第3节 大气的压强
第3课时 流体压强与流速的关系
知识点 1 气体的压强与流速的关系
1.如图A2-3-12所示,将两个气球用细线悬挂起来。当用力向两个气球中间吹气时,两个气球会( )
A.相互远离 B.相互靠近
C.保持不动 D.以上都有可能
2.科学发展一般经过观察现象、解释现象、发现规律和应用规律,如图A2-3-13所示,下列说法错误的是 ( )
A.现象:向两张纸中间吹气时,两张纸向中间靠拢
B.解释:中间气压小于两侧气压
C.规律:气体流速越大,气压越小
D.应用:飞机机翼上平下凸
3.如图A2-3-14所示,向吸管B中吹气,吸管A中水面会上升。以下现象涉及的原理与上述不同的是 ( )
A.同向行驶的两艘船不能靠得太近
B.站台上,人要与行驶的列车保持适当距离
C.用吸管将饮料吸入嘴中
D.飞机的机翼设计成特殊形状,从而获得升力
4.小明同学为了研究气体的压强与流速的关系,做了如下实验:在水平的两支筷子中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,如图A2-3-15所示。根据实验回答下面的问题。
(1)观察到的现象是两只乒乓球 。
(2)通过本实验可以得出的初步结论是 。
知识点 2 液体的压强与流速的关系
5.如图A2-3-16所示,两只纸船浮在水面上静止不动,用注射器向两纸船之间的水面快速喷射水,两船将( )
A.静止不动 B.向两侧分开
C.向同侧偏转 D.向中间靠拢
6.如图A2-3-17所示是一种水翼船,船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面,从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是 ( )
7.一架正在高空中飞行的飞机,风挡玻璃突然爆裂,此时副驾驶整个上半身被“吸”出舱外,导致这一现象发生的原因是 ( )
A.副驾驶受到的重力突然减小
B.舱内气压变大,舱外气压变小
C.舱内空气流速小压强大,舱外空气流速大压强小
D.舱内温度降低,压强突然增大
8.小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图A2-3-18所示,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是 ( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
9.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如图A2-3-19所示的几种方案。图中阴影部分为墙面凸出部分,“”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 ( )
10.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭,扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图A2-3-20所示是某款扫地机器人,其工作时是通过电动机转动使内部气流速度 ,压强 ,使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。(均填“小”或“大”)
11.如图A2-3-21所示显示一只灰鹅在突遇强风时,身体猛然转过180°,而头部却保持正常姿态的情形。使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方空气流速 (填“大于”或“小于”)上方空气流速,从而使灰鹅受到一个向 的作用力,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。
12.如图A2-3-22所示装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且 管口喷出的水柱更高,原因是 。
自|我|提|升
13.【例题】 小华同学用一个自制的机翼模型探究气体的压强与流速的关系时,把机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上下端各挂一个弹簧测力计,如图A2-3-23所示。请你回答下面的问题:
(1)当他接通电风扇对着机翼模型吹风时,发现两个弹簧测力计示数的变化情况是:弹簧测力计A示数变 ,弹簧测力计B示数变 (前两空均填“大”或“小”)。由此可知,机翼模型受到空气给它的 (填“向上的升力”或“向下的压力”)。
(2)实验过程中,机翼模型上表面的空气流速 (填“大于”“小于”或“等于”)机翼模型下表面的空气流速。
(3)这个实验说明气体的压强与流速的关系是:流速越大的位置,压强越 。
【提示】 相同时间内,空气通过的路程越长,空气流速越大;流体的流速越大,压强越小;上、下表面流速不同就会产生压强差。
【变式】 如图A2-3-24所示是演示“流体压强和流速关系”的实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。
