10.3
气体的压强
一.选择题(共16小题)
1.如图小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A.纸片托住水
B.橡皮膜外凸
C.
U形管中液面相平
D.手指夹住铅笔两端
2.如图所示,用吸管吸饮料,让饮料进入口中的力是( )
A.大气压力
B.饮料的重力
C.手握玻璃杯的力
D.玻璃杯对饮料的支持力
3.在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶变扁,如图所示,关于铁桶变扁的原因,下列说法正确的是( )
A.冷水的压力使铁桶变扁
B.大气压使铁桶变扁
C.铁桶内空气膨胀使铁桶变扁
D.铁桶变扁与压力无关
4.关于气体压强方面的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.托里拆利实验可以测量大气压强的值
B.马德堡半球实验可以证明大气压强的存在
C.水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减小,水的沸点也会降低
D.在气体中,流速越大的位置,压强越大
5.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入红色水的玻璃瓶中,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.不考虑温度的影响,把这个自制气压计从山下移到山上后( )
A.h增大,瓶内气压大于外界气压
B.h减小,瓶内气压大于外界气压
C.h增大,瓶内气压小于外界气压
D.h减小,瓶内气压小于外界气压
6.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”.下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
7.如图所示的四个实例中,与大气压作用无关的是( )
A.悬空塑料管里的水不会流出来
B.塑料吸盘被紧压在平滑的墙上
C.用塑料吸管吸饮料
D.锅炉外面安装水位计
8.如图所示,在雨中撑伞的行人,每当大风吹来,会有伞被向上“吸”的感觉,关于产生这一现象的主要原因,下列说法正确的是( )
A.伞上的空气流大于下方
B.伞上方的空气流速小于下方
C.伞受到的空气浮力变大
D.伞受到的空气浮力变小
9.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A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
10.高速列车运行速度可达380km/h.为避免候车乘客被“吸”向列车的事故发生,站台上设有安全线,如图所示,这是因为列车进站时车体附近( )
A.气体流速大,压强小
B.气体流速大,压强大
C.气体流速小,压强小
D.气体流速小,压强大
11.龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”字相同的是( )
A.地球“吸”地面上物体
B.两光滑铅块压紧后“吸”住
C.两船并行相“吸”碰撞
D.梳头后的梳子会“吸”头发
12.图中的实验中不能揭示流体压强与流速关系的实验是( )
A.
B.
C.
D.
13.如图所示,小露用电吹风从A端对着泡沫机翼模型送风,机翼升起,下列说法正确的是( )
A.气流通过下表面的路程大于上表面的路程
B.气流在下表面的流速大于上表面的流速
C.机翼模型上表面受到的压强大于下表面受到的压强
D.机翼模型升起的原因是机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力
14.如图1所示,静止时U型管两液面相平,下列选项包含图2中所有合理情形的是( )
A.乙、丁
B.甲、丙
C.乙、丙
D.甲、丁
15.物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连.老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p﹣t图象如图乙所示.则下列描述正确的是( )
A.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
B.实验室的大气压为101.0kPa
C.0~4s,C管中的气体压强变化最大
D.图象③是A管中的气体压强随时间变化的图象
16.下列能够说明流体压强与流速关系的是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄
B.玻璃厂用吸盘搬运玻璃
C.高压锅容易把食物煮熟
D.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外
二.填空题(共10小题)
17.生活中,“吸”字表述的现象,其原因各不相同.如图所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 作用下被“吸”入口中的.用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越 的缘故被“吸”入吸尘器中的.
18.如图所示,塑料杯中灌满水,用一张纸覆盖杯口并压紧,然后将杯悬空倒置,杯中的水和纸都不会落下,是因为 的作用.若此时在杯底用针扎一小孔,观察到的现象是 (选填“水会洒落”、“水不会洒落”或“水会从小孔喷出”).
19.
1644年,意大利科学家 精确的测出来大气压的值;如图所示的容器内装有一定量的水银,水银在A点产生的压强为 Pa.(ρ水银=13.6×103kg/m3)
20.(1)如图甲所示,玻璃瓶中装入适量带色的水,从玻璃管吹入少量空气,使管中水面高于瓶口.将此装置由一楼拿到十楼,发现玻璃管中的液柱 ,说明大气压随高度的增加而 .
(2)如图乙所示,把玻璃瓶中装满带色的水,双手迅速用力捏玻璃瓶,发现玻璃管中的液柱上升,说明力可以 .
