广东省2024年中考物理一轮复习考点梳理学案 第17讲　大气压强　流体压强与流速的关系（含解析）

第17讲　大气压强　流体压强与流速的关系
命题分析　
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
大气压强 省题10 ___ ___ 省题4 ___
流体压强与流速的关系 ___ ___ 省题12 省题4 ___
【课程标准】
2．2.8　知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
例　了解铁路站台上设置安全线的必要性。
考点一　大气压强
一、大气压强
1．产生原因：(1)空气受到重力作用；(2)空气具有流动性。
2．验证实验：
(1)历史上证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验。
(2)生活中可以证明大气压存在的实验：吸盘“吸”在墙上、瓶吞蛋实验、纸片托水、吸管喝饮料等。
3．大气压的测量：
(1)意大利科学家托里拆利最早测出大气压的数值。
(2)标准大气压p0＝1.013×105 Pa，等于760 mm高水银柱产生的压强，在粗略计算中，标准大气压可以取为1×105 Pa。
(3)气压计：测量大气压的仪器。
常见的气压计有水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
4．大气压的变化
大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。在海拔3 000米以内，大约每升高10米，大气压减小100 Pa。
5．沸点与大气压的关系：液体的沸点随大气压的减小而降低，随大气压的增大而升高。(均选填“升高”或“降低”)
6．大气压的利用：针管吸药液、活塞式抽水机、离心式水泵等。
(1)用钢笔吸取墨水是利用了大气压强。(　√　)
(2)托里拆利实验中玻璃管倾斜放置时，管内的水银柱高度不变。(　√　)
(3)一个标准大气压可托起约10.3 m高的水柱。(　√　)
(4)大气压随海拔高度的增加而减小。(　√　)
(5)(2022·广东改编)室内大气压强约为100 Pa。(　×　)
例1　我们身边看似“轻小”的空气，其实蕴含着大大的力量，能够帮助我们完成很多工作，以下事例，与大气压作用无关的是(　　)
A．用吸管喝饮料 B．把带吸盘的挂衣钩按在光滑的墙壁上
C．抽水机把水从低处抽到高处 D．医生用针筒把药水推入病人身体内
答案　D
解析　用吸管喝饮料，内部的气压小于外界大气压，饮料在外界大气压的作用下，被压入口腔内，利用了大气压；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；抽水机抽低处的水到高处，通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来；医生把针筒中的药液推入病人身体内，是用外力将药液推入病人身体内，与大气压无关。故选D。
例2　(2023·茂名三模)如图所示，某同学做托里拆利实验时，实验过程中管口不离开水银面，此时此地大气压的值为________ mm高水银柱。这实验可能在______(选填“高原”“海平面”或“井底”)做的。
答案　700　高原
解析　根据托里拆利实验的原理可知，大气压与管内水银柱压强是相等的，而实验中，测得管中水银柱的高度为70 cm，实验过程中管口不离开水银面，则此时此地大气压的值为700 mm高水银柱。由于在标准大气压下，托里拆利实验的水银柱高度应为760 mm，而该实验的水银柱高度小于760 mm，则该环境下大气压小于标准大气压，而气压与海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低。因此该实验可能在高原做的。
例3　(教材素材)将盛水的烧瓶加热，水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，并迅速塞上瓶塞，再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，如图所示。关于烧瓶内的水，下列分析正确的是(　　)
A．一直沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会停止沸腾
B．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会再次沸腾
C．因没有继续加热，浇上冷水时，水的温度降低，不会沸腾
D．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压减小，水会再次沸腾
答案　D
解析　盛有水的烧瓶放在火焰上加热，达到沸点，继续吸热，水沸腾，沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，瞬间水的温度还保持在沸点，但无法继续吸收热量，此时停止沸腾；迅速塞上瓶塞，烧瓶内封住了大量的水蒸气；再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，烧瓶内的水蒸气遇到冷的烧瓶壁而液化，烧瓶内的气压减小，沸点降低，同时烧瓶内的水温度降低，放出热量，放出的热量用来完成水在低沸点时的沸腾，水会再次沸腾。故选D。
考点二　流体压强与流速的关系
1．流体：物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2．探究实验