若在右端c处往装置里吹气,则b管上方的气流速度 (填“大于”或“小于”)a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成压强差,U形管中 (填“a”或“b”)管液面升高,若升高端的液面比原来升高了2 cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体的压强差为 Pa。(g取10 N/kg)
答案
1.B 当用力向两个气球中间吹气时,两个气球中间的空气流速变大,压强变小,小于气球外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,两个气球相互靠近。
2.D 由图可知,向两张纸中间吹气,可以观察到两张纸会向中间靠拢;向两张纸中间吹气时,纸中间的气体流速比两侧的气体流速大,所以中间的压强比两侧的压强小,会把纸张压到一起,说明流速越大,压强越小;由图可知,机翼上方的路程比机翼下方的路程小,在相同的时间内,机翼上方的气体流速比下方的气体流速小,所以机翼上方的压强比下方的压强大,会阻碍飞机起飞。
3.C 向吸管B中吹气,吸管A中水面会上升,是因为吹气时,A上方空气流速大、压强小,使水在大气压的作用下沿吸管A上升。同向行驶的两艘船不能靠得太近,是因为液体流速大的地方压强小,造成了两船内侧水的压强小于外侧水的压强,靠得太近容易发生碰撞事故;站台上,人要与行驶的列车保持适当距离,这是因为当列车驶过时,靠近列车的地方空气流速大,压强小,远离列车的地方空气流速小,压强大,易产生向内的压强差,故乘客应站在安全线以外;吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,因此是利用了大气压强;飞机的机翼要设计成上凸下平的形状,当飞机前进时,气流通过机翼上、下方的速度不同,空气对机翼上表面产生的压强小于它对机翼下表面产生的压强,这样,机翼上、下表面就存在着压强差,从而获得升力。
4.(1)向中间靠拢 (2)气体流速大的地方压强小
(1)当用塑料管向两球中间吹气时,使两球中间空气的流速增大,那么两球中间的空气压强减小,乒乓球在两边大气压力的作用下,向中间靠拢。
(2)通过本实验可以得出的初步结论是:气体流速大的地方压强小。
5.D 两只纸船浮在水面上静止不动,两只纸船两侧压强都相等。用注射器向两纸船之间的水面快速喷射水,中间水的流速增大,压强减小,外侧压强不变,两只纸船都在压强差的作用下向中间靠拢。
6.D 本题主要考查流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。水翼的上方是弧形的,水流过水翼上方时流速大,压强小;水翼下方是平面的,水流过水翼下方时流速小,压强大。这一压强差使船体获得竖直向上的升力。
7.C 正在高空中飞行的飞机,风挡玻璃突然爆裂,舱内空气流速小压强大,舱外空气流速大压强小,故形成向外的压强差,因此副驾驶整个上半身被“吸”出舱外。
8.C 在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,此时可以排除“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”的说法,因为即使有气流进入下面的杯子,也会从此孔出来,所以再观察杯子情况,可判断两种解释的正误。
将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,也可以排除“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”的说法,观察杯子情况,可判断两种解释的正误。
将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,此时气流不会进入下面的杯子中,再次重复实验,观察杯子情况,可判断两种解释的正误。
9.C 要想让风经过过道,过道左右两端的气压应该不同,所以应让过道左右两端的通道中的空气流动速度不同。图C中过道右端的通道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通道时的路程长,则风速较大,过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,此方案不需要消耗其他能量,既有效又节能。
10.大 小
扫地机器人电动机转动,内部的空气流速大,压强小,而外部的空气流速小,压强大,所以在压强差的作用下,外部空气和灰尘不断地进入吸尘器,达到清扫的目的。
11.大于 下
流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强与流速的关系分析即可。图中显示一只灰鹅在突遇强风时,身体猛然转过180°,而头部却保持正常姿态的情形,使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方空气流速大于上方空气流速,那么翅膀下方的压强小于上方压强,从而使灰鹅受到一个向下的作用力,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。
12.b b管下方管径大,水的流速小,压强大,水柱喷射高
13.【例题】 (1)小 大 向上的升力
(2)大于 (3)小
【变式】 小于 a 400
