八上第二章 第3节 大气的压强1-与沸点,流速等关系 举一反三(含解析)

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名称 八上第二章 第3节 大气的压强1-与沸点,流速等关系 举一反三(含解析)
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文件大小 5.7MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2023-09-27 22:53:04

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第3节 大气的压强1-与沸点,流速等关系
考点一、大气压对天气的影响
(一)大气压的特点
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)般来说,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴雨天高。
(二)高气压区和低气压区在相同高度上的区别
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
在相同高度上,气压高的区域叫高压区,气压低的区域叫低压区。由于空气的上升,使地表的气压下降,形成低气压,而上升的空气中都含有一定量的水蒸气,由于气温随高度的升高而下降,水蒸 气发生液化, 在高空形成云,云积聚后可能形成降水。反之,如果大气下沉,地表气压上升形成高气压,由于高空气体下沉遇热不会出现水蒸气液化的现象,也就不会出现云,故天气晴朗,空气干燥。
(三)一般情况下,晴朗天气的气压较阴雨天气的气压高
大气压对人体的影响
(一)大气压的变化对人体会有一定的影响
人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应;当飞机起飞时,乘客的耳膜会产生一种不舒适的感觉等。这一切都是由大气压的变化引起的。
(二)拔火罐疗法的原理
正常情况下,人皮肤内外侧受到的压强是相等的。当用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤时,一部分空气被排出,玻璃罐内的压强会减小,人体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时血液就会因体内的压强较大而聚集到玻璃罐吸附处,从而使皮肤出现红斑。中医的拔罐疗法就应用了这一原理。 如果外界压强更低一些,血液就会被压出皮肤。
(三)人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程
随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
典例1:(2023八上·温州期末)温州人历来有着冬日晒鱼鲞的习惯,传统晒鲞十分依赖天气,要求低温晴燥。
干球温度 干球温度计和湿球温度计的温差
  1℃ 2℃ 3℃ 4℃ 5℃
0℃ 82% 65% 47% 31% 15%
5℃ 86% 71% 58% 45% 32%
10℃ 88% 76% 65% 54% 44%
(1)鰻鱼是晒鱼鲞的鱼种之一,其一生要经历淡水与海水的周期性洄游,鳗鱼的这种行为属于先天性行为。请再举一例相同类别的动物行为。   
(2)图甲A、B两个天气系统中,适合晒鱼卷的是   。
(3)如图乙为干湿球湿度计,部分空气相对湿度如上表。则当干球温度计和湿球温度计的读数分别为5℃和0℃时,此时的环境湿度为   。
【答案】(1)婴儿吮奶、 繁殖行为等(答出一个即可)
(2)B
(3)32%
【解析】与生育来的行为,不需要后天的学习的行为属于先天性行为;高压控制晴朗天,低压控制阴雨天;
【解答】(1)鳗鱼的周期性洄游,属于先天性行为,先天性行为是与生俱来的,属于人的本能;如婴儿吮奶、 繁殖行为等 ;答案不唯一
(2)高压控制晴朗天,低压控制阴雨天, 所以适合晒鱼的是B高压;
(3)干球温度计为5℃,干湿差是5℃,所以查表的相对湿度为32%。
变式1:(2022八上·临海期末)自新冠疫情以来,口罩已经是我们生活的必需品。下列有关口罩的使用中,能证明大气压存在的是(  )
A.戴上口罩后感觉呼吸困难
B.戴上口罩后吸气时口罩贴在脸上
C.戴上口罩后呼气时口罩鼓起来
D.取下口罩后耳朵上有绳的勒痕
【答案】B
【解析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】 A.戴上口罩后感觉呼吸困难是口罩阻止了空气流动,不能证明大气压存在,故A不符合题意;
B.戴上口罩后吸气时,口罩和脸之间的气压减小,大气压将口罩压贴在脸上,证明了大气压的存在,故B符合题意;
C.戴上口罩后呼气口罩会鼓起来,是呼出的气体造成的,不能证明大气压存在,故C不符合题意;
D.取下口罩后耳朵上有痕迹,说明力可以改变物体的形状,不能证明大气压存在,故D不符合题意。
变式2:(2023八上·海曙期末)厨房中的抽油烟机能将油烟“吸”走。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是(  )
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.客车行驶时窗帘被“吸"出窗外
D.吸盘被“吸“在墙上
【答案】C
【解析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】厨房中的抽油烟机能将油烟“吸”走,是因为空气流速大压强小,于是大气压强将油烟排除室内。
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上,是因为罐子内气体温度降低气压减小所致,故A不合题意;
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起,是因为分子之间存在相互作用的引力,故B不合题意;
