10.3气体的压强
一、单选题
1.下列事例中,没有应用大气压作用的是( )
A. 吸盘挂衣钩 B. 吸尘器吸尘
C. 抽水机抽水 D. 注射药液
2.物理与生活息息相关,以家庭厨房为例.下列有关物理量现象表述错误的是( )
A.切菜用的菜刀磨得很锋利﹣﹣是为了增大压强
B.挂轻小物品的吸盘﹣﹣与大气压有关
C.正常使用的筷子﹣﹣属于省力杠杆
D.厨房底面上铺的防滑垫﹣﹣是为了增大摩擦
3.下列估测最接近生活实际的是( )
A.普通中学生的体重约为50N
B.成年人双脚站立在地面上对地面的压强约为104Pa
C.一枚鸡蛋重约50N
D.青藏高原上的大气压约为1.05×105Pa
4.关于压强在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.篆刻刀的刀口做得很锋利,是通过增大压力来增大压强
B.排水管的U形“反水弯”是利用连通器原理
C.用注射器将药液注入肌肉是利用大气压强实现的
D.高压锅是利用液体的沸点随着气压的增大而降低来工作的
5.蓄水槽中装有水,当阀门打开水流动时,水柱最低的是( )
A.A管 B.B管 C.C管 D.无法判断
6.下列说法正确的是( )
A.跳远运动员快速助跑后,飞身鱼跃,受惯性力的作用在空中继续前进
B.要让自行车更快地停下来,用力捏闸是通过增大压力来减小摩擦
C.在水平道路上做匀速直线运动的汽车,受到的牵引力和阻力是一对平衡力
D.高压锅做饭熟得快,是因为压强增大沸点降低的缘故
7.如图所示,是中国科技馆的“球吸”展项。不吹风时,两球静止。当风自下而上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象。针对这一现象下列说法不正确的是( )
A.两球相互靠拢说明两球受到力的作用
B.两球相互靠拢说明两球中间的气流流速大、压强小
C.由于水流与气流不同,所以两艘舰船可以并肩高速航行
D.由于“球吸”现象的存在,乘客必须站在安全线外候车
8.下列有关生活中力的现象描述,其中正确的是( )
A.足球被踢出去后,继续向前运动是因为仍受到脚施加的力
B.用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
C.小明没有将地面上的箱子推动,是因为推力等于箱子受到的摩擦力
D.小车不受人的推力会在桌面上慢慢停下来,说明力是维持物体运动的原因
9.下列事例中,利用大气压强的是( )
A.护士给病人注射肌肉针
B.用吸管吸饮料
C.飞机的机翼设计成流线型
D.拧开水龙头流出水
10.体育运动中包含着丰富的物理知识。下列说法正确的是( )
A.由于受到惯性的作用,小强的三级跳远比立定跳远跳得更远
B.蹦床运动员蹦到最高点时,此时她处于平衡状态
C.流体压强与流速的关系是乒乓球比赛中弧线球产生的原因
D.篮球运动员起跳抢篮板球,未离开地面的那一瞬间他受到的重力与地面给他的支持力是一对平衡力
二、填空题
11.活塞式抽水机和离心式水泵的进水管中的水能够上升是靠 的作用.
12.物理课上,老师一只手握住一根洗衣机排水管的中部保持管子下半部分不动,将下部管口靠近一些碎纸屑,另一只手抓住管的上半部分在空中快速转动,这时会看到下管口附近的碎纸屑 ,其原因是相对于管口而言,上管口空气流速较 ,气压较 。
13.在高山上,开水不烫手,鸡蛋煮不熟,是因为海拔越高大气压越 (选填“大”或“小”),使水的沸点 (选填“大于”、“等于”或“小于”)100℃。
14.如图,两个完全相同的玻璃杯A和B,A中装有一些水,B倒扣着放入盛水的容器中,酒精灯给容器中的水加热,在水沸腾后继续加热的过程中,A杯中的水不能沸腾,原因是 ,B杯中的水也不能沸腾,原因是 。
15.2020年新春之际出现了罕见的新型冠状病毒疫情,面对突如其来的灾害,举国上下,万众一心,科学防治。病毒可通过空气传播。当我们吸气时,胸部扩张,胸内肺泡跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强 , 使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中;呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含病毒的空气压强 ,其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,病毒等通过痰液又回到空气中。因此,大家出行时,一定要戴口罩。
16.中央电视台“是真的吗”节目中曾验证过:“无需吸气就能将球吸入水管”的说法.做法是:取一段自来水软管,如图(a)所示一端对准小球,将另一端甩着转起来,小球就被吸入管内.①这里蕴含的物理原理是:图(b)中水管B端转起来后,加快了B管口气体流动的速度,从而使管内气体压强 (选填“增大”或“减小”),管内外的气体压强差使小球吸入管中.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体.由上述实验可得出流体压强与流速之间的关系是: .