(3)如果把乙图中玻璃瓶转移到温度较高的一瓶中,发现玻璃管中的液柱也能上升,此现象说明液体具有 的性质,根据这个性质制成了温度计.
21.李辉同学全家到西藏旅游,到达拉萨后发现带去的密封很好的袋装方便面内部气体膨胀了很多,这是因为李辉家所在地的大气压比拉萨的大气压 ,与膨胀前相比,这包方便面的质量 (选填“变小”“不变”“变大”)
22.如图是自制气压计,小红拿着它从1楼乘坐电梯到20楼,玻璃管内水柱的高度会 (选填“升高”、“降低“或”不变”),说明大气压随高度的增加而 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
23.如图所示,注射器内密封有适量刚烧开的水,向下拉动活塞,水双沸腾起来,这是由于拉动活塞后,水面上方气体的压强 ,使水的沸点 的缘故.
24.生活中“抽”字表述的现象,其原因各有不同,用抽水机“抽”水时,水是在 作用下被“抽”上来的,用抽油烟机“抽”油烟时,油烟是由于空气流速越大,压强越 的缘故被“抽”出去的.
25.大量实验表明:在气体和液体中,流速越大的位置压强越 ;流速越小的位置压强越 .
26.如图所示,在火车站或高铁站,人必须站在安全线以外的区域候车.这是因为列车驶过时,安全线内侧的空气流速比安全线外侧的空气流速 ,压强 ,如果人站在安全线以内,即使与车辆保持一定的距离,也是非常危险的.
三.实验探究题(共1小题)
27.某实验小组为了探究气缸内气体压强p与缸内气柱长度h的关系,设计了一带有活塞(横截面积S=5cm2)并封闭了气体的密闭金属气缸,如图甲所示.某次实验过程中,活塞缓慢下压,记录数据后绘制出如图乙所示图象.请回答下列问题:
(1)活塞下压过程中,缸内气体质量 (选填“变小”、“变大”或“不变”);
(2)据图乙可知,缸内气体压强p与长度h成 比;
(3)经测量,当缸内气体压强p为1×105Pa时,缸内气体的密度为1.3kg/m3,那么,当缸内气体压强p为5×105Pa时,缸内气体的密度为 kg/m3.
四.解答题(共3小题)
28.在鄂尔多斯车友会举办活动中,张明的自行车停放在烈日下,车胎自己爆裂的事故,他分析后猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.根据猜想,他做了如图所示的探究实验:将烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气此时的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
其他的温度(℃)
20
30
40
50
…
气体的压强(Pa)
1.0×105
1.03×105
1.05×105
1.10×105
(1)实验过程中,瓶中密闭气体的温度是通过测量 的温度得到的.
(2)分析上表中实验数据可知,一定量的气体,在 保持不变时, .
(3)在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
29.小李用实验测量当地大气压值.他在长约1米一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.(g取10N/kg)
(1)已知水银的密度为13.6×103kg/m3,他可计算出当地大气压的值为 Pa.
(2)如果另一名同学将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 (选填“大于”“小于”或“等于”)小李的测量结果.
(3)实验中如果不小心将玻璃管顶端碰破一个小口,则管内水银面会 .
30.如图所示,两端开口的直筒下端浸在水中,在用拉力F缓慢向上拉动活塞的过程中,筒内、外水面高度差h逐渐变大(活塞下面的筒内始终充满水),拉力F逐渐变大,不计活塞与筒壁之间的摩擦及活塞的重力,请分析说明拉力F变大的原因.
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.(2016 长沙)如图小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A.纸片托住水
B.橡皮膜外凸
C.
U形管中液面相平
D.手指夹住铅笔两端
【分析】本题要逐一分析四个选项中的实例是不是利用了大气压来工作,大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果.
【解答】解:
A、盖在杯口的纸片能托住倒过来的一满杯水而不洒出,是因为大气压支持着杯中的水不会流出来,故A符合题意;
B、橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压力,说明液体对容器底部有压强,不能够证明大气压的存在,故B不符合题意;
C、上端开口、下部连通的容器称为连通器,在液体不流动时,液面总是相平的,不能够证明大气压的存在,故C不符合题意;
D、图中,手指同时压铅笔两端,由于物体间力的作用是相互的,所以左手和右手受到的压力相同,由于右手的受力面积小,铅笔对右手的压强大,所以右手感到疼,不能够证明大气压的存在,故D不符合题意.
