9.3 气体的压强
▉考点01 大气压强存在的认识
1、大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
2、产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
3、马德堡半球实验证明了:①大气压的存在②大气压很大。
4、大气压的存在现象
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:通过测量大气压力来显示大气压力的大小,是研究和应用大气压力的重要工具之一。气压计的原理基于大气压力的变化可以反映高度、天气等因素的变化。
▉考点02 大气压的大小与测量
1、 标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,也可以记作 1atm。
2、托里拆利实验测量了大气压强的值。1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验,故名托里拆利实验。实验方法:
(1)准备一根1m左右长的玻璃管,一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气。
(2)用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
(3)待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定当管内外水银液面的高度差约为760mm左右时,它就停止下降,读出水银柱的竖直高度h,利用公式p=ρ水银gh计算出大气压强的大小。
(4)逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变。
注意:
1、托里拆利实验使用水银的原因:水银的密度非常大,这种高密度特性使得在相同的压力下,水银柱的高度较低,从而可以在较短的玻璃管中准确测量大气压强。
2、托里拆利实验试管的倾斜的影响:玻璃管的倾斜不会影响管内水银柱的高度, 但会改变水银柱的长度。 因为液体压强与深度成正比,所谓深度,指从液面到液体内某位置的竖直距离。管外大气压一定,水银柱产生的压强一定,所以玻璃管内外液面竖直距离不变。
3、托里拆利实验试管粗细的影响:玻璃管的粗细不会影响实验结果。这是因为实验的原理是基于管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,而这个压强仅与管内水银柱的竖直高度有关,与玻璃管的粗细、是否倾斜、插入水银槽的深度等因素无关。
4、托里拆利实验混入空气的影响:实验中混入空气时, 水银柱的高度会减小,即测量结果偏小。 如果玻璃管中混入了少量的空气, 这些空气会对管内水银柱产生一个向下的压强, 从而导致管内水银柱的高度减小,这是因为空气的压强与水银柱的压强相加等于外界大气压。
5、大气压的计算: 通过测量水银柱的高度, 可以计算出大气压的值。 这是因为大气压的大小等于水银柱产生的压强, 即p0=ρgh,其中p0是大气压强, ρ是水银的密度, h是水银柱的高度。 这个公式可以用来计算标准大气压的值, 一标准大气压等于1.01×105Pa或者是760毫米汞柱。
6、托里拆利实验玻璃管封闭端开口的问题:当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降.此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终液面会相平。
▉考点03 估测大气压
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:估算大气压强的数值。
(2)实验原理:。
二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态,这两个力是一对平衡力。
2、实验器材:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
3、器材作用及图像
(1)注射器:实验主体。
(2)弹簧测力计:拉动注射器活塞。
(3)细线:连接器材。
(4)橡皮帽:封住注射器的小孔。
(5)刻度尺:测注射器针筒上有刻度部分的长度。
4、实验步骤
步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
步骤②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
5、实验计算方法
(1)注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L。
(2)根据公式p=求出大气压强。
▉考点04 大气压的特点与应用
1、空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
2、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。
3、大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
4、沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
5、体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
6、大气压的应用
(1)可作气压计。
(2)抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用,将水从低处提升至高处的水力机械。抽水机的原理是:先令水面上方的大气压强减小,然后水就在外界大气压的作用下,把水沿抽水机压上来。
▉考点05 流体压强与流速的关系探究实验
1、根据流体压强与流速的关系“流速大,压强小,流速小,压强大”的原理进行实验。
2、气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验很多,例如:吹不散的气球。
3、实验器材:细木杆(1米长左右)1根气球2个 细线2根。
4、实验步骤
(1)把两个气球充满气,用细线把气球口扎紧。
(2)把细杆的两端放在离地面1 米高的支撑物上,使木杆保持水平。
(3)用细线把两气球悬挂在木杆上,使两个气球的高度一致,相距约30厘米。(如图所示)
(4)两个气球静止时,用嘴向两气球中间吹气,两气球会相互远离吗?实验现象:气流从两气球中间流过时,两气球会相互靠近。
5、实验结论:液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小
▉考点06 飞机升力的产生原因
1、飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
2、当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。
3、机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
▉考点01 马德堡半球实验(共3小题)
1.我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。下列现象中,与大气压无关的是( )
A.马德堡半球实验 B.用吸管吸饮料
C.利用船闸让船通行 D.用注射器吸取药液
【答案】C
【解答】解:ABD、马德堡半球实验、用吸管吸饮料、用注射器吸取药物,三个实例都由于大气压作用的缘故,所以这些现象都与大气压有关,故ABD错误;
C、利用船闸让船通行是利用连通器的原理,故C正确。
故选:C。
2.著名的 马德堡半球 实验证明了大气压强存在且很大。如图所示,堤坝下部比上部更为厚实,是因为水对堤坝的压强随深度的增大而 增大 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】马德堡半球;增大。
【解答】解:(1)著名的马德堡半球实验证明了大气压强存在且很大。
因为液体内部压强随深度增加而增大,更为厚实的堤坝可承受更大的水的压强。
故答案为:马德堡半球;增大。
3. 马德堡半球 实验证明了大气压存在且很大;船闸是 连通器 知识应用的实例。
【答案】马德堡半球;连通器。
【解答】解:马德堡半球实验证明了大气压的存在;三峡船闸底部相通、上端开口,是利用了连通器。
故答案为:马德堡半球;连通器。
▉考点02 大气压存在的现象(共3小题)
4.日常生活中蕴含着丰富的物理知识。下列事例中能证明大气压存在的是( )
A.用锋利的刀切腊肉
B.用注射器将药液注入肌肉里
C.高铁站台设有安全警戒线
D.拔火罐时火罐紧紧吸附在皮肤上
【答案】D
【解答】解:A、用锋利的刀切腊肉是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B、药液在注射器活塞作用下被注射到肌肉里,与大气压无关,故B不符合题意;
C、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C不符合题意;
D、因为火罐内的气体体积一定,当火罐冷却后,罐内气体温度降低,所以压强减小,小于外界的大气压力,故在外界大气压力的作用下,火罐被“吸”在皮肤上,故D符合题意。
故选:D。
5.如图所示,与大气压强无关的是( )
A.活塞式抽水机 B.钢笔加墨水
C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
【答案】C
【解答】解:A、抽水机抽水,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,故A不符合题意;
B、钢笔在吸墨水时,是先把钢笔内的空气排出,然后在外界大气压的作用下,墨水进入钢笔内,故B不符合题意;
C、帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而增大,与大气压无关,故C符合题意;
D、覆杯实验,大气对纸片向上的压力托住了杯中的水,与大气压有关,故D不符合题意。
故选:C。
6.下列数据中最接近实际情况的是( )
A.一个中学生受到的重力约为50N
B.两个鸡蛋平放在手中对手的压力大小约为1N
C.一标准大气压能支持0.76m高水柱
D.一个中学生站立时对水平地面的压强为100Pa
【答案】B
【解答】解:A.中学生的质量约为50kg,重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A不符合实际;
B.一个鸡蛋的质量在50g左右,两个鸡蛋100g,两个鸡蛋的重力为:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,对手的压力约为1N,故B符合实际;
C.一标准大气压能支持约0.76m高的水银柱,约13.6×0.76m=10.3m高的水柱,故C不符合实际;
D.中学生的体重在500N左右,站立时双脚与地面的接触面积约为500cm2=0.05m2左右,对水平地面的压强大约为:p104Pa,故D不符合实际;
故选:B。
▉考点03 大气压存在的原因(共1小题)
7.2008年9月25日,我国成功发射了神舟七号飞船并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望。如图所示,是我国航天员出舱的英姿。请问:
(1)与在地球上相比,航天员在太空上的质量 不变 ,受到的重力 变小 ;(选填“变大”“不变”或“变小”)
(2)地球被厚达80~100km的大气包围着,大气具有质量,并和液体一样具有 流动性 ,所以大气层内存在大气压强。因此,我们可以推断出舱航天员所处太空应该 没有 (选填“有”或“没有”)大气压;
(3)若不穿舱外航天服,只带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动?运用你所学的物理知识说出一条理由。答: 不能 (选填“能”或“不能”),因为 太空没有大气压会导致人体内外形成巨大压强差撑裂身体 。
【答案】(1)不变;变小;(2)流动性;没有;(4)不能;太空没有大气压会导致人体内外形成巨大压强差撑裂身体。
【解答】解:(1)质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了形状、状态、位置则不会发生改变;航天员在太空只是位置变了,所含物质的多少没有变,所以质量不变。但由离地球远了,地球对航天员的引力会变小,所以重力变小了;
(2)地球被厚达80~100km的大气包围着,大气具有质量,并和液体一样具有流动性,所以地球大气层内存在大气压强。太空是真空,我们可以推断出舱的航天员所处太空环境应该没有大气压强;
(3)若不穿舱外航天服只穿便服,且携带氧气瓶,航天员身体周围没有大气压,体内的压强会撑裂身体,因而不能走出舱外活动。
故答案为:(1)不变;变小;(2)流动性;没有;(4)不能;太空没有大气压会导致人体内外形成巨大压强差撑裂身体。
▉考点04 托里拆利实验试管的倾斜的影响(共2小题)
(多选)8.关于下面四幅图的说法不正确的是( )
A.将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.无人快递车匀速转弯时运动状态不变
C.铁皮罐加热后封盖浇冷水发生塌陷,是因为铁皮罐热胀冷缩的原因
D.挖地铁专用的大型盾构机,盾构机推进时,由液压装置使活塞杆根据需要伸出或缩回,其应用的物理原理主要是帕斯卡定律