C.客车行驶时窗帘被“吸"出窗外,是因为窗外空气流速大压强小,而车内气压大,于是将窗帘压出窗外,故C符合题意;
D.吸盘被“吸“在墙上,是因为吸盘内的气压小于外界的大气压强,故D不合题意。
变式3:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
【答案】C
【解析】阴天地区的大气膨胀比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使空气的密度减小,同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小。因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。
【解答】阴雨天气的大气压低,影响到氧气溶解到血液中的量,气压越低,溶解量越低,因此人会产生疲倦、心绪不宁等反应,C符合题意。
考点二、气压对液体沸点的影响
(一)实验探究:探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
(二)应用
高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
典例1:(2023·杭州模拟)观察自然现象,通过实验研究揭示其原理,并解释生产、生活中的应用,这是科学学习的一种基本方法。
(1)高山或高原地区,普通的锅难以将饭煮熟,我们可用高压锅来煮饭,那么高压锅运用了实验  (选填“甲”或“乙”)的原理。
(2)天宫课堂上,西藏分会场的同学提问:我们西藏地区海拔高,气压低,容易把水烧开,太空中是否容易把水烧开呢?王亚平答:因为在失重条件下,水    选填(“能”或“不能”)进行对流,所以不容易烧开。
【答案】(1)甲(2)不能
【解析】(1)沸点随气压的升高而升高。高山或高原地区,因为气压低沸点低,所以普通的锅难以将饭煮熟。高压锅是利用气压高沸点高的原理。
(2)对流时,热水上升,冷水下沉。失重条件下,冷水不能下沉,所以不能进行对流。
【解答】(1)甲图注射器往烧瓶内充气,使瓶内气压高,沸点高,所以答案为:甲
(2)失重时冷水不能下沉,所以不能进行对流。所以答案为:不能
变式1:(2022八上·温州期中)研究气压对水沸点的影响实验(如图)。待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里空气,发现烧瓶内的水又重新沸腾.水能重新沸腾原因分析正确的是( )
A.抽气后,水的温度上升 B.瓶内气压降低,水的沸点降低
C.石棉网的余温加热烧瓶 D.抽气后,水的温度降低
【答案】B
【解析】待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里的空气,烧瓶内空气的气压减小,那么水的沸点降低,这时水的温度高于沸点,所以烧瓶内的水会重新沸腾,故B正确,而A、C、D错误。
变式2:(2022八上·拱墅期中)液体沸腾必须同时满足两个条件:①温度达到沸点;②还能继续吸热。如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一只同样的敞口空玻璃瓶乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置。在标准大气压下,对水槽内的水加热到沸腾时( )
A.甲、乙瓶内水温都不能达到100℃ B.甲瓶内水沸腾,乙瓶内水不沸腾
C.甲瓶内水不沸腾,乙瓶内水沸腾 D.甲、乙瓶中水都不沸腾
【答案】D
【解析】根据沸腾的条件和沸点随气压变化的规律分析即可。
【解答】甲:里面的水只能到达沸点,不能从外面的水里吸热,因此甲不会沸腾;
乙:里面不断产生水蒸气,从而增大瓶内气压,提高水的沸点。由于里面水的沸点高于外面水的温度,因此里面的水不能达到沸点,因此不能沸腾。
变式3:小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压   (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明:   ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作   。
【答案】(1)大于
(2)液体的沸点随着气压的增大而减小
(3)向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100摄氏度
【解析】(1)液体沸点随上方气压的增大而升高,将水的沸点与100℃进行比较即可。
(2)水再次沸腾,说明水达到沸点,注意分析向外抽拉活塞时烧瓶内气压的变化即可;
(3)想办法增大烧瓶内气压即可。
【解答】(1)根据表格可知,水的温度保持102℃不变,即水的沸点为102℃>100℃,因此当时烧瓶内气压大于1个标准大气压。
(2)向外拉注射器活塞,烧瓶内气压减小,水重新沸腾,说明水的沸点降低,那么得到:液体的沸点随着气压的增大而减小。
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明的操作如下:向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100℃。
考点四、气体的压强与流速的关系
(一)气体压强跟流速的关系
气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
(二)应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器工作原理:流速大的地方压强小。
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)喷雾器和香水瓶的工作原理与化油器的工作原理一样。
(三)液体的压强随流速的增大而减小
(四)飞机的升力
飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