小实验：向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢
结论：在流体中，流速越大的位置，压强越低。
3．应用实例：飞机机翼做成“上凸下平”的形状；并排行驶的船只不能靠得太近；风雨中的雨伞容易上翻；站台内候车时应站在安全线以外；汽车快速驶过时树叶飘向汽车；台风刮过时掀翻屋顶等。
(1)在气体和液体中，流速越大的位置，压强越大。(　×　)
(2)在气体中，压强小的位置气体的流速一定大。(　×　)
(3)汽车行驶时尾部的空气流速越快、压强越大。(　×　)
(4)两艘船不能并排走，要一字型。(　√　)
例4　(2020·广东)如图所示，不能用流体压强与流速的关系来解释的是(　　)
A．图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢
B．图乙所示用吸管吸饮料
C．图丙所示向B管吹气，A管中的水面上升
D．图丁所示飞机产生升力的原因
答案　B
解析　对着两张纸的中间吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于纸外侧的大气压，产生了一个向内的压强差，将纸压向中间，故A不符合题意；用吸管吸饮料是利用了大气压，不能揭示流体压强与流速的关系，故B符合题意；往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，在这个管内外产生压强差的作用下，液面上升，故C不符合题意；相等的时间内，空气经过机翼上面的路程大于下面的路程，机翼上面的空气流速大于下面的流速，机翼上面的压强小于下面的压强，出现压强差，出现了压力差，这个压力差就是机翼向上的升力，故D不符合题意。
例5　(2021·广东)唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速________、压强________，从而产生一个向________的力。
答案　大　小　上
解析　秋风刮过屋顶，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，产生一个向上的压强差和压力差，所以秋风“卷”走屋顶茅草。
例6　(2022·广州)如图甲，连通器中的水静止，此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气，水面稳定后如图乙所示，此时a、b处的气压为pa、pb，水面下c、d处水的压强为pc、pd，若大气压保持不变，则(　　)
A．pc＞pd B．pa＞pb C．pa0＞pa D．pb0＝pb
答案　B
解析　吹气前，该装置为连通器，连通器的水静止不流动时，水面是相平的，水面上方的压强是相同的，所以pa0＝pb0；在b上方持续水平吹气，b中液面上方的空气的流速变大，压强变小，所以pa＞pb；由于b处的流速变大，压强变小，所以pb0＞pb；两图中a处的流速相同，压强也相同，所以pa0＝pa；此时左侧两管相当于是一个连通器，液体密度相同，c、d处深度相同，所以pc＝pd，综上所述，B正确。
考点一　大气压强
1.(教材素材)如图拿一个铁皮罐，装少量水，罐口打开，用火加热，将水烧开后，用盖子将铁皮罐罐口盖紧，放入盆内，用冷水浇铁皮罐。铁皮罐塌陷变扁，这是由于(　　)
A．罐内气体压强比罐外气体压强高 B．罐内气体压强比罐外气体压强低
C．罐内气体温度比罐外气体温度高 D．罐内气体温度比罐外气体温度低
答案　B
2.(教材素材)如图所示，小明将装满水的试管，用纸片盖严试管口并倒置，纸片不会掉下来，这个现象说明了________的存在，纸片受到大气压力方向________，此力的施力物体是________。
答案　大气压强　竖直向上　大气
3．(教材素材)小亮设计了一个自动供水装置，他将一个塑料瓶装满水后倒放在盆景中，瓶口刚刚被水浸没。一段时间后，盆景中的水由于蒸发而变少，液面低于瓶口，瓶内的水会流出一部分，瓶口又被浸没后，瓶中的水不再流出，如图所示，该装置的原理是巧妙地利用了________，塑料瓶内水面的上方是________(选填“空气”或“真空”)。如果在瓶壁“A”处打一个小孔，水________(选填“会”或“不会”)从小孔向外喷出。
答案　大气压　空气　不会
4.(2023·广州白云区二模)在甲地完成图甲所示的实验，则当地大气压等于________ m高的液柱A所产生的压强。在乙地完成图乙所示的实验，已知液体A的密度比B大，则甲地大气压________(选填“大于”“等于”“小于”或“无法判断”)乙地大气压。
答案　10.3　大于
解析　在甲地完成图甲所示的实验，则当地大气压等于10.3 m高的液柱A所产生的压强；在乙地完成图乙所示的实验，则当地大气压等于9 m高的液柱B所产生的压强；液体A的密度比B大，A的液柱的高度大于B的液柱的高度，根据p＝ρgh可知，甲地的大气压要大于乙地的大气压。
5.(2023·广东)如图所示，用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，说明吸盘内部气体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔，吸盘内部气体压强会变________。若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，说明海拔越高，大气压强越________。
答案　小于　大　小