②在下列情形中,能够运用上述结论解释的是 .(选填序号)
A.用洗衣机甩干衣服 B.大风中的雨伞会被向上吸起来
C.巨大的飞机能升空飞行 D.吸盘式挂钩被压在墙壁上
17.我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动.如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着 选填“A“、“B“或“C“方向飘动,该现象涉及的物理原理是 .
18.飞机通过机翼来获得向上的升力,是因为流体压强随流速的减小而 (选填“增大”或“减小”);水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为液体的压强随深度增大而 (选填“增大”或 “减小”)。
19.汽车的普及提高了生活的速度,天窗已经成为年轻人选购汽车的必要元素;行驶中的汽车,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速 车内空气的流速,天窗外空气的压强 车内空气的压强(均选填“大于”“等于”或“小于”)。所以车内空气被“抽”到车外。
20.注射疫苗用的注射器吸取药液时,是利用 把药液吸取上来的。为了防止医生和病人之间病毒的交叉感染。在重症病房,医生穿上如图所示正压防护头服,防护服内气压 (选填“高于”或“低于”)病房内气压,从而有效防止空气中病毒侵害医护人员的健康。
三、综合题
21.地效飞行器,作为贴海面或水面高速行驶的运载工具,兼具舰船及飞机的特点,在近海军事行动中,有广泛的用途。机翼下表面离地面很近,形成气流的堵塞,使机翼受到的升力增加,称为地面效应。由于地效这种特殊的现象,当飞机飞的特别贴近地面(或水面)时,它的升力会突然变得比正常情况下大很多。地效飞行器在飞行过程中受到的阻力较小,因此其速度也快得多。如图所示为某型号地效飞行器,如表是它的参数。升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值。(g取10N/kg)
自重/kg 3300 最大载重/kg 1500 单次最大飞行距离/km 600 起落架轮数/个 6 空载吃水深度/m 0.5
升阻比 20~40 飞行高度/m 1~4 最大飞行速度/(km/h) 200 每个轮子与地面接触面积/cm2 200 满载吃水深度/m 0.7
(1)地效飞行器贴近地面(或水面)高速飞行时,机翼上方气流流速比下方气流流速快。下列现象能用地效飞行器借助机翼获得升力的原理来解释的是 。(多选,填字母)
A.行驶的车上,窗帘往外飘 B.通过拍打窗帘来清除它上面的灰尘
C.用注射器吸取药液 D.站在列车站台上的安全线外候车
(2)飞行器空载停放在地面时,对地面的压强是多少 ?
(3)某次执行运输任务时,飞行器以最大载重起飞后,飞机的升阻比为25时,飞行器水平匀速飞行过程中前进的动力为多少 ?
(4)抵达目的地后,飞行器在水面降落时,底部被撞出一个面积为30cm2的洞,驾驶员立刻用质量不计的小钢片从内部堵住这个洞,则对小钢片施加的压力至少为多少 ?
22.阅读短文,回答问题。
氢动力飞机3月25日,我国研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机在沈阳成功首飞。如图甲所示,该飞机最大巡航速度为,整架飞机采用上单翼、低平尾、前置螺旋桨、前三点式不可收放起落架的布局形式。上单翼稳定性强,产生的升力大。前置螺旋桨是由发动机带动旋转向后排空气,推动飞机飞行。
飞机因使用氢作为航空燃料而得名。氢的能量密度是航空煤油的四分之一。能量密度是指物质中储存能量与其体积的比值。飞行时,空气和飞行器表面接触会产生蒙皮摩擦阻力;氢气燃烧生成水,机身形成额外润湿区域,导致飞机接近水面巡航时产生更大的波浪阻力,降低性能。
飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。某次测试中,飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力与滑行距离s的关系如图乙所示。滑行中获得的升力为,比例系数,v是飞机的滑行速度。飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系如表。
速度 10 20 30 40
阻力 30 120 270 480
(1)飞机落地后会在跑道上滑行较长距离才停下,是因为它的 很大。停在机场的飞机对地面的压力是由于 发生形变而产生的;
(2)下列有关氢动力飞机的说法中,不正确的是 ;
A.采用上单翼可获得更大的载重量
B.蒙皮摩擦阻力和波浪阻力的施力物体都是空气
C.推动飞机飞行是根据力的作用是相互的原理
D.起飞前,飞机在跑道上滑行时牵引力大于阻力
(3)飞机以最大巡航速度匀速航行时,受到的阻力为 N;相同质量的氢与航空煤油的能量比为 ;(航空煤油的密度为,氢的密度为)
(4)测试中,该飞机起飞前的滑行距离是 m,起飞离地时获得的升力为 N,起飞离地时速度为 ;
(5)请写出飞机滑行距离s与滑行速度v之间的定量关系式: 。
23.1875年,三名法国人驾驶热气球升到了8000米的高空,突然全部昏倒.等气球瘪了自己落回地面时,除了一人苏醒,另外两人因为缺氧死亡.高空为什么会出现缺氧症状呢?难道8000米的高空就没有氧气了吗?
