气压的存在,故C不符合题意。
D.用钢笔吸墨水,是由于钢笔皮囊内的气压小于外界大气压,在大气压的作用下钢笔水被压入皮囊中,故D不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】
设注射器的刻度部分长为L,其容积为V,则注射器的横截面积为,图甲的弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁的摩擦力F1,图乙的弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁的摩擦力和大气压之和,所以,大气对活塞产生的压力实际为
F大气压=F2-F1
他测量出的大气压强为
故选D。
5.AD
【详解】
A.接水后与接水前相比较,玻璃管外水量减少,所以水面下降,故A符合题意;
B.玻璃管内的水面恰好与下端管口相平,说明瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,打开阀门K,由于阀门K里面压强大于外界大气压强,水会流出来,同时瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和减小,大气压将空气通过玻璃管压入容器内,始终保持瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强,关闭阀门后,玻璃管口的水面不会上升,故B不符合题意;
C.容器内玻璃管口处压强始终不变,且管口的下端仍在水中,故容器底内表面a点的压强不变,故C不符合题意;
D.由于玻璃管外的水面下降,玻璃管下口上方水的压强变小,又瓶内空气压强与玻璃管下口上方水的压强和等于大气压强不变,容器内玻璃管外的气体压强变大,故D符合题意。
故选AD。
6.D
【详解】
A.高压锅内,气压很大,所以液体沸点高,容易将食物煮熟,故A正确,不符合题意;
B.刮风时,屋外空气流速较大,压强较小,屋内空气流速较小,压强较大,内外压强差容易掀开屋顶的瓦,故B正确,不符合题意;
C.尖形物体的受力面积很小,压强很大,故软包装饮料吸管一端做成尖形,故C正确,不符合题意;
D.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使管内气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入口中,故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】
A.塑料吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,故A不符合题意。
B.分析纸片的受力情况知道,水对纸片产生向下的压强,纸片之所以不会落下,是因为大气对纸片有向上的压强,即说明大气压的存在,故B不符合题意;
C.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,汽水被压进吸管里,故不符合题意;
D.注射时,医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中,不是大气压的作用,故D符合题意。
故选D。
8.B
【详解】
A.两个相同容器中分别盛有体积相等的A、B两种不同液体,在未放入完全相同的厚底玻璃杯之前,液面应相同;当将甲、乙两个完全相同的厚底玻璃杯杯口向下,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,静止后,两玻璃杯杯口压在容器底部,则甲杯内的液体的压强等于乙杯内的液体压强,由于甲杯内的液面低于乙杯内的液面,由p=ρgh可知,液体A的密度小于液体B的密度,故A正确。
B.原来两玻璃杯内空气质量相同,沿竖直方向缓慢放入两种液体中,甲杯内的液面低于乙杯内的液面,则甲杯内气体体积大于乙杯内气体体积,一定质量的气体,温度不变,气体体积减小时,气体的压强增大,则甲杯内的气体压强小于乙杯内的气体压强,故B错误。
C.由于最初体积相等。最初的液面儿是相平的。后期进入杯中的水量不同,所以外面儿的液面高度不同。本题C选项应该用。杯内所有压强等于杯外所有压强,甲杯内气体压强小,a选项以证,甲杯内液体密度小。液面儿低,所以甲杯内所有的压强加起来比乙杯内所有压强加起来要小。所以甲杯外,大气压强加液体压强要小于乙杯外大气压强加液体压强。而大气压强均相等,所以甲杯外液体压强小于乙杯外液体压强,故C正确。
D.玻璃杯对容器的压力等于玻璃杯的重力减去液体对其向上的压力。已知甲杯内的液体的压强小于乙杯内的液体压强,所以甲杯受到的向上的压力小于乙杯受到的向上压力,两杯重力相等,给甲杯对容器的压力大于乙杯对容器的压力,故D正确。
故选B。
9.D
【详解】
“用纸片把盛满水的杯子盖严,使杯口朝下,纸片不会掉下来,水也不会流出来”是因为大气对纸片有向上的压力,能支持纸片和杯内的水,故ABC错误,D正确。
故选D。
10.C
【详解】
A.风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,把屋顶掀开,其原理是流体压强和流速的关系;
B.刮大风时,风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,其原理是流体压强和流速的关系;
C.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上,利用的是大气压强;
D.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系;
综上分析可知,与其他三种的原理不同的是C。
故选C。
11.C
【详解】
A.天气不同,气压不同,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低,A管液面明显上升时,往往天气变坏。因此“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报,故A正确。
B. A管和B球液面相平时,两液面受到气体的压强相等,说明瓶内气压等于外界大气压,故B正确。