解析　用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，说明吸盘内部气体压强小于大气压强，在内外压力差的作用下，很难拉开。若在吸盘上戳一个小孔，气体进入，吸盘内部气体压强会变大。若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，说明海拔越高，大气压强越小。
考点二　流体压强与流速的关系
6．(从生活到物理)学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏漩涡，若被卷入其中可能会出现危险，因为漩涡中心(　　)
A．水流速度大，压强大 B．水流速度小，压强小
C．水流速度大，压强小 D．水流速度小，压强大
答案　C
解析　漩涡外部的水流速小，压强大，漩涡内的水流速大，压强小，在压强差的作用下，容易将附近的人“吸”进漩涡，发生危险。
7.(2023·深圳一模)如图甲所示有些跑车为了提高“抓地力”会在车尾安装了一种“气流偏导器”，其外形应该选用图乙中的________(选填“A”或“B”)，气流对偏导器产生________(选填“向上”或“向下”)的压强差，因而有压力差，使车与地面之间的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案　B　向下　变大
解析　“气流偏导器”的上表面平直、底部呈弧形凸起，当跑车高速行驶时，偏导器上方的空气流速小、压强大，下方的空气流速大、压强小，产生一个向下的压强差，增加轿车对地面的压力，在接触面的粗糙程度不变的情况下，摩擦力会变大，提高车轮的抓地性能，故应选B。
8.(教材素材)如图所示，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气。
现象：硬币跳过木块。
解释：硬币上方的气流速度________下方的气流速度，硬币上方压强________(均选填“大于”“小于”或“等于”)下方压强，产生向上的升力。
答案　大于　小于
9.(创新实验)学完大气压之后，老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压大小的实验，如图所示。小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5 N的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤：
A．记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力
B．小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘
C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直至吸盘刚要离开玻璃板
D．测量吸盘与玻璃板接触面的直径d，计算吸盘与玻璃板的接触面积S＝1.0×10－4 m2
E．根据p＝，计算出大气压的大小p
你认为合理的实验步骤顺序应该是________(选填“①”或“②”)。
①DBACE ②BDCAE
(2)排好序后进行实验，弹簧测力计拉至最大读数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×105 Pa计算，弹簧测力计量程至少要大于________ N。
(3)他们发现实验结果明显比真实气压值小，其中的原因可能是_________________________。(答1条即可)
答案　(1)②　(2)10　(3)吸盘内有空气(或测量吸盘的直径d有误差)
解析　(1)用吸盘方法测量大气压强：①将吸盘吸在光滑玻璃板上，排尽吸盘内空气，为了密封，先将吸盘蘸水；②测量吸盘与玻璃板之间的接触面积；③用弹簧测力计拉动吸盘至吸盘刚好离开玻璃板，读出弹簧测力计示数即为大气压力；④记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力；⑤根据p＝计算压强值，故正确步骤应选②。
(2)根据F＝pS＝1×105 Pa×1.0×10－4 m2＝10 N。
(3)用吸盘法测大气压的结果小于真实气压值可能的原因：吸盘内的空气无法全部排尽或测量吸盘的直径d有误差等。(合理即可)
10．(从物理到生活)学校气象兴趣小组同学查阅了近几年来影响沿海几个台风的相关资料，经过整理后列出了如下表格。观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题：
台风名称 年份 台风中心气压/百帕 平均风速/(米·秒－1)
海葵 2012 960 40
菲特 2013 945 45
凤凰 2014 990 25
灿鸿 2015 920 58
(1)由表中数据可知，台风“凤凰”平均风速为25米/秒时，其中心气压为________百帕。
(2)根据以上信息，关于台风的中心气压与台风平均风速的关系，可得到的初步结论是：________________________________________________________________________。
(3)通过查阅资料了解到，当台风登陆后，台风的强度会有所减弱，由此可以推测其中心气压会________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
答案　(1)990　(2)平均风速越大，台风中心气压越小　(3)升高