典例1:(2023八上·海曙期末)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积气泡体积Va   Vb(选填“大于“”等于“”小于“)
【答案】小于
【解析】根据流体压强和流速的关系,结合二力平衡的知识分析解答。
【解答】根据图片可知,a处粗管的水流速度小于b处的水流速度,则a处的水的压强大于b处水的压强。当气泡的体积不变时,气球内气体压强和外面水的压强相等,因此气泡在a点的气压大于在b点的气压,那么气泡在a点的体积小于b点的体积。
变式1:为改善地铁地下车站的通风状况,小科设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】注意分析通道平面的形状对气流速度的影响,再根据流体压强和流速的关系分析判断。
【解答】根据图片可知,B图中遮雨盖下表面为曲面,则空气经过时流速变大而气压变小,即此时通道左口上方气压小而右口气压大,于是空气从右口进入,从左口流出,于是达到抽气效果,故B正确,而A、C、D错误。
变式2:(2023·鹿城模拟)在学习压强的课上,秀秀做了如下实验,在两只筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向中间吹气,则两个乒乓球运动状态是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】流速和流体压强的关系为:流速越大时,流体压强越小;流速越小时,流体压强越大。
【解答】 两只筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向中间吹气时,使两个乒乓球之间的流速增大,即中间的流体压强变小,导致乒乓球外侧的流体压强大于内侧的压强,故形成了向内的压力差,使乒乓球向中间运动。
变式3:(2023·镇海模拟)小宁在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
[实验1]小宁设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。
(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速大于下表面的空气流速,若发现   ,可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)[实验2]小宁设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)探头,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是   (选填“A”、“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速   (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大(2)A;增大
【解析】气体的压强与流速的关系为——空气流速越大,气体压强越小。根据V=SL=Svt可知,相同时间内,通过管子的气体体积相同,所以横截面积越大,空气流速就越大。
【解答】(1)由于气体的流速越大,压强越小,机翼模型上表面路程大,空气流动速度大,压强更小,所以机翼模型上升,弹簧秤甲被压缩,读数变小,乙被拉长,读数变大。
(2)单位时间通过管子的空气的体积是一样的,由于A管最细,所以A管内气压最小,所以A是曲线①。第10s后,管内气压减小,说明管内气体流速增大。
1.(2023八上·黄岩期中)负压救护车是种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名。下列处于负压状态的是(  )
A.充完气的汽车轮胎
B.漏气的气球
C.吸饮料之初的吸管、
D.太空中飞行的“神舟十一号”返回舱
【答案】C
【解析】比较容器内气压和外面气压的大小即可。
【解答】A.充完气的汽车轮胎 ,轮胎内气压大于外部气压,不是负压状态,故A不合题意;
B.漏气的气球,气球内气压大于外面气压,不是负压状态,故B不合题意;
C.吸饮料之初的吸管,吸管内气压小于外面大气压强,于是饮料被压入口中,此时处于负压状态,故C符合题意;
D.太空中飞行的“神舟十一号”返回舱,舱内气压大于外面气压,不是负压状态,故D不合题意。
2.(2022八上·临海期末)如图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于(  )
A.车项空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
【答案】A
【解析】流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。
【解答】天窗前闭后开,在车顶形成一个凸面,加大了车顶空气的流速,使天窗开口处的气压小于车内的气压,则在压力差的作用下车内污浊的空气被自动“抽出”,从而保持车内空气清新,故BCD错误,A正确。
3.(2021八上·余杭月考)如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是B口吹入A口吹出 B.风总是A口吹入B口吹出
C.风总是AB口同时吹入 D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
【答案】A
【解析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】根据图片可知,B口为平面,A口为曲面,那么空气从A口上方的流速大于B口上方的流速,那么A口上方的气体压强小于B口,因此空气从压强大的B口流向压强小的A口,故A正确,而B、C、D错误。
4.(2021八上·杭州月考)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.