如果在右端c处往装置里吹气,相同时间内通过b管上方的气体总量与通过a管的是一样的,b管上方较粗,气体流速较小,压强较大;而a管上方较细,气体流速较大,压强较小。从而b管上方与a管上方形成了压强差,这个压强差将水往a管压,从而a管液面升高。如果a管液面升高2 cm,b管液面就要下降2 cm,也就是a、b管的液面相差4 cm,压强差为p=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa。第3节 大气的压强
第1课时 大气压
知识点 1 大气压强的存在
1.如图A2-3-1所示事实中不能说明大气压存在的是 ( )
2.为了体验大气压强的存在,张老师在易拉罐中注入少量水并加热至罐口出现白雾(如图A2-3-2所示),随后将罐口堵住并冷却,让同学们进行观察。下列关于这一实验的说法错误的是 ( )
A.冷却后易拉罐将会变瘪,说明大气存在压强
B.注入的水量少,有利于节约燃料,缩短加热时间
C.注入水加热的目的是让水蒸发吸热,使易拉罐更好地冷却
D.易拉罐将会变瘪的原因是罐内气体压强减小,小于罐外大气压强
3.如图A2-3-3甲所示,将杯子里装满水,用纸片把杯口盖严,手按纸片把杯子倒过来,放手后纸片不会掉下,杯子里的水不会流出来,这表明了 ;如果把杯子转到如图乙、丙所示位置,纸片仍不掉下,水仍不会流出来,表明大气向 都有压强。
知识点 2 大气压的大小
4.若一个人的表面积为1.5 m2,则人体表面受到的大气压力为(大气压强取1.0×105 Pa)( )
A.1.5×104 N
B.1.5×105 N
C.1.5×106 N
D.1500 N
5.五一假期,小明全家从杭州到西藏游玩,到达西藏后,小明感到呼吸有些困难,爸爸告诉他这是由于西藏地区海拔高,大气压比杭州的 。
6.制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。
(1)如图A2-3-4所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红色的水将在玻璃管内上升到一定的高度,但高度不够,你应 ,使水上升到瓶口以上适当位置,制成简易气压计。
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱 ,说明 。
(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿,他发现玻璃管内水柱发生了变化,这一现象说明,简易气压计的测量结果会受到 的影响。
7.将少量热水倒入一空矿泉水瓶中(矿泉水瓶未变形),轻轻摇晃后将热水倒出,立即拧紧瓶盖,然后浇上冷水,可以看到矿泉水瓶变瘪。产生这一现象的主要原因是 ( )
A.在所浇冷水的压力作用下,矿泉水瓶被压瘪
B.矿泉水瓶热胀冷缩的结果
C.矿泉水瓶内热气将它吸进去了
D.在大气压的作用下,矿泉水瓶被压瘪
8.如图A2-3-5所示实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此下列说法正确是 ( )
A.图甲中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B.图乙中大气对下面吸盘的压力等于钩码重力的一半
C.利用图甲的实验可以粗测大气压的值
D.利用图乙的实验可以粗测大气压的值
9.把一根两端开口的细管浸入水中,充满水后用手指把一端堵住,移出水面,如图A2-3-6甲所示。
(1)B端的水不会流下来是由于受到 的作用。
(2)把细管倒过来,如图乙所示。如果把手指移开,管内的水会不会从A端流出 请作出判断并说明理由。
10.如图A2-3-7甲所示的覆杯实验中:
(1)硬纸片不会掉下的事实是 存在的证据。
(2)有同学认为实验中是水粘住了纸片,老师用如图乙所示装置进行实验,随着空气被抽出,纸片掉落了,排除了纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同,而杯口更小的杯子进行实验,要使同一硬纸片掉下,相同情况下需要抽气的时间会 (填“变短”“变长”或“不变”)。
11.为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上。用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落,如图A2-3-8所示,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,所测大气压强的数值是 (用物理量符号表示)。
(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是: 。(写出一条即可)
12.利用容积为10 cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是 。
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
(3)如图A2-3-9所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为19 N。
(4)用刻度尺测出注射器 的长度为5 cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞的横截面积。
(5)大气压的值为 Pa。
(6)要想测量值更准确,请你提出一条建议: 。
自|我|提|升