C.A管液面明显下降时,内外气体压强不等,显示外界大气压增大,为晴天,故C错误。
D.B球容积较大,红墨水越多,由于热胀冷缩引起的体积变化不明显,从而减小瓶内温度变化造成的干扰。故D正确。
故选C。
12.D
【详解】
注射器容积为20毫升,0到20毫升刻度线的距离为10厘米,则注射器的横截面积(活塞的面积)为
S=0.2cm2=0.2×10-4m2
大气压对活塞的压强约为p0=1×105Pa,则要拉出活塞,所用的力大小约为
F=p0S=1×105Pa×0.2×10-4m2=2N
故选D。
13.C
【详解】
对流层的特点有:集中了大气质量的四分之三和几乎全部的水汽、杂质,厚度随纬度变化而变化,低纬厚度约17~18千米;中纬厚度约10~12千米;高纬厚度约8~9千米。特点:气温随高度的增加而递减,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,故①4正确。
故选C。
14.C
【详解】
AC.飞机的机翼上凸下平,使机翼上方空气流速快压强小,下方流速慢,压强大,从而获得向上的升力,热气球升空时,其所受的浮力大于自身的重力,因此是利用浮力升空的,故A错误,C正确
B.大气压随海拔高度的升高而减小,飞机在不同高度飞行时,受到的大气压力不相同,B错误;
D.飞机着陆后由于惯性,会继续往前滑行一段距离,惯性是物体的一种属性,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选C。
15.B
【详解】
A.吸尘器工作时,吸尘器内的气压低于外界大气压,灰尘在大气压作用下进入吸尘器内,这是在吸尘器内形成低压区实现的,故A不符合题意;
B.手的温度较高,用手握住试管,由于管内空气受热膨胀,气压升高,将部分空气压出试管,所以导管口有气泡冒出,这是在试管内形成高压区实现的,故B符合题意;
C.刮大风时,窗外空气流速大、压强小,所以窗帘往外飘,这是在窗外形成低压区实现的,故C不符合题意;
D.拔火罐时,火罐内的氧气被消耗,罐内气体降温收缩时气压降低,火罐在大气压作用下与皮肤紧贴,这是在罐内形成低压区实现的,故D不符合题意。
故选B。
16.平流层 低气压
【详解】
[1]地球大气层从地面向上共有四层分别为对流层,平流层,中间层,暖层和外层。“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了平流层,云、雨、雪等天气现象都发生在对流层。
[2]低气压控制下会出现阴雨天气。
17.盐、料酒 升高 均一
【详解】
(1)溶液是均一、稳定的混合物,盐、料酒等物质易溶于水,能和水形成均一、稳定的混合物;葱、姜不溶于水,不能和水形成均一、稳定的混合物。
(2)高压锅密闭较好,内部压强大,水的沸点高,这样高压锅内的温度就会更高一些,就会更快煮熟食物。所以高压锅是利用增大锅内气体的压强,提高水的沸点来提高锅内温度的。
(3)为确定烧好的整锅鸡汤咸淡情况,可用调羹舀一勺汤进行品尝。因为一勺汤与整锅汤的咸淡情况是一致的,这体现了溶液均一性的特点。
18.答案见解析 1.64Pa 115 可以增加限压阀的质量
【详解】
(1)[1]高压锅一旦安全阀失效,出气孔就被堵塞,锅内气体压强就会过大,沸点也随之升高,当锅内温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就开始熔化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生。
(2)[2]安全阀的重力
G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N
气孔的面积
S=πr2=3.14×(0.002m)2=1.256×10 5m2
安全阀对气孔处气体产生的压强
P===6.4×104pa
由题意知:锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,则锅内气压是
1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa
[3]对照图象可知,当气压为1.64×105pa时,所对应的温度是115。
(3)[4]西藏地区海拔高度大,大气压强p大气偏小;高压锅内的气压保持不变,根据p内=p重力+p大气可知,此时必须增大限压阀的自重对出气孔的压强,也就是必须增大限压阀的质量。
19.大于 降低
【详解】
[1]如图水气压计的原理是:瓶内气压不变,它等于大气压和细玻璃管内水柱产生的压强之和,因此瓶内气压
p内>p大气压
[2]若拿着此气压计从29楼下到1楼,当高度降低,大气压升高,由于瓶内气体密闭,且玻璃管很细,可近似认为瓶内气体的压强不变,所以细玻璃管内水柱产生的压强会变小,则玻璃管中的水柱降低。
20.上升 吸向 大 小
【详解】
①[1]大气压的高低与天气有关,高压区中心空气从上往下流动,天气晴朗;低压区中心的空气从下往上流动,常形成阴雨天气。宁波受低气压控制,低压区中心空气从下往上流动,即呈上升状态,形成阴雨天气;
② [2][3][4]人离列车太近时,高速列车行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车出现事故。
21.排尽筒内的空气 弹簧测力计读数 全部刻度的长度 注射器内的空气没有排尽或注射器漏气
【详解】
(1)[1][2][3]A.注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,减少注射器内空气对活塞的作用,从而减小误差。
B.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计读数,即等于大气对活塞的压力F。
C.测出注射器的全部刻度的长L,注射器的容积V,活塞的横截面积为
D.大气压的数值为
(2)[4]小华同学正确使用测量仪器,读数正确,但发现测量结果偏小,主要原因是注射器内的空气没有排尽或注射器漏气。
答案第1页,共2页
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