【答案】C
【解析】流体流速越大的地方压强越小,根据流体压强和流速的关系分析判断。
【解答】两个通道墙面的形状相同,因此通道中空气流速相同,没有压强差,因此过道中空气几乎不流动,故A、B错误;
左边通道墙面为平面,右边通道墙面为曲面,那么左边空气的流速小于右边,于是左边空气压强大于右边,于是会有空气从通道左侧流向右侧,不需要消耗电能,故C正确;
过道中安装换气扇,消耗电能,故D错误。
5.(2023八上·台州期末)如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是(  )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐下降
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压大于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】C
【解析】根据大气压强随高度的变规律,结合p内=p大气+p水柱分析判断即可。
【解答】根据图片可知,当玻璃管中的液柱静止时,瓶内气体压强等于外面大气压强和水柱压强之和,即p内=p大气+p水柱,则瓶内气压大于大气压强,故B错误,C正确;
当登山时,大气压强随高度的增大而减小,根据p内=p大气+p水柱可知,此时水柱压强增大。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,此时水柱高度升高,故A错误;
根据V=Sh可知,玻璃管越细,则水柱高度的变化越大,那么气压计的测量越精确,故D错误。
6.(2023·湖州)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C.加热空气后。热气球不断上升
D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
【解析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球上方空气流速大而压强小,下方空气流速小而压强大,于是乒乓球受到向上的压强,于是乒乓球不掉下来,与飞机升力的原理相同,故A符合题意;
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变,是大气压强对牛奶盒产生压强,故B不合题意;
C.加热空气后。热气球不断上升,是因为氢气球受到的浮力大于重力,故C不合题意;
D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下,是因为纸片受到向上的大气压强,故D不合题意。
7.(2023八上·鄞州期末)下列小实验不能用流体压强与流速的关系解释的是(  )
A.图甲:向弯折的扑克牌下方吹气,扑克牌没有被吹翻
B.图乙:向悬挂在木杆上的两气球中间吹气,两气球相互靠近
C.图丙:向瓶内吹气,横放在瓶口处的短铅笔从瓶口中跑出来
D.图丁:向乒乓球吹气,乒乓球会从球拍上滚下来
【答案】D
【解析】分析各个选项中包含的物理规律即可。
【解答】A.图甲:向弯折的扑克牌下方吹气,下方空气流速大压强小,大气对扑克牌施加向下的压强,因此扑克牌没有被吹翻,故A不合题意;
B.图乙:向悬挂在木杆上的两气球中间吹气,中间空气流速大压强小,周围空气将两气球挤压相互靠近,故B不合题意;
C.图丙:向瓶内吹气,瓶口出空气流速大压强小,于是横放在瓶口处的短铅笔被里面的空气推出来,故C不合题意;
D.图丁:向乒乓球吹气,乒乓球会从球拍上滚下来,因为力是改变物体运动状态的原因,故D符合题意。
8.(2023八上·慈溪期末)高铁的普及极大便捷了人们的出行,但在高铁站台候车时,乘客必须站在安全线以外。这是因为当列车驶过站台,列车周围空气流速大,压强   ,站在安全线以内候车有危险。若高铁再提速,为确保安全,安全线到站台边缘的距离应   (填”增大”或”不变”,下同)。高铁加速离站过程中,其惯性   。
【答案】小;增大;不变
【解析】流体的压强跟流体的速度有关,流速越大的位置压强越小,从人的内侧和外侧受到的气体大小关系进行分析;惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都具有惯性,质量是衡量物体惯性大小的量度。
【解答】
当列车急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,由流体压强与流速的关系可知,警戒线以内的地方空气压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧的空气压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险;若高铁提速,则向内侧的压强差会更大,所以应该增大站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离。高铁加速离站过程中,其质量不变,惯性不变。
9.(2022·浙江舟山·八年级期末)如图甲所示,玻璃管中液面与瓶中液面等高(玻璃瓶密封良好),当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是:直玻璃管内的液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)瓶中液面高度;图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管口处压强比B管口处___________ (选填“大”或“小”),A管中液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)B管中液面高度。