13.【例题】 在装有适量水的盘子中央,固定一支点燃的蜡烛,然后将一个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,此时杯内外水面相平。过一会儿,蜡烛火焰熄灭,杯外的水在 的作用下进入杯中,如图A2-3-10所示。这一过程中,杯中水柱产生的压强将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【提示】 蜡烛的燃烧会消耗杯内上方的氧气,使玻璃杯内部压强减小。
【变式】 小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图A2-3-11所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是 ( )
A.p1
p2 C.p3>p4 D.p3=p4
答案
1.B 吸盘式挂衣钩向墙上按时,吸盘内空气被排出,里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,能说明大气压的存在;装水的塑料袋向四周鼓,说明了液体内部向各个方向都有压强,不能说明大气压强的存在;将去壳的鸡蛋放在瓶口,瓶内酒精棉燃烧时消耗了一部分氧气,使得瓶内气压减小,小于外界大气压,去壳鸡蛋在大气压的作用下进入瓶内,故能说明大气压的存在;杯子如图D所示倒置后,杯子里的水不会流出来,说明大气有向上的压强,故能说明大气压的存在。
2.C 在易拉罐中注水并加热,水汽化生成水蒸气,堵住罐口并冷却,易拉罐内的气体压强减小,大气压将易拉罐压瘪,易拉罐被压瘪可以说明大气压强的存在;注入的水量少,有利于节约燃料,缩短加热时间;注入水加热的目的是使水汽化成水蒸气,排除空气,冷却后水蒸气液化成水,罐内气体压强小于罐外大气压强;易拉罐将会变瘪的原因是罐内水蒸气液化,气体压强减小,小于罐外大气压强。
3.大气有向上的压强 各个方向
杯子如图甲所示倒置后,纸片不会掉下来,杯子里的水不会流出来,这说明了大气有向上的压强;而杯口转到如图乙所示的位置,纸片也不会掉下来,杯子里的水不会流出来,这说明了大气向各个方向都有压强。
4.B 由p=得人体表面受到的大气压力:F=pS=1.0×105 Pa×1.5 m2=1.5×105 N。
5.低
6.(1)向瓶内吹适量空气
(2)下降 大气压随高度的减小而增大(高度越高,大气压越小)
(3)外界温度
(1)用插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红色的水在玻璃管内上升到一定的高度,但高度不够,可以向瓶内吹适量气体。(2)将气压计从四楼移到一楼过程中,高度减小,大气压增大,管内水柱高度会降低,说明大气压随高度的减小而增大。(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿,瓶内气体温度升高,压强增大,液柱升高,说明简易气压计的测量结果会受温度的影响。
7.D 因为矿泉水瓶注入热水并振荡后,瓶中气体受热膨胀跑出,倒出热水的矿泉水瓶密封后,再浇上冷水,瓶内气体温度降低,气压减小,内部压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压瘪。
8.D 图甲中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力。在水平方向受大气对吸盘的压力和墙壁的支持力,二力也是一对平衡力。因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系;图乙中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力;图甲实验不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值;图乙实验能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值。
9.(1)大气压
(2)管内的水会从A端流出。
理由:当手指移开后,假设管内的水保持静止,取管底液片为研究对象,它把管内的水柱分成左右两部分,如图所示。
因为液片深度h左>h右,所以液体压强p向右>p向左,液片将向右移动,管内的水会从A端流出。
10.(1)大气压 (2)变短
(1)杯口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生的压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,此实验证明了大气压的客观存在。(2)要使纸片下落,纸片上下受到的压强应该相等,容积和高度均相同,纸片受到上面的水的压强是一定的,设纸片刚好脱落时的气压为p,由平衡力的知识则有:ρ水ghS+G=pS,所以p=+=ρ水gh+,题中没说纸片重力G忽略不计,因为S变小,所以p变大,抽气时间会变短。
11.(1)G
(2)吸盘内的空气没有被完全挤出(合理即可)
(1)当吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的向上的压力大小就等于塑料挂钩、小桶和沙的总重力G,大气压的值也可通过公式表示为p==。(2)产生误差的原因:吸盘内的空气没有被完全挤出;或吸盘漏气;或有外部空气进入吸盘;或吸盘与玻璃板之间有杂质等。(合理均可)