【答案】ABC
【解答】解:A.将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度不变,长度变大,故A错误,符合题意;
B.无人快递车匀速转弯时运动状态在改变,因为它的运动方向在改变,故B错误,符合题意;
C.铁皮罐加热后封盖浇冷水发生塌陷,是因为铁皮罐内的气压小于外界大气压被压陷的,故C错误,符合题意;
D.挖地铁专用的大型盾构机,盾构机推进时,由液压装置使活塞杆根据需要伸出或缩回,其应用的物理原理主要是帕斯卡定律,故D正确,不符合题意;
故选:ABC。
9.如图所示是老师用水银做托里拆利实验时测得的数据,当时的大气压强相当于755mm的水银柱深度产生的压强,若玻璃管稍倾斜,水银柱的高度 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变。
【解答】解:托里拆利实验测量大气压时,管内、外水银柱的高度差由大气压的大小决定,实验时,大气压不变,玻璃管稍倾斜,管内水银柱长度变长,但管内、外水银柱的高度差不变。
故答案为:不变。
▉考点05 托里拆利实验试管粗细的影响(共1小题)
10.如图所示,关于托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.换用粗玻璃管做实验,管内水银柱高度将减小
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱不变
C.此实验在任何地方测出的都是标准大气压的数值
D.此实验所依据的原理是“大气压与液体压强平衡”
【答案】D
【解答】解:A、换用粗的玻璃管作实验时,水银柱的高度不变,故A错误;
B、在托里拆利实验中,玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱高度不变,长度会变长,故B错误;
C、大气压与高度和天气有关,在不同的地点,不同的时间,测量的结果可能不同,故C错误;
D、大气压产生的压强等于玻璃管内水银柱产生的压强,故此实验所依据的原理是“大气压与液体压强平衡”,故D正确。
故选:D。
▉考点06 托里拆利实验大气压的计算(共3小题)
11.若托里拆利实验中测得玻璃管内外水银面高度差750mm,已知水银密度为13.6×103kg/m3,g=10N/kg,此时大气压强的值为 1.02×105 Pa,若把管子倾斜或换成更长一些的管子,管内外水银面高度差 不变 (选填“变大、变小或不变”)。
【答案】1.02×105;不变。
【解答】解:玻璃管内外水银面高度差750mm,此时大气压强的值为p=ρgh=13.6×103kg/m3×10N/kg×750×10﹣3m=1.02×105Pa
若把管子倾斜或换成更长一些的管子,由于外界的气压不变,则管内外水银面高度差不变。
故答案为:1.02×105;不变。
12.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于 750 mm水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。
【答案】750;低于
【解答】解:图中750mm高度才是水银柱的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等;
标准大气压下水银柱的高度为760mm,故此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于100℃。
故答案为:750;低于。
13.(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,他直接调节平衡螺母使横梁平衡,便认为已经完成天平调节,该过程中,小明的操作存在的问题是 没有把游码移到标尺的零刻度线处 。
(2)某同学在实验室利用如图乙所示装置测量此时的大气压,此时大气压强相当于 750 mm高水银柱产生的压强。
(3)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,弹簧测力计水平向右拉着物块做 匀速直线 运动,指针位置如图丙所示,则物块所受的滑动摩擦力为 1.6 N,方向向 左 (选填“左”或“右”);若增大拉力使物块加速运动,则物块所受摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)没有把游码移到标尺的零刻度线处;(2)750;(3)匀速直线;1.6;不变。
【解答】解:(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,他直接调节平衡螺母使横梁平衡,便认为已经完成天平调节,该过程中,小明的操作存在的问题是没有把游码移到标尺的零刻度线处。
(2)某同学在实验室利用如图乙所示装置测量此时的大气压,此时大气压强相当于750mm高水银柱产生的压强(玻璃管中的水银面到水银槽中水银面的距离)。
(3)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,原理是二力平衡,即弹簧测力计水平向右拉着物块做匀速直线运动,指针位置如图丙所示,则物块所受的滑动摩擦力为1.6N,方向向左;若增大拉力使物块加速运动,则物块所受摩擦力不变,因为摩擦力大小只有压力大小和接触面的粗糙程度有关。
故答案为:(1)没有把游码移到标尺的零刻度线处;(2)750;(3)匀速直线;1.6;不变。
▉考点07 标准大气压(共3小题)
14.下列数据中最接近实际的是( )
A.一瓶矿泉水的重力约为100N
B.1标准大气压的数值为1×103Pa
C.成年人站立时对地面的压强约1.5×104Pa
D.一名初中生所受重力约为50N
【答案】C
【解答】解:A、一瓶矿泉水的质量为0.5kg左右,一瓶矿泉水的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N。故A不符合实际;
B、1标准大气压的数值为1×105Pa,故B不符合实际。
C、成年人的体重G=600N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,双脚对水平地面的压力:
F=G=600N;
p1.5×104Pa左右,故C符合实际;
D、一名初中生的质量约为50kg,受到的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N。故D不符合实际。
故选:C。
15.学习对物理量的估测可以培养良好的物理素养。下列关于某中学生的估测说法正确的是( )
A.他行走时对地面的压强约为2.5×103Pa
B.他的手掌所承受的大气压力约为100N
C.他的体积约为50dm3
D.他用手举起2个鸡蛋需要的力约为10N
【答案】C
【解答】解:A、中学生行走时,对地面的压强约为,故A错误;
B、一只手掌的面积约为1dm2=1×10﹣2m2,根据可得,手掌承受的大气压力约为:F=p大气S=1.01×105Pa×1×10﹣2m2=1010N,与1000N最为接近,故B不符合实际;
C、中学生的质量约为m=50kg,人体的密度与水的密度差不多,即ρ=1.0×103kg/m3,根据密度公式,可得体积,故C符合实际;
D、两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,用手举起两枚鸡蛋的力为F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N.故D不符合实际。
故选:C。
16.【体育运动】
随着国家对于体育锻炼的进一步重视,越来越多的学校开设了多样化的体育课程,有游泳、跳远等,甚至有些学校在冬季会开设滑雪、冰球等课程。
游泳训练中,一位潜水运动员慢慢潜入深水中,胸腔感受的压迫感越来越强,原因是 液体的压强随深度的增加而增大 。若他停留某深度时,携带的压强计显示此时的液体压强是标准大气压的2.5倍,则该运动员此时所处的深度约为 B 。
A.2.5m
B.25m
C.250m
D.25cm
【答案】液体的压强随深度的增加而增大;B。
【解答】解:游泳训练中,一位潜水运动员慢慢潜入深水中,胸腔感受的压迫感越来越强,原因是液体的压强随深度的增加而增大。
若他停留某深度时,携带的压强计显示此时的液体压强是标准大气压的2.5倍,则该运动员此时所处的深度约为:h25m,故选B。
故答案为:液体的压强随深度的增加而增大;B。
▉考点08 大气压测量的实验设计(共4小题)
17.第一个用实验的方法,准确测出大气压强数值的科学家是( )
A.奥托 格里克 B.托里拆利
C.帕斯卡 D.伽利略
【答案】B
【解答】解:奥托 格里克证明了大气压的存在;历史上科学家托里拆利第一次测出了大气压值。
故选:B。
18.关于如图所示的四个实验情景,下列说法中( )
①图甲所示的实验中,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力的大小
②图乙所示的实验中,在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会增大,说明压力的作用效果与压力的大小有关
③图丙所示的实验中,用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小
④图丁所示的实验中,大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②③正确 D.只有①②④正确
【答案】C
【解答】解:①图甲所示的实验中,木块匀速运动,木块受到的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,木块受到的拉力等于木块受到的摩擦力,所以弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力的大小,故①正确;
②图乙所示的实验中,在小桌面上放一个砝码后,海绵受到的压力变大,受力面积不变,海绵的凹陷程度会增大,说明压力的作用效果与受到的压力大小有关,故②正确;
③图丙所示的实验中,探头所处的深度越深,U形管两侧液面的高度差越大,所以用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小,故③正确;
④图丁所示的实验中,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故D错误。
故选:C。
19.如图1所示,小明用该装置估测大气压。将活塞推至注射器筒前端,用橡皮帽封住注射器的小孔,在活塞上栓挂一个小桶,然后向小桶中缓慢加水,直至活塞刚好被拉动。测得桶与水的总质量为4.4kg,已知注射器的容积为20mL、注射器有刻度部分的长度L如图2所示,所估测的大气压值为 1.1×105 Pa;小组成员认为,由于活塞与注射筒间摩擦力的存在,导致测量结果偏 大 。于是摘去橡皮帽,再次向空桶中缓慢加水,当活塞刚被拉动时,测得桶与水的总质量为0.5kg,则测量的大气压强值应修正为 9.75×104Pa。
【答案】1.1×105;大;9.75×104。
【解答】解:已知注射器的容积为20mL、注射器有刻度部分的长度l如图2所示,分度值为0.1cm,则l=5.00cm,活塞的横截面积
S
所估测的大气压值为
p1.1×105Pa
由于活塞与注射筒间摩擦力(且方向与重力的方向相反)的存在,导致桶与水的总重变大,故测量结果偏 大。
于是摘去橡皮帽,再次向空桶中缓慢加水,当活塞刚被拉动时,测得桶与水的总质量为0.5kg,根据力的平衡,则受到的摩擦力为
f=m′g=0.5kg×10N/kg=5N
测量的大气压强值应修正为
p′9.75×104Pa
故答案为:1.1×105;大;9.75×104。
20.小明利用2.5mL注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线估测大气压值:(1)本实验中研究的是大气对 活塞 的压力;
(2)若实验中弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用横截面积更 小 (选填“大”或“小”)的注射器来进行实验;
(3)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,并用橡皮帽封住注射器的小孔,然后水平向右慢慢拉到注射器筒,活塞开始滑动时弹簧测力计示数如图甲;
(4)然后拔去橡皮帽,重复实验(3)操作,读出弹簧测力计示数为0.4N,则大气对活塞的压力为 6 N;
(5)根据图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 4.00 cm,大气压强的测量值为 9.6×104 Pa;
(6)若实验过程中去掉步骤(4),则测得的大气压值 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)活塞;(2)小;(4)6;(5)4.00;9.6×104;(6)偏大。
【解答】解:(1)在实验中通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力。
(2)实验中选用注射器B,把弹簧测力计拉到最大,活塞没动是其受到大气的压力太大,而大气压在实验过程中没变化,根据p知,所选注射器活塞的横截面积太大了,应该换用横截面积更小的注射器来进行实验;
(4)拔去橡皮帽,将活塞推至注射器筒的底端,再重复实验(1)操作,读出弹簧测力计示数为0.4N,此时弹簧测力计对活塞的拉力与活塞受到的摩擦力是一对平衡力,即f=0.4N;