【答案】低于 大 低于
【解析】[1]广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当向外拉注射器活塞时,瓶内空气的体积增大,广口瓶内的气压就减小,由于瓶内的气压小于瓶外的大气压,在瓶外气压的作用下就把玻璃管中的液体压进瓶内,导致玻璃管内的液面降低;
[2][3]图乙中A上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,风经过A管上方的流动速度小于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升,故A管中液面低于B管中液面。
10.(2022·浙江金华·八年级期末)如图为奥地利跳伞牛人佛利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区进行高空极限跳伞的情形,他从3.65万米高度做自由落体,创造了三项世界纪录。请回答:
  
(1)鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和______________;
(2)距地面3.65万米高的平流层接近真空。如果宇航服或头盔在平流层破裂,会使人的血液沸腾而危及生命。产生该现象的原理相当于图______________(选填“甲”或“乙”)操作改变的气压对沸点的影响。
【答案】对流层 乙
【解析】(1)[1]大气垂直方向上分为对流层、平流层、中间层、暖层和外层,鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和对流层。
(2)[2]当外界气压降低,人体内部气压也下降,从而导致血液的沸点降低,所以血液会沸腾。图甲中用活塞向圆底烧瓶中打气,所以烧瓶内气压大于外界大气压,同理可知,乙烧瓶气压小于外界大气压。所以产生该现象的原理相当于图乙所示。
11.(2023九下·庆元模拟)小科完成了三个有趣的科学小实验,请回答相关问题
(1)在图甲中,烧瓶内刚停止沸腾的水,浇上冷水后,瓶内的水会   ;
(2)图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管中液面   (选填“高于”、“等于”或“低于”)B管中液面高度;
(3)在图丙中,将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分。在瓶身内部放入一支点燃的蜡烛,小瓶瓶口附近放一支点燃的线香,利用该装置可以模拟风的形成。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是   (选填“1”、“2”或“3”)。
【答案】(1)重新沸腾
(2)低于
(3)1
【解析】(1)液体沸点随上方气压的减小而降低;
(2)流体流速越大的位置压强越小,据此分析解答;
(3)根据对流的知识分析。
【解答】(1)在图甲中,烧瓶内刚停止沸腾的水,浇上冷水后,烧瓶内气体温度降低气压减小,则水的沸点降低。由于此时水的温度高于沸点,因此瓶内的水会重新沸腾。
(2)根据图乙可知,A管上方空气流速小而压强大,而B管上方空气流速大而气压小,那么A管中液面低于B管中液面高度;
(3)根据丙图可知,蜡烛燃烧放出热量,上面的空气受热后向上运动,从而时饮料瓶内气压减小。烟雾在外界大气压强的作用下向左飘动进入瓶内,故选①。
12.(2023·慈溪模拟)甲图所示是一种全景飘浮房屋,其底部是一个浮动平台,使房屋可以轻松地在水中四处移动;房屋内还安装了先进的污水净化装置和温度调节设备。
(1)若一艘大船快速地从漂浮房一侧驶过时,漂浮房屋会     (选填“靠近”或”远离”)大船。
(2)漂浮房周圈的水经过净化、消毒等一系列处理后能供人饮用,乙图所示是一种活性炭净水器示意图,为使净化效果更好,进水口应在图中的    处(填字母),经过这样净化后得到的水属于    (填“纯净物”或”混合物“)。
(3)在漂浮房屋的屋顶种植一些草类、花卉等植物,并配制相应的传感器与灌溉技术既美观又可降室温,能降温的原因是    。
【答案】(1)靠近
(2)b;混合物
(3)植物的蒸腾作用
【解析】(1)流速越大,流体压强越小;
(2)混合物指由一种以上的物质组成的混合物体;
(3)植物的蒸腾作用带走植物大部分的水,并吸收热量蒸发水分。
【解答】(1)流速越大,流体压强越小,故中间的压强减小,房屋会靠近大船;
(2) 进水口应在图中的 b处,这样可以避免固体沉积在活性炭层,得到的水为混合物;
(3)植物的蒸腾作用可以带走热量,达到降温的效果。
13.(2023·宁波模拟)在《大气压强》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去,水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧,把大注射器接在一段橡皮管上,橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
【答案】水重新沸腾。要点:向外拉活塞,瓶内的气体体积变大,气压变小;水的沸点随气压的减小而降低,水温达到了水的沸点;水从烧瓶吸热,水重新沸腾。