12.(1)p= (2)排尽注射器筒内的空气
(3)刚被拉动 (4)带刻度部分
(5)0.95×105
(6)将活塞涂上凡士林或其他润滑油等
13.【例题】 大气压 变大 蜡烛在杯内燃烧时,消耗杯中的氧气,使杯中的气压减小,小于外界大气压,盘中的水在外界大气压的作用下,被压入杯中。杯中水的高度增加,利用液体压强的特点可知,液体的深度越深,压强越大,故杯中水柱产生的压强将变大。
【变式】 C 抽气前气球内气体与外界大气相通,所以气球内的气压与大气压相等;抽气后,气球与外界大气仍然相通,气球内气压仍等于大气压,所以p1=p2;抽气前瓶内气体与外界大气相通,瓶内的气压与大气压相等,即p3=p大气压。用抽气机向外抽气时,发现瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大,玻璃瓶内气体压强小,即p大气压>p4,所以p3>p4。第3节 大气的压强
第2课时 大气压与人类生活
知识点 1 大气压与生活用品
1.大气压和我们人类的生活关系非常密切,我们日常生活中的很多地方都利用了与大气压有关的知识。你认为下列现象不属于利用大气压实例的是( )
A.塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣物
B.用注射器能把药液注入肌肉里
C.真空包装的食品被压得紧紧地
D.用吸尘器能吸起地板上的灰尘
2.图B2-3-1实例中,利用大气压的是( )
知识点 2 大气压对天气的影响
3.关于图B2-3-2中空气运动的说法,正确的是( )
A.①处空气上升是因为气压高
B.③处气压较④处高,所以空气下沉
C.⑥处气温高、气压低,所以空气下沉
D.④处气温低,空气收缩下沉
4.用气压计测量大气压时,能使气压计示数变小的是 ( )
A.把气压计从山顶拿到山脚下
B.天气由晴转阴雨
C.季节从夏季到冬季
D.把气压计从室内拿到室外
知识点 3 大气压对人体的影响
5.登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰,在继续攀登海拔4000 m以上高度时,尽管经过充足的休息后再爬,但是越往上爬越感觉到乏力,出现头晕、耳鸣和恶心等现象,其主要原因是( )
A.山峰陡峭,人体能量消耗大
B.高处气温太低
C.该运动员体质太差
D.高山上空气稀薄,气压偏低缺氧
6.近年来,大量人员涌向西藏旅游,但并不是每个人都能去的。为了研究人们对高原生活的适应情况,科学家请一些人员进入密闭的实验舱后让他们慢慢地“飞向西藏”,然后进行各项测试。“飞向西藏”的实际内容是 ( )
A.将实验舱用飞机运往西藏
B.将实验舱升入高空
C.逐渐减小实验舱内的气压
D.逐渐增大实验舱内的气压
知识点 4 气压对液体沸点的影响
7.[2020·上城模拟] 高压锅是常用的炊具,能缩短食物的烹饪时间。有时为了尽快打开高压锅,会采用冷水冲淋的方法,如图B2-3-3所示。
(1)高压锅能缩短烹饪时间的原因是气压增大,沸点 。
(2)用冷水冲淋能够快速打开高压锅的原理是 。
8.如图B2-3-4所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。
图B2-3-4
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
根据实验现象,下列判断错误的是 ( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
9.“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图B2-3-5所示,医生先用点燃的酒精球加热火罐内的空气,随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后火罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105 Pa,火罐开口部位的面积为10 cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104 Pa,不计火罐重力。则罐内空气对皮肤的压力为 ,皮肤对火罐的支持力为 。
10.(1)如图B2-3-6甲所示,烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将注射器接到烧瓶口上(如图乙所示),向外拉注射器活塞,看到的现象是 。这个实验说明了 。
(2)如果把图乙所示装置改装成图丙所示的装置,继续加热,待水沸腾后注射器才与胶管连接,并把注射器的活塞往里推,增大气压,这时在正常情况下你看到的现象是 ;一会儿,水又沸腾时温度计的示数 (填“变大”或“不变”),这样操作容易发生危险。
(3)某制药厂在制药时,为了从药液中提取抗生素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度不超过80 ℃,下列方法可行的是 ( )
A.用微火加热使其沸腾
B.缩短加热时间
C.降低容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