不是的,空气照样有,只不过稀薄而已.罪魁祸首在于大气压强.因为高空的大气压强低:5.7千米的高空,大气压只有海平面的一半;到了32千米的高空,大气压就只有1%了.
大气压强低了,为什么会造成缺氧呢?这是因为我们呼吸空气必须依靠大气压强的帮助.吸气时,人体的横膈肌收缩,使胸腔的体积扩大,肺里的空气因为稀薄压强变小,外界空气的气压大于胸腔内的气压,因此空气就进入胸腔的肺内.空气进入肺泡后,空气中氧气的压强要比血液里氧气的压强高,氧便从压强高的地方向压强低的地方扩散,人便得到了氧.同样,在呼气时,我们用力使胸腔的体积缩小,肺内气体的压强大于大气压强,废气便被排出体外.
问题就在于,三名法国人升上高空以后,大气压强变得很小了,可是人体里的压强仍然那么大,肺泡中的氧气压强比大气的氧气压强还要高,结果不但吸入不了氧气,反而是人体里的氧气向外扩散,造成高空缺氧.
血的教训告诉我们,人可以在失重情况下生活,但却不能经受半秒钟的失压.要想使宇航员们在太空遨游,必须保证他们生活在标准的大气压当中. 现在你明白为什么宇航员们都要穿上厚厚的宇航服吧?宇航服是一种多层次多性能的服装,有气密层和限制层,象轮胎的内胎和外胎一样.它的密封性极强,可以保证不漏气,加压不爆破,从而把宇航员和外太空环境隔离开来,这样他们就可以生活在一个人工制造的大气环境中了
请你根据以前所学的物理知识和以上的信息,回答问题:
(1)大气压随高度的增加而 ,一标准大气压等于
(2)人类历史上首先证明大气压的实验是 ,首先测量大气压的实验是 ,在测量大气压时,我们用到了 研究方法
(3)当我们青岛人到西藏后,第一个不适应的就是“高原反应”,这是因为:人要呼吸时,人体的横膈肌 ,使胸腔的体积 ,氧便从压强 的地方向压强 的地方扩散.而西藏高原大气压 ,人的胸腔的体积变的很 ,肺内气体的压强稍 大气的氧气压强才能吸到一口氧气,因此容易发生“高原反应”
(4)请你设计一个实验证明“大气压就存在我们身边”
(5)小明发现自己穿的羽绒服里面是用“鸭毛”制成的,比小刚穿的“棉”衣服暖和,而我们都知道,宇宙中很冷,宇航服应该很暖和.请你提一个课题研究上述问题
课题:
猜想:
实验步骤:_______
(6)为了保护我们的大气层,我们在日常生活中应该这样做______(请写出2条):
参考答案:
1.D
2.C
3.B
4.B
5.B
6.C
7.C
8.C
9.B
10.C
11.大气压强
12. 被吸入管内 大 小
13. 小 小于
14. 见解析 见解析
15. 减小 大气压 增大
16. 减小 流速越快,流体压强越小 B、C
17. A 对于流体,流速大的地方压强小
18. 增大 增大
19. 大于 小于
20. 大气压 高于
21. AD 2.75×105 1920N 21N
22. 惯性 飞机 B 750 5∶2
23. 减小 1.01×105Pa 马德堡半球实验 托里拆利实验 转换法 收缩 扩大 高 低 低 大 小于 把玻璃杯中装满水,将硬纸片盖在杯口,用手按住硬纸片小心地将杯子倒立过来,硬纸片不会掉下来,杯中的水不会流出,这证明了大气压的存在 探究鸭毛与棉花的保温效果 毛的保温效果好、取两个完全相同的烧瓶,每个烧瓶内装上相同质量、相同温度的热水,分别用厚度相同的鸭毛与棉花包住两个烧杯,经过相同时间后,用温度计测出两烧瓶中水的温度,根据水的温度高低可以判断材料的保温效果,温度高的保温效果好,温度低的保温效果差、减少废气的排放可以保护大气层