【解析】液体的沸点与气压有关,气压越小,沸点越低。沸点越低,水越容易沸腾。
【解答】向外拉注射器的活塞。一部分空气被抽到了注射器内,瓶内气体体积变大,气体压强减小,沸点降低。 水温达到了水的沸点; 所以水重新沸腾起来了。这也就说明了水的沸点随气压降低而降低。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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典例分析
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课后巩固
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第3节 大气的压强1-与沸点,流速等关系
考点一、大气压对天气的影响
(一)大气压的特点
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)般来说,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴雨天高。
(二)高气压区和低气压区在相同高度上的区别
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
在相同高度上,气压高的区域叫高压区,气压低的区域叫低压区。由于空气的上升,使地表的气压下降,形成低气压,而上升的空气中都含有一定量的水蒸气,由于气温随高度的升高而下降,水蒸 气发生液化, 在高空形成云,云积聚后可能形成降水。反之,如果大气下沉,地表气压上升形成高气压,由于高空气体下沉遇热不会出现水蒸气液化的现象,也就不会出现云,故天气晴朗,空气干燥。
(三)一般情况下,晴朗天气的气压较阴雨天气的气压高
大气压对人体的影响
(一)大气压的变化对人体会有一定的影响
人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应;当飞机起飞时,乘客的耳膜会产生一种不舒适的感觉等。这一切都是由大气压的变化引起的。
(二)拔火罐疗法的原理
正常情况下,人皮肤内外侧受到的压强是相等的。当用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤时,一部分空气被排出,玻璃罐内的压强会减小,人体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时血液就会因体内的压强较大而聚集到玻璃罐吸附处,从而使皮肤出现红斑。中医的拔罐疗法就应用了这一原理。 如果外界压强更低一些,血液就会被压出皮肤。
(三)人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程
随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
典例1:(2023八上·温州期末)温州人历来有着冬日晒鱼鲞的习惯,传统晒鲞十分依赖天气,要求低温晴燥。
干球温度 干球温度计和湿球温度计的温差
  1℃ 2℃ 3℃ 4℃ 5℃
0℃ 82% 65% 47% 31% 15%
5℃ 86% 71% 58% 45% 32%
10℃ 88% 76% 65% 54% 44%
(1)鰻鱼是晒鱼鲞的鱼种之一,其一生要经历淡水与海水的周期性洄游,鳗鱼的这种行为属于先天性行为。请再举一例相同类别的动物行为。   
(2)图甲A、B两个天气系统中,适合晒鱼卷的是   。
(3)如图乙为干湿球湿度计,部分空气相对湿度如上表。则当干球温度计和湿球温度计的读数分别为5℃和0℃时,此时的环境湿度为   。
变式1:(2022八上·临海期末)自新冠疫情以来,口罩已经是我们生活的必需品。下列有关口罩的使用中,能证明大气压存在的是(  )
A.戴上口罩后感觉呼吸困难
B.戴上口罩后吸气时口罩贴在脸上
C.戴上口罩后呼气时口罩鼓起来
D.取下口罩后耳朵上有绳的勒痕
变式2:(2023八上·海曙期末)厨房中的抽油烟机能将油烟“吸”走。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是(  )
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.客车行驶时窗帘被“吸"出窗外
D.吸盘被“吸“在墙上
变式3:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
考点二、气压对液体沸点的影响
(一)实验探究:探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
(二)应用
高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
典例1:(2023·杭州模拟)观察自然现象,通过实验研究揭示其原理,并解释生产、生活中的应用,这是科学学习的一种基本方法。
(1)高山或高原地区,普通的锅难以将饭煮熟,我们可用高压锅来煮饭,那么高压锅运用了实验  (选填“甲”或“乙”)的原理。
(2)天宫课堂上,西藏分会场的同学提问:我们西藏地区海拔高,气压低,容易把水烧开,太空中是否容易把水烧开呢?王亚平答:因为在失重条件下,水    选填(“能”或“不能”)进行对流,所以不容易烧开。