D.增大容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃
11.如图B2-3-7甲所示,高压锅是利用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的。图乙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12 mm2,限压阀的质量为72 g。请你通过计算并对照图乙来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少摄氏度 (g取10 N/kg,大气压值取1.0×105 Pa)
自|我|提|升
12.【例题】
在标准大气压下,水的沸点是100 ℃。如图B2-3-8所示的小试管B装有热水,悬放在装有沸水的烧杯A中,试管B中的水不能沸腾。要使试管B中的水沸腾,可采取的两种方法分别是:
(1) 。
(2) 。
【提示】 液体沸腾的条件:达到沸点,不断吸收热量。液体的沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高;从外界吸热的条件:物体自身温度低于外界温度。
【变式】 如图B2-3-9所示,烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时 ( )
A.烧杯和玻璃瓶内的水可能都会沸腾
B.烧杯中的水可能会沸腾,玻璃瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中的水一定不会沸腾,玻璃瓶内的水可能会沸腾
D.烧杯和玻璃瓶内的水一定都不会沸腾
答案
1.B
2.C 液体蒸发会吸热,因此发烧时擦酒精可以降温;配制一定密度的盐水,将种子倒入其中,饱满的种子密度大,会沉在容器底,干瘪的种子密度小,会漂浮在液面上;用力吸出吸管中的空气,管内气压减小,饮料在大气压强的作用下被“压”入口中;奶牛自动喂水器利用了连通器原理。
3.D ①处气流上升是因为①处受热较④处和⑥处多,空气受热膨胀上升。随着高度增加,气压降低,因而③处气压低于④处,而空气下沉是因为④处受热少,气温低,空气冷却收缩而使得空气下沉。⑥处受热少,气温低,空气冷却收缩而下沉。
4.B 大气压随高度的增加而减小,把气压计从山顶拿到山脚下示数变大;大气压还与天气的变化有关,一般情况下,同一地点,晴天比阴雨天气压高,冬天比夏天气压高。
5.D 高山上地理位置比较高,越高的位置大气压越小。相对于大气压来说,体内气压过大,人就会头晕、头痛、耳鸣,有的甚至恶心呕吐。
6.C 西藏地处高原,海拔在4000 m左右,空气稀薄,气压低,很多人难以适应。本题中科学家利用实验舱创造了一个低气压环境, 目的是研究人们对高原生活的适应情况。
7.(1)升高
(2)冷水冲淋使高压锅内气温降低,气压减小到接近外界大气压
8.A 从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升;玻璃管内水柱的高度h越大,瓶内外的气体压强差越大,水柱高度h增大,说明大气压降低了;因为温度变化会引起玻璃管中水柱高度的变化,从而影响实验结果,所以上楼时给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响。
9.90 N 10 N
罐内空气对皮肤的压力:
F内=pS=9.0×104 Pa×10×10-4 m2=90 N,
皮肤受到的外界大气压力:
F外=p外S=1.0×105 Pa×10×10-4 m2=100 N,
由力的平衡得火罐对皮肤的压力:F压=F外-F内=100 N-90 N=10 N,
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对火罐的支持力:F支=F压=10 N。
10.(1)水又重新沸腾起来
气压减小时水的沸点降低
(2)水停止沸腾 变大
(3)C
(1)用注射器向外抽烧瓶中的气体,瓶内气压变小,液体沸点降低,水又重新沸腾起来。
(2)往烧瓶内充气,烧瓶内气体压强变大,水的沸点升高,水温达不到沸点,故水停止沸腾;由于气压变大,水的沸点升高,水重新沸腾时,温度升高。
(3)要通过加热去掉药液中的水分,可以通过沸腾的方式将水分汽化为水蒸气,但水的沸点是100 ℃,要求药液温度不超过80 ℃,我们可以减小液面上的气压,气压降低,水的沸点就会降低。
11.解:锅内气压等于标准大气压与限压阀对气体压强之和,即p内=p阀+p0,
限压阀对出气孔产生的压力:
F=G=mg=0.072 kg×10 N/kg=0.72 N,
限压阀对出气孔产生的压强:
p阀===0.6×105 Pa,
锅内气压:p内=p阀+p0=0.6×105 Pa+1.0×105 Pa=1.6×105 Pa,
由图乙知水温最高可以达到115 ℃。
12.【例题】 (1)降低试管B内水面上方的气压,使试管B中水的沸点降低
(2)增大烧杯A内水面上方的气压,使烧杯A中水的沸点升高
【变式】 B 烧杯中有水,水中倒扣着一个玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,玻璃瓶内的压强大于外界大气压。烧杯内的水在一定气压下,可以达到水的沸点,还能不断吸收热量,能沸腾。玻璃瓶内的气压高,瓶内水的沸点比烧杯内水的沸点高,玻璃瓶内水的温度不能达到沸点,玻璃瓶内的水一定不能沸腾。