水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数如图,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在刻度线“6.4”的位置,因此示数是6.4N,此时活塞受到弹簧测力计的拉力、摩擦力和大气对活塞的压力的作用,处于平衡状态,根据力的平衡可知,大气对活塞的压力F压=F拉﹣f=6.4N﹣0.4N=6N;
(5)由图丙知,注射器有刻度部分的长度为:L=4.00cm,
注射器的横截面积为:S0.625cm2=0.625×10﹣4m2;
大气产生的压强为:p0.96×105Pa;
(6)若实验过程中去掉步骤(4),会使测得大气对活塞的压力偏大,在受力面积不变的情况下,根据p知测得的大气压会偏大。
故答案为:(1)活塞;(2)小;(4)6;(5)4.00;9.6×104;(6)偏大。
▉考点09 大气压强与高度的关系(共5小题)
21.下列有关压强说法正确的是( )
A.压力就是重力,所以物体越重,压力越大
B.海拔越高的地方,空气越稀薄,大气压强越大
C.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
D.水坝修成上窄下宽主要是因为深度越深液体压强越小
【答案】C
【解答】解:A、压力的方向垂直于接触面,重力的方向始终竖直向下,二者是两种不同的力,故A错误;
B、海拔越高的地方,空气越稀薄,大气压强越小,故B错误;
C、由液体压强产生的原因可知,液体内部向各个方向都有压强,是由于液体受到重力且液体有流动性,故C正确;
D、水坝修成上窄下宽主要是因为深度越深液体压强越大,故D错误。
故选:C。
22.如图甲所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了 连通器 ;如图乙所示是小明自制的气压计,若拿着此气压计从29楼下到1楼,玻璃管内水柱的高度将 降低 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】连通器;降低。
【解答】解:茶壶的壶身和壶嘴的底部相连通,上端均开口,构成了连通器。
大气压随高度增大而减小,若拿着此气压计从29楼下到1楼,高度减小,外界大气压增大,会将玻璃管内的水柱压入瓶中,玻璃管内水柱的高度将降低。
故答案为:连通器;降低。
23.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)如图(a)所示,船闸是 连通器 应用的实例。图(b)中的吸盘式挂钩是利用了大气压强的作用,著名的 马德堡半球 实验有力地证明了它是很大的。
(2)若将图(b)中的两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强比外界大气压强 小 ;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 。
【答案】(1)连通器;马德堡半球;(2)小;小。
【解答】解:(1)大坝边上的船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,利用了连通器的原理;
马德堡半球实验用两个中间抽成真空而压合在一起的铜半球有力地证明了大气压的存在;
(2)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。
故答案为:(1)连通器;马德堡半球;(2)小;小。
24.小华同学假期从济南去西藏旅游,他观察到如图所示密封包装的小饼干出现了由甲到乙所示的变化,故推测出外界大气压是 变小 的,他还分析得到包装袋内的气体密度是 变小 的。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变小。
【解答】解:(1)到达西藏时,密封包装的小饼干变得鼓起来,是因为大气压随着高度的增加而减小,外界大气压减小,袋子里大气压不变,在内外压强差作用下,包装袋变得鼓起来,所以可以推测出外界大气压是变小的
(2)包装袋内气体的质量不变,包装袋变得鼓起来,说明包装袋内气体的体积变大了,由ρ可知,此时袋内气体的密度变小了。
故答案为:变小;变小。
25.小明从上海坐飞机到高海拔的青藏高原,发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多。这是因为西藏比上海的海拔 高 (选填“高”或“低”),外界大气压 变小 (选填“变大”或“变小”)之故。
【答案】高;变小。
【解答】解:小明从上海坐飞机到高海拔的青藏高原,发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多。这是因为西藏比上海的海拔高,外界大气压变小之故。
故答案为:高;变小。
▉考点10 气体压强与体积的关系(共5小题)
26.五一假期,小洁想带奶奶去县城里住几天,可奶奶不放心家里的小鸡。于是,小洁给小鸡设计了一款自动喂水的装置如图所示,把一个装满水的瓶子倒放在水盆中,并使瓶口没入水中,鸡喝水的过程中,盆中水位下降至瓶口露出水面时,有空气进入瓶中,瓶中水自动流出补充到盆中,直到瓶口再次没入水中,水停止流出,如此反复。随着空气进入瓶中,瓶内水面逐渐下降,瓶内气压与进气前相比( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【答案】A
【解答】解:把一个装满水的瓶子倒放在水盆中,并使瓶口没入水中,由于外界大气压的作用,此时瓶内的水不会流出;瓶内气压加上水柱的压强等于外界大气压,随着自动喂水的装置内水的减少,当瓶口刚露出水面时,会有少量空气进入瓶中,瓶内气压增大,瓶子的水会下降流出一部分,瓶内的水位变低,水柱压强减小,由于外界的气压不变,则水上方的气压变大。
故选:A。
27.如图,一端开口,一端封闭的玻璃管,封闭端有一定质量的气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃试管,此时管内外水银面高度差为h1,弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银,待稳定后管内外水银面高度差为h2,弹簧测力计示数为F2,则( )
A.h2>h1,F2=F1 B.h2<h1,F2=F1
C.h2>h1,F2>F1 D.h2<h1,F2>F1
【答案】C
【解答】解:(1)因为实验中,玻璃管内封闭了一段空气,因此,大气压=玻璃管中水银柱产生的压强+封闭空气的压强,大气压不变的情况下,吸走槽中的部分水银,管口未离开水银面,封闭空气的体积变大,压强变小,同时水银柱的高度h也会适当增加;
(2)因为题目中提出不计玻璃管的重力和浮力,因此,向上的拉力F与水银柱的重力相平衡,而水银柱的高度h变大,所以水银柱的重力变大,拉力F的大小会变大。
故选:C。
28.小楠乘坐列车从甲地去往乙地旅游,她发现车内的饼干包装袋鼓了起来,如图所示,包装袋密封良好,车内温度不变。到达乙地后,包装袋内部气体质量 不变 ,密度 变小 ,包装袋外部的大气压 变小 。(以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变小;变小
【解答】解:从甲地飞往乙地,饼干包装袋始终密封完好,袋内部气体质量为m是不变的,
由于袋内气体质量不变,体积变大,根据密度公式ρ可知气体密度ρ变小,
饼干包装袋体积变大,是由于外界气压减小,袋内气压相对变大导致。
故答案为:不变;变小;变小。
29.人呼吸过程的模拟装置如图所示,当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,此时,容器内的气压变小,气球在 大气压 的作用下体积变大,完成吸气过程。在用该装置模拟人的吸气过程中,容器内空气(不含气球内空气)的质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】大气压;不变
【解答】解:当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,拉力使得形状改变,此时,容器内的气压变小,气球在大气压的作用下体积变大,完成吸气过程。在用该装置模拟人吸气的过程中,容器内空气(不含气球内空气)的质量不变。
故答案为:大气压;不变。
30.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:充气的气球;装满水的杯子杯口用塑料薄片覆盖并倒悬着。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,观察到的现象是:
(1)充气的气球体积会 变大 (选填“变大”或“缩小”)。
(2)玻璃杯中的水和塑料片 掉落 (选填“掉落”或“不动”)。
【答案】(1)变大;(2)掉落。
【解答】解:(1)当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大;
(2)塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会掉落下来,水会流出来。
故答案为:(1)变大;(2)掉落。
▉考点11 气压计(共4小题)
31.如图所示是个自制气压计,管中液面高于瓶中液面。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上升
B.玻璃管上气压计的刻度值上大下小
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】A
【解答】解:A、登山过程中,大气压随着高度的升高而降低,外界大气压减小,瓶内气压不变,玻璃管内的液柱会上升,故A正确;
B、玻璃管上气压计的刻度值上小下大,外面的大气压越小,玻璃管中液柱上升越高,故B错误;
C、由图可知,外界大气压加上玻璃管内液体的压强等于瓶内的气压,玻璃管内液柱静止时,瓶内气压大于大气压,故C错误;
D、为提高气压计的测量精度,即外界大气压的变化量相同时,水柱变化的高度较大(可标注更多的刻度),且要求瓶内水的体积变化量相对较小,根据ΔV=SΔh可知,应选用更细的玻璃管,故D错误。
故选:A。
32.如图是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,往往转为阴雨天气。下列说法正确的是( )
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.A管液面上升时,显示大气压增大
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
【答案】D
【解答】解:A、A与B下部连通,但B为密闭的玻璃球,不符合连通器原理,故A错误;
B、A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小,故B错误;
C、大气压随着高度的增加而减小,若将此瓶从楼下拿到楼上,外界大气压变小,而B内部气压不变,所以A管液面会上升,故C错误;
D、B球内装有较多红墨水时,瓶内空气的体积较小,由热胀冷缩引起的气体体积变化不明显,可减小瓶内温度变化造成的干扰,故D正确。
故选:D。
33.如图所示,小琦用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B.甲图实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值小
C.把乙装置从山脚拿到山顶上,玻璃管内液面会下降
D.使用更细的玻璃管能使乙装置更精确地测量出大气压的值
【答案】B
【解答】解:A.甲图中大气压变大时,大气压能支持的管内外水银柱液面的高度差将变大,会发现甲实验装置中的水银柱会上升,故A错误;
B.甲图实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,倒置后,水银面的上方有空气,则空气产生的压强与水银柱产生的压强之和等于外界大气压,故玻璃管内的液柱会下降,测量结果偏小,故B正确;
C.乙装置拿到山顶时,由于大气压随高度的升高而减小,瓶外大气压变小,细管中的水柱将上升,故C错误;
D.甲装置是著名的托里拆利实验的装置,该实验最早较为准确的测出了大气压的数值。图乙装置中虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,而故D错误。
故选:B。
34.大气压会随高度变化而变化,青藏高原的海拔远高于佛山市的海拔,则青藏高原的大气压强相对较 低 (低/高);两地的市民在家里用敞口锅烧同样的水,佛山市的水沸腾时的温度较 高 (低/高);将如图所示的简易气压计从教学楼的底层移至楼顶,玻璃管中水柱的高度将 升高 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】低;高;升高。
【解答】解:因为大气压随高度的增加而减小,所以青藏高原海拔高,气压低;因为水的沸点随气压的减小而降低,所以高山上水的沸点低,佛山市的海拔低,水的沸点高;把气压计从教学楼的底层移至楼顶,由于外界的气压变小,故液柱高度会升高。
故答案为:低;高;升高。
▉考点12 活塞式抽水机(共3小题)
35.关于如图所示的四幅图中,说法正确的是( )
①分别在A、B、C三处用同样大小的力推门,在C处感觉关上门的难度最大,说明力的作用效果与力的大小有关