故选A.
【点评】本题考查大气压的有关利用;在物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释.
2.(2016 桂林)如图所示,用吸管吸饮料,让饮料进入口中的力是( )
A.大气压力
B.饮料的重力
C.手握玻璃杯的力
D.玻璃杯对饮料的支持力
【分析】用吸管吸饮料是利用大气压强把饮料吸入口中,与饮料重力、手握玻璃杯的力、玻璃杯对饮料的支持力无关.
【解答】解:A、吸管吸饮料时,是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,汽水就被压进吸管里.故A说法正确;
B、饮料重力的方向竖直向下,不是让饮料进入口中的力,故B说法错误;
C、手握玻璃杯的力,是为了产生摩擦力,摩擦力与重力相互平衡,防止杯子掉落,不是让饮料进入口中的力,C说法错误;
D、玻璃杯对饮料的支持力是饮料重力引起的,不是让饮料进入口中的力,D说法错误.
故选:A.
【点评】本题考查的知识点较多,能将物理现象与所对应的知识相联系,是解答此类题的关键
3.(2016 南宁)在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶变扁,如图所示,关于铁桶变扁的原因,下列说法正确的是( )
A.冷水的压力使铁桶变扁
B.大气压使铁桶变扁
C.铁桶内空气膨胀使铁桶变扁
D.铁桶变扁与压力无关
【分析】(1)大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,吸盘、吸管吸饮料、覆杯实验等都证明了大气压强的存在;
(2)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态.
【解答】解:铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,再浇上冷水,由于热胀冷缩使得铁桶内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了.
故ACD错误,B正确.
故选B.
【点评】本题结合生活事例考查了大气压强的存在,物理来源于生活,要学以致用.
4.(2016 邵阳)关于气体压强方面的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.托里拆利实验可以测量大气压强的值
B.马德堡半球实验可以证明大气压强的存在
C.水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减小,水的沸点也会降低
D.在气体中,流速越大的位置,压强越大
【分析】(1)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(2)马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(3)大气压强与高度的关系,高度越高,大气压强越小,水的沸点越低;
(4)流体压强与流速的关系是通过实验探究得到的,流体包括液体和气体,流速越快的地方压强反而越小.
【解答】解:A、托里拆利实验可以测量大气压强的值,故A正确;
B、马德堡半球实验可以证明大气压强的存在,故B正确;
C、大气压随着高度的增加而减小,在一个标准大气压下水的沸点是100℃,气压减小时,水的沸点越低,故C正确;
D、在气体中,流速越大的位置,压强越小,故D错误.
故选D.
【点评】本题考查大气压的存在和测量,以及沸点与气压的关系、流体压强和流速的关系,虽然综合性很强,但相对比较简单,属于基础题.
5.(2016 河南)如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入红色水的玻璃瓶中,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.不考虑温度的影响,把这个自制气压计从山下移到山上后( )
A.h增大,瓶内气压大于外界气压
B.h减小,瓶内气压大于外界气压
C.h增大,瓶内气压小于外界气压
D.h减小,瓶内气压小于外界气压
【分析】瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和大于外界大气压,而随着高度的增加,大气压降低,所以玻璃管内的水柱上升,h增大.
【解答】解:因为瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和(大于外界大气压),即p=p0+ρgh,h为玻璃管内水柱的高度;当把它从山下拿到山上时,由于大气压随着高度的增加而减小,瓶内气体压强p不变,而大气压p0变小,所以h应变大,玻璃管中水柱的高度上升.
故选A.
【点评】此题考查了关于大气压随着高度的变化,其解题关键就是:海拔升高,气压减小.
6.(2016 衢州)在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”.下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
【分析】大气在各个方向上都会产生压强,硬纸片在大气压力作用下不会掉下来;大气压的特点与液体压强类似,内部朝各个方向都有压强,故不管杯口朝哪个方向,纸片都不会掉下.
比较空气被抽出前后纸片所受气压的变化,结合现象可做出分析.