变式1:(2022八上·温州期中)研究气压对水沸点的影响实验(如图)。待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里空气,发现烧瓶内的水又重新沸腾.水能重新沸腾原因分析正确的是( )
A.抽气后,水的温度上升 B.瓶内气压降低,水的沸点降低
C.石棉网的余温加热烧瓶 D.抽气后,水的温度降低
变式2:(2022八上·拱墅期中)液体沸腾必须同时满足两个条件:①温度达到沸点;②还能继续吸热。如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一只同样的敞口空玻璃瓶乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置。在标准大气压下,对水槽内的水加热到沸腾时( )
A.甲、乙瓶内水温都不能达到100℃ B.甲瓶内水沸腾,乙瓶内水不沸腾
C.甲瓶内水不沸腾,乙瓶内水沸腾 D.甲、乙瓶中水都不沸腾
变式3:小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压   (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明:   ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作   。
考点四、气体的压强与流速的关系
(一)气体压强跟流速的关系
气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
(二)应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器工作原理:流速大的地方压强小。
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)喷雾器和香水瓶的工作原理与化油器的工作原理一样。
(三)液体的压强随流速的增大而减小
(四)飞机的升力
飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
典例1:(2023八上·海曙期末)如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积气泡体积Va   Vb(选填“大于“”等于“”小于“)
变式1:为改善地铁地下车站的通风状况,小科设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的(  )
A. B. C. D.
变式2:(2023·鹿城模拟)在学习压强的课上,秀秀做了如下实验,在两只筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向中间吹气,则两个乒乓球运动状态是(  )
A. B. C. D.
变式3:(2023·镇海模拟)小宁在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
[实验1]小宁设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。
(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速大于下表面的空气流速,若发现   ,可说明气体的流速越大,压强越小。
(2)[实验2]小宁设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)探头,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是   (选填“A”、“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速   (选填“增大”或“减小”)。
1.(2023八上·黄岩期中)负压救护车是种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名。下列处于负压状态的是(  )
A.充完气的汽车轮胎
B.漏气的气球
C.吸饮料之初的吸管、
D.太空中飞行的“神舟十一号”返回舱
2.(2022八上·临海期末)如图所示是车顶的外掀式天窗,行驶时,将天窗前面关闭,后面微微向上打开,就能起到通风作用,这是由于(  )
A.车项空气的流速较大,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
B.车顶空气的流速较大,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
C.车顶空气的流速较小,天窗外的压强小于车内的压强,”抽出”车内污浊的空气
D.车顶空气的流速较小,天窗外的压强大于车内的压强,”吸入”外界新鲜空气
3.(2021八上·余杭月考)如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口B时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是B口吹入A口吹出 B.风总是A口吹入B口吹出
C.风总是AB口同时吹入 D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
4.(2021八上·杭州月考)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.