②锤头松了,人们常用撞击锤柄的方法使锤头紧套在锤柄上,利用了锤头的惯性
③活塞式抽水机利用大气压,标准大气压下,能提升水的最大高度约为10.3m
④自制气压计从一楼走上五楼,观察到管内水柱变高,说明大气压随高度的增加而减小
A.①② B.②③④ C.①③④ D.①②③
【答案】B
【解答】解:①分别在A、B、C三处用同样大小的力推门,在C处感觉关上门的难度最大,这说明力的作用效果与力的作用点有关,故①错误;
②锤头松了,用撞击锤柄的方法能使锤头紧套在锤柄上,是因为撞击时,锤柄停止运动,而锤头由于惯性,要保持原来的运动状态,继续向下运动,这是利用了锤头的惯性,故②正确;
③活塞式抽水机是利用大气压工作的,据p=ρgh知,在标准大气压下,能提升水的最大高度
故③正确;
④从一楼到五楼,高度增加,观察到管内水柱变高,是因为瓶内气压不变,而瓶外气压变小了,这说明大气压随高度的增加而减小,故④正确。
故选:B。
(多选)36.如图是活塞式抽水机工作的示意图,下列说法正确的是( )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到的作用力竖直向上
C.在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10.3m
【答案】ACD
【解答】解:A、抽水机是先将筒内的空气排出,使其内部压强较小,水在外界大气压的作用下被压到高处,所以抽水机是利用大气压工作的,故A正确;
B、由图可知,用力在Q向下压时,手柄上的P点对活塞有个向上的力,由于物体间力的作用是相互的,活塞对P的有一个向下的作用力,故B错误;
C、在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受水的压力而关闭,形成一个闭合的空间,所以水无法从阀门B向下流动,故C正确;
D、一标准大气压数值等于1.03×105Pa,由液体压强公式p0=ρ水gh可以推出一标准大气压可托起水柱的高为,故D正确。
故选:ACD。
37.小亮暑假去农村看望姥姥、姥爷,在那里不仅度过了一个愉快的假期,还帮助姥姥解决了许多问题,被姥姥高兴的称作“物理实践小能手”。
(1)首先姥姥家新买了一幅巨大的画框,为了在墙壁上水平悬挂画框,小明用一段 两端开口 (选填“两端开口”、“一端开口”或“两端均封闭”)、注有适量水的透明塑料软管(如图甲所示)来找出水平位置,这是利用了 连通器 原理。
(2)姥姥家院内有一个老式的活塞式抽水机,小亮对它产生了浓厚的兴趣。
如图甲为活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(a)如图丙所示,活塞向下运动时,阀门B在 水压 (选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方.
(b)姥姥说这个抽水机总不使用不太好用了,小亮告诉姥姥在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,他这样做的目的是增强活塞与筒壁间的 A 。
A.气密性
B.摩擦力
C.压强
(3)某天菜地中姥姥种的蔬菜大面积被踩踏,在菜地边松软的泥地上清晰的留有小狗4脚站立的脚印,小亮用学过的物理公式精准地判断出了小狗的质量,帮助姥姥找到了这只淘气的小东西,小亮的方法是;测量一只爪印的面积,又在脚印边上的泥地上放一个平底圆柱形容器,向容器中缓慢加入沙子,直到容器在泥地上留下的印痕与小狗的爪印印痕的 凹陷程度 相同为止,最后测出 平底圆柱形容器与沙子的总重 和容器的底面积就可以算出小狗的质量了。
【答案】(1)两端开口;连通器;(2)(a)水压;(b)A;(3)凹陷程度;平底圆柱形容器与沙子的总重。
【解答】解:(1)为了在墙壁上水平悬挂画框,小明用一段两端开口、注有适量水的透明塑料软管来找出水平位置,这是利用连通器原理。
(2)(a)如图丙所示,活塞向下运动时,阀门B在水压作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(b)姥姥说这个抽水机总不使用不太好用了,小亮告诉姥姥在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,他这样做的目的是增强活塞与筒壁间的气密性,故选:A。
(3)小亮的方法是;测量一只爪印的面积,又在脚印边上的泥地上放一个平底圆柱形容器,向容器中缓慢加入沙子,直到容器在泥地上留下的印痕与小狗的爪印印痕的凹陷程度,最后测出平底圆柱形容器与沙子的总重和容器的底面积就可以算出小狗的质量了。
故答案为:(1)两端开口;连通器;(2)(a)水压;(b)A;(3)凹陷程度;平底圆柱形容器与沙子的总重。
▉考点13 大气压强的计算(共3小题)
38.小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10 4m3/s,则通气孔的面积至少为 6.8 mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要 1.1 N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)6.8;(2)1.1;(3)增大。
【解答】解:(1)根据V=Sh可知,通气孔的面积:
S6.8×10﹣6m2=6.8mm2;
(2)由题意知,人对笔帽的力应等于笔帽受到的内外压力差,由公式p得,医生所用力为:
F=ΔF=ΔpS=1.3×104Pa×0.85×10﹣4m2≈1.1N;
(3)急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,压缩体内空气体积,使体内气体压强变大,排出异物,此方法应用的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积减小时,压强变大。
故答案为:(1)6.8;(2)1.1;(3)增大。
39.1654年5月4日,德国人奥托 格里克做了著名的 马德堡半球 实验,证明了大气压强的存在。人们通常把 760 mm高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压。大气压的力量非常惊人,一个标准大气压大约可以支撑 10 m高的水柱(1标准大气压约1×105Pa)。
【答案】马德堡半球;760;10。
【解答】解:1654年5月4日,德国人奥托 格里克在马德堡市市中心做了著名的马德堡半球实验,第一次证明了大气压强的存在;
1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先水银进行实验,首次测出了大气压的值,这个实验测出了1个标准大气压的大小为约760mm汞柱,因此人们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压;
一个标准大气压大约可以支撑水柱的高
;
故答案为:马德堡半球;760;10。
40.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是 二力平衡及 。
步骤一:把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。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.3N。
步骤三:用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为4.00cm;则算出活塞的横截面积为 0.5 cm2。
步骤四:算出大气压强值为 1.06×105 Pa。同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内充满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 排尽注射器内的空气 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.4N,由此可知,此时活塞所受到的 摩擦力 (选填“摩擦力”或“大气压力”)为0.4N,考虑此数据重新计算测得的大气压强值为 9.8×104 Pa。
【答案】二力平衡及;0.5;1.06×105;①排尽注射器内的空气;②摩擦力;9.8×104
【解答】解:本实验的原理是二力平衡和p;
由于注射器活塞颈部用绳与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右慢慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩;
当注射器中的活塞开始运动时,说明此时拉力与大气对活塞的压力平衡,拉力等于大气对活塞的压力。故记下的弹簧测力计示数,就是大气对活塞的压力F=5.3N;
注射器全部刻度的长度为L=4.00cm,有刻度部分的容积为V=2mL,注射器活塞的横截面积为S,
此时大气压的数值p1.06×105Pa;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。取下橡皮帽,重复步骤二的操作,活塞左右都受到大气压力,相互抵消,读得弹簧测力计的示数为0.4N,此时活塞所受到的摩擦力为0.4N;
大气压力为:F大气=F﹣F摩擦=5.3N﹣0.4N=4.9N;
大气压强为:p大气9.8×104Pa。
故答案为:二力平衡及;0.5;1.06×105;①排尽注射器内的空气;②摩擦力;9.8×104。
▉考点14 大气压的综合应用(共4小题)
41.小莲用力拧瓶盖,可是怎么也拧不动(图甲),当她用勺子在瓶盖边缘撬了几下后(图乙),用手一拧瓶盖就打开了。这主要是因为用勺子撬瓶盖可以( )
A.减小瓶内外气体的压力差
B.减小瓶盖与瓶口的接触面积
C.减小瓶盖上方受到的压强
D.增大瓶盖与瓶口间的摩擦力
【答案】A
【解答】解:如图所示的瓶子是真空包装,瓶盖在外界大气压的作用下很难打开,当用勺子在瓶盖边缘撬了几下后,大气进入瓶子内部,这时瓶内外气体的压力差很小,使得摩擦力减小,所以用手一拧瓶盖就打开了。
故选:A。
42.如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.工作时,吸盘内的气压小于外界大气压
C.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是竖直向上的
D.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人受到的摩擦力变大
【答案】D
【解答】解:A、擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气抽出,使泵内气压小于外界大气压,在大气压力的作用下,“擦窗机器人”能吸在竖直玻璃上,故A正确;
B、工作时,吸盘内的气压小于外界大气压,故B正确;
C、擦窗机器人在竖直玻璃板上静止或匀速向下运动时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力的方向相反,故摩擦力的方向是竖直向上的,故C正确;
D、只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止,则重力和摩擦力就是一对平衡力;由于机器人的重力不变,所以擦窗机器人受到的摩擦力不变,故D错误。
故选:D。
43.紧急情况逃生时,使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤,使用时将两个面积为S0的吸盘吸附在窗玻璃上,然后拉长弹性绳,人离玻璃较远后松手,破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中,错误的是( )
A.吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用
B.将锤头改成弹簧测力计,可以粗略测出此时的大气压
C.锤头前端做得比较尖是为了增大压强
D.吸盘内的气压大于外界大气压
【答案】D
【解答】解:
AD、挤出吸盘内的空气,吸盘内的气压小于外界大气压,是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上,故吸盘能吸附在窗玻璃上是由于大气压的作用,故A正确、D错误;
B、将锤头改成弹簧测力计,当刚好拉动吸盘时弹簧测力计的读数可近似看成此时大气压力,根据,可粗略计算出此时的大气压,故B正确;
C、锤头前端做得比较尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确。
故选:D。
44.“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
【答案】D
【解答】解:拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后气压降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压原理。
A、坦克装有宽大的履带是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,与大气压无关,故A不符合题意;
B、汽车轮胎刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,与大气压无关,故B不符合题意;
C、医生推动活塞给病人注射药液,利用的是人的推力,不是利用大气压,故C不符合题意;