【解答】解:
A、图甲中,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落,都可以证明大气压的存在,不能反驳小柯的想法,不合题意;
B、图乙中,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落,可证明大气向各个方向都有压强,不能反驳小柯的想法,不合题意;
C、图丙中,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落,杯子内外都有空气,无法说明大气是否存在向上的压强,不能反驳小柯的想法,不合题意;
D、图丁中,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落,说明没有空气时,没有了气压,也就无法托住水和纸片,这说明实验中纸片不掉落是因为受到大气压的作用,而不是纸片被杯口的水粘住了,可反驳小柯的想法,符合题意.
故选D.
【点评】将杯子倒置后纸片不会掉下来是课本上证明大气压存在的一个小实验,本题在这个小实验的基础上,通过进一步的改进,来解除同学们学习中的困惑,值得我们关注.
7.(2016 钦州)如图所示的四个实例中,与大气压作用无关的是( )
A.悬空塑料管里的水不会流出来
B.塑料吸盘被紧压在平滑的墙上
C.用塑料吸管吸饮料
D.锅炉外面安装水位计
【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果.
【解答】解:A、纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落.利用了大气压.故A不合题意;
B、用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上.利用了大气压.故B不合题意;
C、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,利用了大气压.故C不合题意;
D、锅炉水位计和锅炉就构成了一个连通器,水不流动时,液面保持在同一水平面上,我们通过观察水位计中水位的高低就可以知道锅炉中水的多少,以便及时加水.因此,锅炉水位计是利用连通器的原理来工作的.与大气压无关.故D符合题意.
故选D.
【点评】本题考查了学生对大气压的应用的了解与掌握,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释,分析时不要说成“被吸上来”,而是“被外界的大气压压上来”.
8.(2016 南宁)如图所示,在雨中撑伞的行人,每当大风吹来,会有伞被向上“吸”的感觉,关于产生这一现象的主要原因,下列说法正确的是( )
A.伞上的空气流大于下方
B.伞上方的空气流速小于下方
C.伞受到的空气浮力变大
D.伞受到的空气浮力变小
【分析】因为我们知道,流体越大的位置压强越小,所以观察一下伞的形状,想象一下气流经过时的情形,就不难解释这一现象了.
【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,就会产生一个向上的压强差,使伞容易被风吸起来.
故选A.
【点评】此题主要考查了流体压强与流速的关系,这一规律是我们应该熟知的,很多生活中的现象都与此有关.
9.(2016 自贡)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A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
【分析】从汽车经过后带动马路中央的空气流动快入手,结合流体压强与流速的关系即可解决此题.
【解答】解:因为快速行驶的汽车使得马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大.所以两边的气压大于马路中央的气压,树叶向马路中央运动.
故选A.
【点评】知道汽车经过时,汽车带动空气的流动使马路中央空气流动的速度加快是解决此题的关键.
10.(2016 泉州)高速列车运行速度可达380km/h.为避免候车乘客被“吸”向列车的事故发生,站台上设有安全线,如图所示,这是因为列车进站时车体附近( )
A.气体流速大,压强小
B.气体流速大,压强大
C.气体流速小,压强小
D.气体流速小,压强大
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小.
【解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故.
故选A.
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的问题.
11.(2016 南通)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”字相同的是
( )
A.地球“吸”地面上物体
B.两光滑铅块压紧后“吸”住
C.两船并行相“吸”碰撞
D.梳头后的梳子会“吸”头发
【分析】龙卷风的实质是高速旋转的气流,当刮起龙卷风时,龙卷风内部的空气流动速度增大,压强减小;龙卷风外侧的压强不变,地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风中,受到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强,受到向内且斜向上的压力大于向外且斜向下的压力,物体或人畜在压力差的作用下被“吸”起卷入空中,利用的是流体压强和流速的关系,据此对各选项逐一进行分析即可作答.
【解答】解:A、地球“吸”地面上物体,是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力;故A不合题意;
B、两光滑铅块压紧后“吸”住,说明分子之间存在引力.故B不合题意;
C、当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小.船外侧大的压强将船向中间挤压,造成相吸相撞,利用的是流体压强和流速的关系.故C符合题意;
D、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引;故D不合题意.
故选C.
【点评】这类题要抓住问题的关键“流体压强和流速的关系”,判断出什么位置流速快,什么位置流速慢然后解题.
12.(2016 烟台)图中的实验中不能揭示流体压强与流速关系的实验是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】利用以下两点知识分析解答:
(1)流体的压强特点是:流速越大,压强越小.