5.(2023八上·台州期末)如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是(  )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐下降
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压大于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
6.(2023·湖州)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C.加热空气后。热气球不断上升
D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
7.(2023八上·鄞州期末)下列小实验不能用流体压强与流速的关系解释的是(  )
A.图甲:向弯折的扑克牌下方吹气,扑克牌没有被吹翻
B.图乙:向悬挂在木杆上的两气球中间吹气,两气球相互靠近
C.图丙:向瓶内吹气,横放在瓶口处的短铅笔从瓶口中跑出来
D.图丁:向乒乓球吹气,乒乓球会从球拍上滚下来
8.(2023八上·慈溪期末)高铁的普及极大便捷了人们的出行,但在高铁站台候车时,乘客必须站在安全线以外。这是因为当列车驶过站台,列车周围空气流速大,压强   ,站在安全线以内候车有危险。若高铁再提速,为确保安全,安全线到站台边缘的距离应   (填”增大”或”不变”,下同)。高铁加速离站过程中,其惯性   。
9.(2022·浙江舟山·八年级期末)如图甲所示,玻璃管中液面与瓶中液面等高(玻璃瓶密封良好),当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是:直玻璃管内的液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)瓶中液面高度;图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管口处压强比B管口处___________ (选填“大”或“小”),A管中液面___________(选填“高于”、“低于”或“等于”)B管中液面高度。
10.(2022·浙江金华·八年级期末)如图为奥地利跳伞牛人佛利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区进行高空极限跳伞的情形,他从3.65万米高度做自由落体,创造了三项世界纪录。请回答:
  
(1)鲍姆加特纳跳伞下降时,他依次经过了大气层的平流层和______________;
(2)距地面3.65万米高的平流层接近真空。如果宇航服或头盔在平流层破裂,会使人的血液沸腾而危及生命。产生该现象的原理相当于图______________(选填“甲”或“乙”)操作改变的气压对沸点的影响。
11.(2023九下·庆元模拟)小科完成了三个有趣的科学小实验,请回答相关问题
(1)在图甲中,烧瓶内刚停止沸腾的水,浇上冷水后,瓶内的水会   ;
(2)图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB,当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管中液面   (选填“高于”、“等于”或“低于”)B管中液面高度;
(3)在图丙中,将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分。在瓶身内部放入一支点燃的蜡烛,小瓶瓶口附近放一支点燃的线香,利用该装置可以模拟风的形成。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是   (选填“1”、“2”或“3”)。
12.(2023·慈溪模拟)甲图所示是一种全景飘浮房屋,其底部是一个浮动平台,使房屋可以轻松地在水中四处移动;房屋内还安装了先进的污水净化装置和温度调节设备。
(1)若一艘大船快速地从漂浮房一侧驶过时,漂浮房屋会     (选填“靠近”或”远离”)大船。
(2)漂浮房周圈的水经过净化、消毒等一系列处理后能供人饮用,乙图所示是一种活性炭净水器示意图,为使净化效果更好,进水口应在图中的    处(填字母),经过这样净化后得到的水属于    (填“纯净物”或”混合物“)。
(3)在漂浮房屋的屋顶种植一些草类、花卉等植物,并配制相应的传感器与灌溉技术既美观又可降室温,能降温的原因是    。
13.(2023·宁波模拟)在《大气压强》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“烧瓶中的水沸腾后把酒精灯移去,水停止沸腾。用插有一段玻璃管的橡胶塞把瓶口塞紧,把大注射器接在一段橡皮管上,橡皮管的另一端接到瓶塞的玻璃管口上向外拉注射器的活塞。”如果实验成功,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
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