D、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故D符合题意。
故选:D。
▉考点15 探究流体压强与流速的关系(共3小题)
45.某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 等 于b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 大 于b管液面高度。
【答案】等;大
【解答】解:(1)打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管、b管、大烧杯组成了连通器,装有水,水静止时水面是相平的。
(2)当打开B阀门,粗管和细管流量相同,细管的流速大压强小,支持的水柱小;粗管的流速小压强大,支持的水柱大。
故答案为:等;大。
46.飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼面积有关外,是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行了如下实验:
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录升力测力计的示数;
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①并读出升力值;
③处理相关数据得到升力与迎角的关系图像如图乙。
(1)由本实验数据得出的结论是:当其他条件相同时,随着迎角的增大,飞机模型受到的升力 先增大后减小 。
(2)小明若要进一步研究“飞机模型的升力与其飞行速度的关系”,利用现有器材,只需要控制 迎角 不变,通过调节电风扇 转速 来改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大,若某飞机以迎角θ1,做水平匀速直线飞行时的速度为v1,而以迎角θ2做水平匀速直线飞行时的速度为v2(θ1<θ2<15°)。请比较v1、v2的大小关系: v1>v2 。
【答案】(1)先增大后减小;(3)迎角;转速;(4)v1>v2。
【解答】解:(1)由图乙可知,飞机飞行速度一定,迎角由0°逐渐增大到20°,升力的变化特点是:飞机所受升力随着迎角的增大,升力先增大后减小。
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。利用现有器材,只需要控制迎角不变,通过调节电风扇的转速来改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。
(3)若某飞机以v1做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以v2做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2;且θ1<θ2<15°,在迎角增大,升力增大的范围内,后一次的迎角大,飞机水平做匀速直线运动,升力等于重力,重力不变,升力不变,根据速度越大升力越大,所以以迎角为θ2做水平匀速直线飞行时的速度应该小一些,即:v1>v2。
故答案为:(1)先增大后减小;(3)迎角;转速;(4)v1>v2。
47.物理课上,王老师利用气体压强传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,实验装置如图甲。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,在同一段时间内,通过每节塑料管的气体总量相同,则细管内气体的流速比粗管内气体的流速 大 。
(2)将三个气体压强传感器的探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕显示出如图乙所示的图象。已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节塑料管中气体压强随时间变化的情况,由图象可知:平稳流动的气体,流速大处压强 小 。图线③反映的是装置中 C (选填“A”、“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(3)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断,三节塑料管中气体的流速 增大 。
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,机翼上、下方气体的流速不同,机翼上、下表面就存在着 压强差 ,产生向上的力,所以能够飞起来。
【答案】(1)大;(2)小;C;(3)增大;(4)压强差。
【解答】解:(1)三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速最大,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大;
(2)流体的流速越大压强越小,如①②③图像,③的压强最大,③的流速越小,所以图像③反映塑料管C;
(3)①②③三条图线出现了下移,说明流体的压强变小,流速增大;
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,相同时间内,空气经过机翼上面的速度大,下面速度小,所以机翼上表面压强小,下表面压强大,机翼上下表面出现压强差,产生升力,飞机上升。室外一阵风沿走廊吹过,室外空气流速大,压强小,室内压强不变,室内压强大于室外压强,所以窗帘向室外飘去。
故答案为:(1)大;(2)小;C;(3)增大;(4)压强差。
▉考点16 流体压强与流速的关系(共5小题)
48.以下四个关于“流体与流速的关系”的现象中,满足压强p1>p2大小关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解答】解:A.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,但外侧压强相同,即p1=p2,故A错误;
B.从乒乓球上方吹气,乒乓球上方气流速度大于下方的气流速度,则上方压强小于下方压强,即p1<p2,故B错误;
C.如图物体上表面平直,下表面向下弯曲,相同时间内,空气经过下方的路程比上方路程长,下方 流速大,压强小,即p1>p2,故C正确;
D.由图可知,p1位置管较细,p2位置管较粗,由于管径粗处的流速较小,而管径细处流速较大,根据流体压强与流速的关系可知,细管处压强小,即p1<p2,故D错误。
故选:C。
49.如图所示的龙卷风是一种局部的剧烈天气现象,其空管状旋转气流,能把附近的物体“吸入”其中,是因为旋转的气流( )
A.流速快,压强大 B.流速快,压强小
C.流速慢,压强小 D.流速慢,压强大
【答案】B
【解答】解:龙卷风内部空气流速快、压强小,外部流速慢、压强大,造成龙卷风内部的压强远小于外部的压强,能把附近的物体“吸入”其中。
故选:B。
50.如图所示,将该装置左侧接到自来水龙头,关于打开和关闭右侧阀门时的说法正确的是( )
A.关闭右侧阀门,b管上端液面最高
B.关闭右侧阀门,b管上端液面最低
C.打开右侧阀门,b管上端液面最高
D.打开右侧阀门,b管上端液面最低
【答案】D
【解答】解:AB、关闭右侧阀门,图是连通器,a、b、c液面相平,故AB错误;
CD、打开右侧阀门,b管细,水流速大,压强小,液面最低,故C错误、D正确。
故选:D。
51.夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
【答案】B
【解答】解:伞的形状是上方凸起的,当气流经过时,上方的流速大,压强小,下方的流速慢,压强大,大气压产生了一个向上的压力差即升力,电动车的速度越大,升力越大,以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉。
故选:B。
52.下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
B.用高压锅煮饭,利用了水的沸点随大气压的增大而降低
C.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时水面相平,利用了连通器的特点
D.高铁站设置安全线,是因为流体流速越大的地方压强越大
【答案】C
【解答】解:A、用注射器给病人注射药液是利用人的推力产生的压强作用,不是大气压的作用,故A错误;
B、用高压锅煮饭,利用了沸点随大气压的增大而升高的原理,故B错误;
C、茶壶是一个上端开口、底部连通的容器,静止时水面相平,故C正确;
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,将人推向火车,易出现危险,故D错误。
故选:C。
▉考点17 流体压强与流速的关系在生活中的应用(共4小题)
53.下列教材中的图片展示的现象中,不是利用流体压强与流速关系的是( )
A.自动喂水装置
B.自制喷雾器
C.犬鼠洞穴通风
D.冷热水混合淋浴器
【答案】A
【解答】解:A、自动喂水装置是基于水位控制原理,依靠水位控制器或电磁阀控制水流,使水从存储器中流出并进入饮水碗,以供宠物喝水,与流体压强和流速的关系无关,故A符合题意。
B自制喷雾器是利用了流体动力学原理,通过压缩气体产生足够的压力,当气体从喷嘴快速释放时,其内部压力大于外部环境压力,从而驱动液体流出,形成喷雾,利用了流体流速大的地方压强小的原理,故B不符合题意。
C犬鼠洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。当地面上有空气流动时,隆起土堆的洞口气流速度大,压强减小,在此洞内外产生压强差,使气体朝此隆起土堆的洞口流出,同时洞内气压逐渐降低,另一洞口上方气压较高,气体又会从这一洞口流进,利用了流体压强与流速的关系,故C不符合题意。
D冷热水混合淋浴器在混合水的过程中,利用了流体流速与压强的关系。当冷水和热水分别以不同的速度流动时,它们之间会形成一定的压强差,从而使冷水和热水能够混合均匀。例如,在一些淋浴器设计中,通过调节冷水和热水的流速,来控制它们在混合腔中的混合比例和流出的水温,故D不符合题意。
故选:A。
54.如图,自制喷雾器正在喷雾,其工作原理与以下现象所包含的物理原理相同的是( )
A.做饭时,油烟机“吸”走厨房中的油烟
B.老师板书时,粉笔字“吸”附在黑板上
C.将吸盘压在瓷砖表面,吸盘被瓷砖“吸”住
D.拆开泡沫包装时,泡沫颗粒“吸”在衣服上
【答案】A
【解答】解:自制喷雾器的工作原理是利用压力差将液体分散成微小颗粒并喷出。当压缩空气从喷嘴快速释放时,内部压力大于外部环境压力,从而驱动液体流出,形成喷雾。其涉及的物理原理与伯努利原理有关,即流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
A、油烟机是通过电机驱动风轮高速旋转,在进风口处形成低压区,根据伯努利原理,高压区的空气会自动流向低压区,于是油烟就被迅速吸入油烟机内部。这与自制喷雾器利用压力差使液体喷出的原理相同,故A符合题意。
B、老师板书时粉笔字吸附在黑板上,是因为组成粉笔和黑板的物质分子之间有吸引力,与喷雾器的工作原理不同,故B不符合题意。
C、将吸盘压在瓷砖表面,吸盘被瓷砖吸住是利用了大气压强的原理。吸盘内部空气被挤出,形成负压区,外部大气压力将吸盘紧紧压在瓷砖表面,与喷雾器的工作原理不同,故C不符合题意。
D、拆开泡沫包装时,泡沫颗粒吸在衣服上是因为摩擦起电,衣服与泡沫摩擦后带上电荷,异种电荷相互吸引,与喷雾器的工作原理不同,故D不符合意。
故选:A。
55.如图所示,拧动燃气灶的点火装置后,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,因为天然气的喷入导致进口处的天然气流速 大 (选填“大”或“小”),其压强 小 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),所以天然气不会从进口处外泄。
【答案】大;小。
【解答】解:因为流速越快,流体的压强越小,所以进口处天然气流速大,压强小于大气压,天然气和空气在大气压的作用下流向燃烧头,而天然气不会向空气中泄漏。
故答案为:大;小。
56.如图1所示,当向两张纸中间吹气时,纸会向中间靠拢,这个实验现象说明:流体在流速越大的地方压强越 小 ,根据这一规律可制成图2所示装置,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会 上升 (选填“上升”、“下降”或“不动”)。
【答案】小;上升
【解答】解:
(1)当向下垂的两张纸中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小;纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小;
(2)向塑料管B吹气时,细管A的上方空气流速大压强小,细管A中的液面在烧杯液面上方的大气压的作用下上升。
故答案为:小;上升。
▉考点18 飞机的升力(共4小题)
57.下列说法中正确的是( )
A.人潜入较深的水中时,必须穿潜水服,因为液体压强随深度增加而增大
B.铲车宽大的轮子可以增大受力面积,增大对地面的压强
C.用吸管吸饮料时,是利用了嘴对饮料的作用力将饮料吸入口中