(2)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】解:
A、将一个乒乓球对着漏斗的细管处,对准漏斗细管口用力向下吹气,因为乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,乒乓球受到一个竖直向上的压力差,所以乒乓球紧贴在漏斗上.能揭示流体压强与流速关系.故A不符合题意.
B、用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,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.
C、将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来.能揭示流体压强与流速关系.故B不符合题意.
D、把吸管一端放进水里,从另一端用力水平吹气时,直管上方的空气流速大,压强小,直管中的水在大气压强的作用下从竖管中涌出.能揭示流体压强与流速关系.故D不符合题意.
故选B.
【点评】本题考查了学生的观察物理现象,以及对实验结论的归纳总结能力,要求多观察,多思考.
13.(2016 贺州)如图所示,小露用电吹风从A端对着泡沫机翼模型送风,机翼升起,下列说法正确的是( )
A.气流通过下表面的路程大于上表面的路程
B.气流在下表面的流速大于上表面的流速
C.机翼模型上表面受到的压强大于下表面受到的压强
D.机翼模型升起的原因是机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力
【分析】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.据此分析解答即可.
【解答】解:小露用电吹风从A端对着泡沫机翼模型送风,在相等的时间内,机翼上方空气流过的路程大,速度大压强小,机翼下方空气流过的路程小,流速小压强大,机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力,产生了向上的升力,所以机翼模型升起.故ABC错误,D正确.
故选D.
【点评】在流体中,流速越大的位置压强越小,类似机翼的升力在日常生活中有很多实例:过堂风能把衣橱门打开、喷雾器内水上升的原理、大风能把屋顶掀开等,注意留心观察,知道物理知识来源于生活,服务于生活的道理,才能学好物理.
14.(2016 广州)如图1所示,静止时U型管两液面相平,下列选项包含图2中所有合理情形的是( )
A.乙、丁
B.甲、丙
C.乙、丙
D.甲、丁
【分析】(1)利用流体压强和流速的关系,对甲、乙两图进行分析判断;
(2)比较U型管两液面上方的大气压强,对丙、丁两图进行分析判断.
【解答】解:甲图:气流从U型管右边上方吹过,此时右边上方空气流速大,压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,右边液面升高,故图示合理;
乙图:气流从U型管左边上方吹过,此时左边上方空气流速大,压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面应该升高,而图中右边液面升高,故图示不合理;
丙图:向U型管左边充气,其左边液面上方的大气压变大,而右边液面上方的大气压不变,左边的大气压大于右边的大气压,右边的液面上升,故图示合理;
丁图:向U型管左边抽气,其左边液面上方的大气压变小,而右边液面上方的大气压不变,左边的大气压小于右边的大气压,左边的液面应该上升,而图中右边的液面升高,故图示不合理;
综上分析可知,甲、丙两图合理,乙、丁两图不合理.
故选B.
【点评】此题考查流体压强和流速的关系、大气压的综合应用,解答此题的关键是比较U型管两边压强的大小.
15.(2016 福建)物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连.老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p﹣t图象如图乙所示.则下列描述正确的是( )
A.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
B.实验室的大气压为101.0kPa
C.0~4s,C管中的气体压强变化最大
D.图象③是A管中的气体压强随时间变化的图象
【分析】(1)当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,细管内气体流速比粗管内气体流速大,粗管内气体流速小;
(2)根据图象分析解答;
(3)(4)流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小.分析图象中的信息做出判断.
【解答】解:A、在图甲的装置中,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,细管内气体流速比粗管内气体流速大,粗管内气体流速小,故A管内的气体流速最大,B管内的气体流速次之,C管内的气体流速最小;故A错误;
B、观察p﹣t图象可知,开始抽气前大气压为101.3kPa,即实验室的大气压为101.3kPa.故B错误;
CD、因为A管内的气体流速最大,B管内的气体流速次之,C管内的气体流速最小,故C管压强最大,B管次之,A管最小;由图可知,在相等的时间内,③的压强变化最大,故可判断气体压强变化最大的是A管;即图象③是A管中的气体压强随时间变化的图象.故C错误,D正确.
故选D.
【点评】明确流体压强与流速的关系,能看懂图中的装置的特点,并能根据图象中所反映的信息,对流体压强与流速的变化规律进行分析,是解答本题的关键.
16.(2016 乐山)下列能够说明流体压强与流速关系的是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄
B.玻璃厂用吸盘搬运玻璃
C.高压锅容易把食物煮熟
D.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外
【分析】明确流体压强与流速的关系:流体流速越快的位置,压强越小,据此结合选项中的描述逐一进行判断.