D.飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速小于下方的空气流速,形成向上压强差
【答案】A
【解答】解:
A、液体压强随着深度的增加而增大,当人潜入深水中时,水对人体的压强很大,为了保护人体,所以要穿潜水服。故A正确;
B、铲车宽大的轮子可以增大受力面积,在压力一定时,减小对地面的压强。故B错误;
C、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压的作用,故C错误;
D、飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速大于下方的空气流速,形成向上压强差。故D错误。
故选:A。
58.下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点
B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越大
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【答案】A
【解答】解:A、茶壶是一个上端开口、底部连通的容器,静止时水面相平,故A正确;
B、用注射器给病人注射药液是利用人的推力产生的压强作用,不是大气压的作用,故B错误;
C、飞机的机翼上方突起,下方平直,这样的结果决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上,两个压力形成一个向上的合力,当合力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起,故C错误;
D、飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力等于它受到的重力,故D错误。
故选:A。
59.物竞天择,适者生存,很多动物进化出了符合一定物理规律的身体结构。对此下列解释正确的是( )
A.鸟类的翅膀进化成上凸下平的形状,是为了滑翔时获得升力
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压力,能使其在沙漠中行走自如
C.深海里的带鱼身体呈扁平态,更适宜在压强小的深海中生存
D.啄木鸟的嘴很尖细可以减小压强,利于凿开树干,捉到虫子
【答案】A
【解答】解:A.鸟类的翅膀进化成上凸下平的形状,翅膀上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压力差,是为了滑翔时获得升力,故A正确;
B.骆驼对地面的压力等于自身的重力,骆驼的脚很大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,从而减小压强,压力没变,故B错误;
C.液体压强随深度增大而增大,深海里的带鱼身体呈扁平态,更适宜在压强大的深海中生存,故C错误;
D.啄木鸟的嘴很尖细可以在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,利于凿开树干,捉到虫子,故D错误。
故选:A。
60.某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平,在飞行过程中由于上表面的空气流速 大 (填“大”或“小”)、压强 小 (填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。
【答案】大;小。
【解答】解:飞机在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,压强小,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压强差、压力差,形成升力。
故答案为:大;小。9.3 气体的压强
▉考点01 大气压强存在的认识
1、大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
2、产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
3、马德堡半球实验证明了:①大气压的存在②大气压很大。
4、大气压的存在现象
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:通过测量大气压力来显示大气压力的大小,是研究和应用大气压力的重要工具之一。气压计的原理基于大气压力的变化可以反映高度、天气等因素的变化。
▉考点02 大气压的大小与测量
1、 标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,也可以记作 1atm。
2、托里拆利实验测量了大气压强的值。1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验,故名托里拆利实验。实验方法:
(1)准备一根1m左右长的玻璃管,一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气。
(2)用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
(3)待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定当管内外水银液面的高度差约为760mm左右时,它就停止下降,读出水银柱的竖直高度h,利用公式p=ρ水银gh计算出大气压强的大小。
(4)逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变。
注意:
1、托里拆利实验使用水银的原因:水银的密度非常大,这种高密度特性使得在相同的压力下,水银柱的高度较低,从而可以在较短的玻璃管中准确测量大气压强。
2、托里拆利实验试管的倾斜的影响:玻璃管的倾斜不会影响管内水银柱的高度, 但会改变水银柱的长度。 因为液体压强与深度成正比,所谓深度,指从液面到液体内某位置的竖直距离。管外大气压一定,水银柱产生的压强一定,所以玻璃管内外液面竖直距离不变。
3、托里拆利实验试管粗细的影响:玻璃管的粗细不会影响实验结果。这是因为实验的原理是基于管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,而这个压强仅与管内水银柱的竖直高度有关,与玻璃管的粗细、是否倾斜、插入水银槽的深度等因素无关。
4、托里拆利实验混入空气的影响:实验中混入空气时, 水银柱的高度会减小,即测量结果偏小。 如果玻璃管中混入了少量的空气, 这些空气会对管内水银柱产生一个向下的压强, 从而导致管内水银柱的高度减小,这是因为空气的压强与水银柱的压强相加等于外界大气压。
5、大气压的计算: 通过测量水银柱的高度, 可以计算出大气压的值。 这是因为大气压的大小等于水银柱产生的压强, 即p0=ρgh,其中p0是大气压强, ρ是水银的密度, h是水银柱的高度。 这个公式可以用来计算标准大气压的值, 一标准大气压等于1.01×105Pa或者是760毫米汞柱。
6、托里拆利实验玻璃管封闭端开口的问题:当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降.此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终液面会相平。
▉考点03 估测大气压
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:估算大气压强的数值。
(2)实验原理:。
二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态,这两个力是一对平衡力。
2、实验器材:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
3、器材作用及图像
(1)注射器:实验主体。
(2)弹簧测力计:拉动注射器活塞。
(3)细线:连接器材。
(4)橡皮帽:封住注射器的小孔。
(5)刻度尺:测注射器针筒上有刻度部分的长度。
4、实验步骤
步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
步骤②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
5、实验计算方法
(1)注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L。
(2)根据公式p=求出大气压强。
▉考点04 大气压的特点与应用
1、空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
2、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。
3、大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
4、沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
5、体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
6、大气压的应用
(1)可作气压计。
(2)抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用,将水从低处提升至高处的水力机械。抽水机的原理是:先令水面上方的大气压强减小,然后水就在外界大气压的作用下,把水沿抽水机压上来。
▉考点05 流体压强与流速的关系探究实验
1、根据流体压强与流速的关系“流速大,压强小,流速小,压强大”的原理进行实验。
2、气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验很多,例如:吹不散的气球。
3、实验器材:细木杆(1米长左右)1根气球2个 细线2根。
4、实验步骤
(1)把两个气球充满气,用细线把气球口扎紧。
(2)把细杆的两端放在离地面1 米高的支撑物上,使木杆保持水平。
(3)用细线把两气球悬挂在木杆上,使两个气球的高度一致,相距约30厘米。(如图所示)
(4)两个气球静止时,用嘴向两气球中间吹气,两气球会相互远离吗?实验现象:气流从两气球中间流过时,两气球会相互靠近。
5、实验结论:液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小
▉考点06 飞机升力的产生原因
1、飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
2、当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。
3、机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
▉考点01 马德堡半球实验(共3小题)
1.我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。下列现象中,与大气压无关的是( )
A.马德堡半球实验 B.用吸管吸饮料
C.利用船闸让船通行 D.用注射器吸取药液
2.著名的 实验证明了大气压强存在且很大。如图所示,堤坝下部比上部更为厚实,是因为水对堤坝的压强随深度的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
3. 实验证明了大气压存在且很大;船闸是 知识应用的实例。
▉考点02 大气压存在的现象(共3小题)
4.日常生活中蕴含着丰富的物理知识。下列事例中能证明大气压存在的是( )
A.用锋利的刀切腊肉
B.用注射器将药液注入肌肉里
C.高铁站台设有安全警戒线
D.拔火罐时火罐紧紧吸附在皮肤上
5.如图所示,与大气压强无关的是( )
A.活塞式抽水机 B.钢笔加墨水
C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
6.下列数据中最接近实际情况的是( )
A.一个中学生受到的重力约为50N
B.两个鸡蛋平放在手中对手的压力大小约为1N
C.一标准大气压能支持0.76m高水柱
D.一个中学生站立时对水平地面的压强为100Pa
▉考点03 大气压强产生的原因(共1小题)
7.2008年9月25日,我国成功发射了神舟七号飞船并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望。如图所示,是我国航天员出舱的英姿。请问:
(1)与在地球上相比,航天员在太空上的质量 ,受到的重力 ;(选填“变大”“不变”或“变小”)
(2)地球被厚达80~100km的大气包围着,大气具有质量,并和液体一样具有 ,所以大气层内存在大气压强。因此,我们可以推断出舱航天员所处太空应该 (选填“有”或“没有”)大气压;
(3)若不穿舱外航天服,只带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动?运用你所学的物理知识说出一条理由。答: (选填“能”或“不能”),因为 。
▉考点04 托里拆利实验试管的倾斜的影响(共2小题)
(多选)8.关于下面四幅图的说法不正确的是( )
A.将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.无人快递车匀速转弯时运动状态不变
C.铁皮罐加热后封盖浇冷水发生塌陷,是因为铁皮罐热胀冷缩的原因
D.挖地铁专用的大型盾构机,盾构机推进时,由液压装置使活塞杆根据需要伸出或缩回,其应用的物理原理主要是帕斯卡定律
9.如图所示是老师用水银做托里拆利实验时测得的数据,当时的大气压强相当于755mm的水银柱深度产生的压强,若玻璃管稍倾斜,水银柱的高度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
▉考点05 托里拆利实验试管粗细的影响(共1小题)
10.如图所示,关于托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.换用粗玻璃管做实验,管内水银柱高度将减小
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱不变
C.此实验在任何地方测出的都是标准大气压的数值
D.此实验所依据的原理是“大气压与液体压强平衡”
▉考点06 托里拆利实验大气压的计算(共3小题)
11.若托里拆利实验中测得玻璃管内外水银面高度差750mm,已知水银密度为13.6×103kg/m3,g=10N/kg,此时大气压强的值为 Pa,若把管子倾斜或换成更长一些的管子,管内外水银面高度差 (选填“变大、变小或不变”)。
12.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于 mm水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 (选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。
13.(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,他直接调节平衡螺母使横梁平衡,便认为已经完成天平调节,该过程中,小明的操作存在的问题是 。
(2)某同学在实验室利用如图乙所示装置测量此时的大气压,此时大气压强相当于 mm高水银柱产生的压强。
(3)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,弹簧测力计水平向右拉着物块做 运动,指针位置如图丙所示,则物块所受的滑动摩擦力为 N,方向向 (选填“左”或“右”);若增大拉力使物块加速运动,则物块所受摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
▉考点07 标准大气压(共3小题)
14.下列数据中最接近实际的是( )
A.一瓶矿泉水的重力约为100N
B.1标准大气压的数值为1×103Pa
C.成年人站立时对地面的压强约1.5×104Pa
D.一名初中生所受重力约为50N
15.学习对物理量的估测可以培养良好的物理素养。下列关于某中学生的估测说法正确的是( )
A.他行走时对地面的压强约为2.5×103Pa
B.他的手掌所承受的大气压力约为100N
C.他的体积约为50dm3
D.他用手举起2个鸡蛋需要的力约为10N
16.【体育运动】
随着国家对于体育锻炼的进一步重视,越来越多的学校开设了多样化的体育课程,有游泳、跳远等,甚至有些学校在冬季会开设滑雪、冰球等课程。
游泳训练中,一位潜水运动员慢慢潜入深水中,胸腔感受的压迫感越来越强,原因是 。若他停留某深度时,携带的压强计显示此时的液体压强是标准大气压的2.5倍,则该运动员此时所处的深度约为 。
A.2.5m
B.25m
C.250m
D.25cm
▉考点08 大气压测量的实验设计(共4小题)
17.第一个用实验的方法,准确测出大气压强数值的科学家是( )
A.奥托 格里克 B.托里拆利
C.帕斯卡 D.伽利略
18.关于如图所示的四个实验情景,下列说法中( )
①图甲所示的实验中,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力的大小
②图乙所示的实验中,在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会增大,说明压力的作用效果与压力的大小有关
③图丙所示的实验中,用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小
④图丁所示的实验中,大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②③正确 D.只有①②④正确
19.如图1所示,小明用该装置估测大气压。将活塞推至注射器筒前端,用橡皮帽封住注射器的小孔,在活塞上栓挂一个小桶,然后向小桶中缓慢加水,直至活塞刚好被拉动。测得桶与水的总质量为4.4kg,已知注射器的容积为20mL、注射器有刻度部分的长度L如图2所示,所估测的大气压值为 Pa;小组成员认为,由于活塞与注射筒间摩擦力的存在,导致测量结果偏 。于是摘去橡皮帽,再次向空桶中缓慢加水,当活塞刚被拉动时,测得桶与水的总质量为0.5kg,则测量的大气压强值应修正为 Pa。
20.小明利用2.5mL注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线估测大气压值:(1)本实验中研究的是大气对 的压力;
(2)若实验中弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用横截面积更 (选填“大”或“小”)的注射器来进行实验;
(3)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,并用橡皮帽封住注射器的小孔,然后水平向右慢慢拉到注射器筒,活塞开始滑动时弹簧测力计示数如图甲;
(4)然后拔去橡皮帽,重复实验(3)操作,读出弹簧测力计示数为0.4N,则大气对活塞的压力为 N;
(5)根据图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 cm,大气压强的测量值为 Pa;
(6)若实验过程中去掉步骤(4),则测得的大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
▉考点09 大气压强与高度的关系(共5小题)
21.下列有关压强说法正确的是( )
A.压力就是重力,所以物体越重,压力越大
B.海拔越高的地方,空气越稀薄,大气压强越大
C.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
D.水坝修成上窄下宽主要是因为深度越深液体压强越小
22.如图甲所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了 ;如图乙所示是小明自制的气压计,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”)。
23.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)如图(a)所示,船闸是 应用的实例。图(b)中的吸盘式挂钩是利用了大气压强的作用,著名的 实验有力地证明了它是很大的。
(2)若将图(b)中的两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强比外界大气压强 ;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 。
24.小华同学假期从济南去西藏旅游,他观察到如图所示密封包装的小饼干出现了由甲到乙所示的变化,故推测出外界大气压是 的,他还分析得到包装袋内的气体密度是 的。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
25.小明从上海坐飞机到高海拔的青藏高原,发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多。这是因为西藏比上海的海拔 (选填“高”或“低”),外界大气压 (选填“变大”或“变小”)之故。
▉考点10 气体压强与体积的关系(共5小题)
26.五一假期,小洁想带奶奶去县城里住几天,可奶奶不放心家里的小鸡。于是,小洁给小鸡设计了一款自动喂水的装置如图所示,把一个装满水的瓶子倒放在水盆中,并使瓶口没入水中,鸡喝水的过程中,盆中水位下降至瓶口露出水面时,有空气进入瓶中,瓶中水自动流出补充到盆中,直到瓶口再次没入水中,水停止流出,如此反复。随着空气进入瓶中,瓶内水面逐渐下降,瓶内气压与进气前相比( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
27.如图,一端开口,一端封闭的玻璃管,封闭端有一定质量的气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃试管,此时管内外水银面高度差为h1,弹簧测力计示数为F1.若吸走槽中的部分水银,待稳定后管内外水银面高度差为h2,弹簧测力计示数为F2,则( )
A.h2>h1,F2=F1 B.h2<h1,F2=F1
C.h2>h1,F2>F1 D.h2<h1,F2>F1
28.小楠乘坐列车从甲地去往乙地旅游,她发现车内的饼干包装袋鼓了起来,如图所示,包装袋密封良好,车内温度不变。到达乙地后,包装袋内部气体质量 ,密度 ,包装袋外部的大气压 。(以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)
29.人呼吸过程的模拟装置如图所示,当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,此时,容器内的气压变小,气球在 的作用下体积变大,完成吸气过程。在用该装置模拟人的吸气过程中,容器内空气(不含气球内空气)的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
30.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:充气的气球;装满水的杯子杯口用塑料薄片覆盖并倒悬着。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,观察到的现象是:
(1)充气的气球体积会 (选填“变大”或“缩小”)。
(2)玻璃杯中的水和塑料片 (选填“掉落”或“不动”)。
▉考点11 气压计(共4小题)
31.如图所示是个自制气压计,管中液面高于瓶中液面。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上升
B.玻璃管上气压计的刻度值上大下小
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
32.如图是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,往往转为阴雨天气。下列说法正确的是( )
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.A管液面上升时,显示大气压增大
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
33.如图所示,小琦用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B.甲图实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值小
C.把乙装置从山脚拿到山顶上,玻璃管内液面会下降
D.使用更细的玻璃管能使乙装置更精确地测量出大气压的值
34.大气压会随高度变化而变化,青藏高原的海拔远高于佛山市的海拔,则青藏高原的大气压强相对较 (低/高);两地的市民在家里用敞口锅烧同样的水,佛山市的水沸腾时的温度较 (低/高);将如图所示的简易气压计从教学楼的底层移至楼顶,玻璃管中水柱的高度将 (选填“升高”或“降低”)。
▉考点12 活塞式抽水机(共3小题)
35.关于如图所示的四幅图中,说法正确的是( )
①分别在A、B、C三处用同样大小的力推门,在C处感觉关上门的难度最大,说明力的作用效果与力的大小有关
②锤头松了,人们常用撞击锤柄的方法使锤头紧套在锤柄上,利用了锤头的惯性
③活塞式抽水机利用大气压,标准大气压下,能提升水的最大高度约为10.3m
④自制气压计从一楼走上五楼,观察到管内水柱变高,说明大气压随高度的增加而减小
A.①② B.②③④ C.①③④ D.①②③
(多选)36.如图是活塞式抽水机工作的示意图,下列说法正确的是( )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到的作用力竖直向上
C.在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10.3m
37.小亮暑假去农村看望姥姥、姥爷,在那里不仅度过了一个愉快的假期,还帮助姥姥解决了许多问题,被姥姥高兴的称作“物理实践小能手”。
(1)首先姥姥家新买了一幅巨大的画框,为了在墙壁上水平悬挂画框,小明用一段 (选填“两端开口”、“一端开口”或“两端均封闭”)、注有适量水的透明塑料软管(如图甲所示)来找出水平位置,这是利用了 原理。
(2)姥姥家院内有一个老式的活塞式抽水机,小亮对它产生了浓厚的兴趣。
如图甲为活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(a)如图丙所示,活塞向下运动时,阀门B在 (选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方.