【解答】解:A、拦河坝设计成下宽上窄的原因是:液体内部压强随着深度的增加而增大,故A错误;
B、玻璃厂用吸盘搬运玻璃是利用大气压强,故B错误;
C、高压锅容易把食物煮熟,这是利用气压大、沸点高的特点,故C错误;
D、风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,故D正确;
故选D.
【点评】此题考查了液体内部压强的特点、大气压的应用、气压与沸点的关系和压强和流速关系的理解,是一道综合题.
二.填空题(共10小题)
17.(2016 黑龙江)生活中,“吸”字表述的现象,其原因各不相同.如图所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 大气压 作用下被“吸”入口中的.用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越 小 的缘故被“吸”入吸尘器中的.
【分析】(1)吸管吸饮料时,是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.
(2)在气体和液体中,流速大的位置压强小.
【解答】解:(1)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管;
(2)用吸尘器“吸”灰尘时,吸尘器内空气流速大压强小,吸尘器外空气流速小压强大,在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的.
故答案为:大气压;小.
【点评】本题考查了大气压的存在,以及利用气压与流速的关系解释相关现象,注重了理论联系实际.
18.(2016 贵港)如图所示,塑料杯中灌满水,用一张纸覆盖杯口并压紧,然后将杯悬空倒置,杯中的水和纸都不会落下,是因为 大气压 的作用.若此时在杯底用针扎一小孔,观察到的现象是 水会洒落 (选填“水会洒落”、“水不会洒落”或“水会从小孔喷出”).
【分析】覆杯实验证明了大气压的存在,扎眼后瓶内气压等于大气压,水和纸就会下落.
【解答】解:大气压可以支持大约10.34m高的水柱(p0=ρ水gh),装满后大气压完全可以支持不落下来,上面扎眼以后,上面就有了大气压,上下气压就相等了,纸片在重力作用下就会下落,水在重力的作用下会洒落.
故答案为:大气压;水会洒落.
【点评】本题借助一个趣味实验考查学生对大气压知识的理解和掌握.
19.(2016 巴中)
1644年,意大利科学家 托里拆利 精确的测出来大气压的值;如图所示的容器内装有一定量的水银,水银在A点产生的压强为 1.36×104 Pa.(ρ水银=13.6×103kg/m3)
【分析】(1)托里拆利实验首次测出了大气压值;
(2)根据图示求出A点距离水银面的高度,利用p=ρ液gh计算水银在A点产生的压强.
【解答】解:(1)在历史上最早测出大气压强值的科学家是伽利略的学生托里拆利,后来这个著名的实验便以他的名字命名,叫做托里拆利实验.
(2)由图可知,A点所处的深度h=30cm﹣20cm=10cm=0.1m,
水银在A点产生的压强为:p=ρ水银gh=13.6×103Kg/m3×10N/kg×0.1m=1.36×104Pa.
故答案为:托里拆利;1.36×104.
【点评】此题考查大气压的测量方法和液体压强的计算,关键是知道在利用液体压强公式计算某一深度处的压强时,某一深度是指该处距离液面的距离.
20.(2016 本溪)(1)如图甲所示,玻璃瓶中装入适量带色的水,从玻璃管吹入少量空气,使管中水面高于瓶口.将此装置由一楼拿到十楼,发现玻璃管中的液柱 升高 ,说明大气压随高度的增加而 减小 .
(2)如图乙所示,把玻璃瓶中装满带色的水,双手迅速用力捏玻璃瓶,发现玻璃管中的液柱上升,说明力可以 改变物体的形状 .
(3)如果把乙图中玻璃瓶转移到温度较高的一瓶中,发现玻璃管中的液柱也能上升,此现象说明液体具有 热胀冷缩 的性质,根据这个性质制成了温度计.
【分析】(1)把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小;
(2)力的作用效果:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
(3)常用温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的.
【解答】解:(1)把该装置从一楼拿到十楼,瓶内空气的压强不变,由于外界大气压减小,玻璃管内液面升高,可得出结论:大气压随高度的增加而减小;
(2)用双手挤压玻璃瓶,因瓶子的容积会减小,玻璃瓶内气压增大,所以会观察到细玻璃管内的水柱上升;这一现象说明力可以改变物体的形状;
(3)把玻璃瓶转移到温度较高的环境中,发现玻璃管中的液柱也能上升,此现象说明液体具有热胀冷缩的性质,根据这个性质制成了温度计.