(b)姥姥说这个抽水机总不使用不太好用了,小亮告诉姥姥在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,他这样做的目的是增强活塞与筒壁间的 。
A.气密性
B.摩擦力
C.压强
(3)某天菜地中姥姥种的蔬菜大面积被踩踏,在菜地边松软的泥地上清晰的留有小狗4脚站立的脚印,小亮用学过的物理公式精准地判断出了小狗的质量,帮助姥姥找到了这只淘气的小东西,小亮的方法是;测量一只爪印的面积,又在脚印边上的泥地上放一个平底圆柱形容器,向容器中缓慢加入沙子,直到容器在泥地上留下的印痕与小狗的爪印印痕的 相同为止,最后测出 和容器的底面积就可以算出小狗的质量了。
▉考点13 大气压强的计算(共3小题)
38.小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10 4m3/s,则通气孔的面积至少为 mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要 N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
39.1654年5月4日,德国人奥托 格里克做了著名的 实验,证明了大气压强的存在。人们通常把 mm高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压。大气压的力量非常惊人,一个标准大气压大约可以支撑 m高的水柱(1标准大气压约1×105Pa)。
40.小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是 。
步骤一:把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。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.3N。
步骤三:用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为4.00cm;则算出活塞的横截面积为 cm2。
步骤四:算出大气压强值为 Pa。同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内充满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.4N,由此可知,此时活塞所受到的 (选填“摩擦力”或“大气压力”)为0.4N,考虑此数据重新计算测得的大气压强值为 Pa。
▉考点14 大气压的综合应用(共4小题)
41.小莲用力拧瓶盖,可是怎么也拧不动(图甲),当她用勺子在瓶盖边缘撬了几下后(图乙),用手一拧瓶盖就打开了。这主要是因为用勺子撬瓶盖可以( )
A.减小瓶内外气体的压力差
B.减小瓶盖与瓶口的接触面积
C.减小瓶盖上方受到的压强
D.增大瓶盖与瓶口间的摩擦力
42.如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.工作时,吸盘内的气压小于外界大气压
C.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是竖直向上的
D.擦窗机器人静止在竖直玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人受到的摩擦力变大
43.紧急情况逃生时,使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤,使用时将两个面积为S0的吸盘吸附在窗玻璃上,然后拉长弹性绳,人离玻璃较远后松手,破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中,错误的是( )
A.吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用
B.将锤头改成弹簧测力计,可以粗略测出此时的大气压
C.锤头前端做得比较尖是为了增大压强
D.吸盘内的气压大于外界大气压
44.“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
▉考点15 探究流体压强与流速的关系(共3小题)
45.某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 于b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 于b管液面高度。
46.飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼面积有关外,是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行了如下实验:
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录升力测力计的示数;
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①并读出升力值;
③处理相关数据得到升力与迎角的关系图像如图乙。
(1)由本实验数据得出的结论是:当其他条件相同时,随着迎角的增大,飞机模型受到的升力 。
(2)小明若要进一步研究“飞机模型的升力与其飞行速度的关系”,利用现有器材,只需要控制 不变,通过调节电风扇 来改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大,若某飞机以迎角θ1,做水平匀速直线飞行时的速度为v1,而以迎角θ2做水平匀速直线飞行时的速度为v2(θ1<θ2<15°)。请比较v1、v2的大小关系: 。
47.物理课上,王老师利用气体压强传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,实验装置如图甲。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,在同一段时间内,通过每节塑料管的气体总量相同,则细管内气体的流速比粗管内气体的流速 。
(2)将三个气体压强传感器的探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕显示出如图乙所示的图象。已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节塑料管中气体压强随时间变化的情况,由图象可知:平稳流动的气体,流速大处压强 。图线③反映的是装置中 (选填“A”、“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(3)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断,三节塑料管中气体的流速 。
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,机翼上、下方气体的流速不同,机翼上、下表面就存在着 ,产生向上的力,所以能够飞起来。
▉考点16 流体压强与流速的关系(共5小题)
48.以下四个关于“流体与流速的关系”的现象中,满足压强p1>p2大小关系的是( )
A.
B.
C.
D.
49.如图所示的龙卷风是一种局部的剧烈天气现象,其空管状旋转气流,能把附近的物体“吸入”其中,是因为旋转的气流( )
A.流速快,压强大 B.流速快,压强小
C.流速慢,压强小 D.流速慢,压强大
50.如图所示,将该装置左侧接到自来水龙头,关于打开和关闭右侧阀门时的说法正确的是( )
A.关闭右侧阀门,b管上端液面最高
B.关闭右侧阀门,b管上端液面最低
C.打开右侧阀门,b管上端液面最高
D.打开右侧阀门,b管上端液面最低
51.夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
52.下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
B.用高压锅煮饭,利用了水的沸点随大气压的增大而降低
C.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时水面相平,利用了连通器的特点
D.高铁站设置安全线,是因为流体流速越大的地方压强越大
▉考点17 流体压强与流速的关系在生活中的应用(共4小题)
53.下列教材中的图片展示的现象中,不是利用流体压强与流速关系的是( )
A.自动喂水装置
B.自制喷雾器
C.犬鼠洞穴通风
D.冷热水混合淋浴器
54.如图,自制喷雾器正在喷雾,其工作原理与以下现象所包含的物理原理相同的是( )
A.做饭时,油烟机“吸”走厨房中的油烟
B.老师板书时,粉笔字“吸”附在黑板上
C.将吸盘压在瓷砖表面,吸盘被瓷砖“吸”住
D.拆开泡沫包装时,泡沫颗粒“吸”在衣服上
55.如图所示,拧动燃气灶的点火装置后,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,因为天然气的喷入导致进口处的天然气流速 (选填“大”或“小”),其压强 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),所以天然气不会从进口处外泄。
56.如图1所示,当向两张纸中间吹气时,纸会向中间靠拢,这个实验现象说明:流体在流速越大的地方压强越 ,根据这一规律可制成图2所示装置,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会 (选填“上升”、“下降”或“不动”)。
▉考点18 飞机的升力(共4小题)
57.下列说法中正确的是( )
A.人潜入较深的水中时,必须穿潜水服,因为液体压强随深度增加而增大
B.铲车宽大的轮子可以增大受力面积,增大对地面的压强
C.用吸管吸饮料时,是利用了嘴对饮料的作用力将饮料吸入口中
D.飞机升力的产生是由于机翼上方的空气流速小于下方的空气流速,形成向上压强差
58.下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点
B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越大
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
59.物竞天择,适者生存,很多动物进化出了符合一定物理规律的身体结构。对此下列解释正确的是( )
A.鸟类的翅膀进化成上凸下平的形状,是为了滑翔时获得升力
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压力,能使其在沙漠中行走自如
C.深海里的带鱼身体呈扁平态,更适宜在压强小的深海中生存
D.啄木鸟的嘴很尖细可以减小压强,利于凿开树干,捉到虫子
60.某型号飞机模型机翼上表面凸起,下表面较平,在飞行过程中由于上表面的空气流速 (填“大”或“小”)、压强 (填“大”或“小”),从而能获得向上的升力。