故答案为:(1)升高、减小;(2)改变物体的形状;(3)热胀冷缩.
【点评】此题主要考查的是水气压计,涉及了气压和高度的关系、力的作用效果、液体温度计的制作原理等知识,综合性较强.
21.(2016 临夏州)李辉同学全家到西藏旅游,到达拉萨后发现带去的密封很好的袋装方便面内部气体膨胀了很多,这是因为李辉家所在地的大气压比拉萨的大气压 高 ,与膨胀前相比,这包方便面的质量 不变 (选填“变小”“不变”“变大”)
【分析】①大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
②质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关.
【解答】解:
①随着海拔高度的增加,空气密度减小,大气压也随之降低;而袋内气体由于密闭,气压几乎不变,外界大气压的降低导致袋装方便面内部气体膨胀;
②质量是物体的一种基本属性,这包方便面的位置变了,但质量不变.
故答案为:高;不变.
【点评】本题主要考查学生对大气压强和高度的关系的了解以及对质量特性的了解.
22.(2016 丹东)如图是自制气压计,小红拿着它从1楼乘坐电梯到20楼,玻璃管内水柱的高度会 升高 (选填“升高”、“降低“或”不变”),说明大气压随高度的增加而 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
【分析】大气压随高度的增加而减小,李亮同学将气压计从山下拿到山上后,大气压减小,使得管内水位升高、水柱高度增加;
【解答】解:小红拿着自制气压计从1楼乘坐电梯到20楼,由于高度增加,外界大气压减小,
瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高.
说明大气压随高度的增加而变小.
故答案为:升高;变小.
【点评】学生利用身边的器材做成气压计探究大气压的变化,知道大气压随高度增加而减小的规律是解决此题的关键,用所学的知识分析判断,学以致用!
23.(2016 镇江)如图所示,注射器内密封有适量刚烧开的水,向下拉动活塞,水双沸腾起来,这是由于拉动活塞后,水面上方气体的压强 减小 ,使水的沸点 降低 的缘故.
【分析】液体的沸点与气压有关,气压升高,沸点升高,气压降低,沸点降低.
【解答】解:图中向外拉动注射器活塞,内部空间增大,降低试管内的气压,水的沸点降低,水会重新沸腾.
故答案为:减小;降低.
【点评】本题考查了与大气压相关的知识,属于基础知识的考查.
24.(2016 黑龙江)生活中“抽”字表述的现象,其原因各有不同,用抽水机“抽”水时,水是在 大气压 作用下被“抽”上来的,用抽油烟机“抽”油烟时,油烟是由于空气流速越大,压强越 小 的缘故被“抽”出去的.
【分析】(1)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.
(2)解答此题的关键是利用流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.利用这一知识点去分析.
【解答】解:(1)抽水机抽水时,抽水机是先将筒内的空气排出,此时筒内气压小于外界大气压,大气压将水从低处压到高处;
(2)由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出.
故答案为:大气压;小.
【点评】本题主要考查学生对大气压的应用、流体压强与流速的关系的理解与掌握,此题与实际生活联系密切,学习时注意这些物理知识在实际生活中的应用,将所学知识与实际结合起来.
25.(2016 凉山州)大量实验表明:在气体和液体中,流速越大的位置压强越 小 ;流速越小的位置压强越 大 .
【分析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大.
【解答】解:气体的压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小;流速越小的位置压强越大.
故答案为:小;大.
【点评】本题主要考查对流体压强跟流速关系的了解.
26.(2016 黔东南州)如图所示,在火车站或高铁站,人必须站在安全线以外的区域候车.这是因为列车驶过时,安全线内侧的空气流速比安全线外侧的空气流速 大 ,压强 小 ,如果人站在安全线以内,即使与车辆保持一定的距离,也是非常危险的.
【分析】当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系(流速大的地方压强小,流速慢的地方压强大),再比较人和列车之间的压强和人外侧的压强大小即可解决此题.
【解答】解: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.
故答案为:大;小;
【点评】本题考查流体压强跟流速的关系,解答这类题目的思路是先确定哪里的流体流速大,压强小,在这个压力差的作用下便产生了什么现象.能用流体压强解释有关的问题这是本题的关键.
三.实验探究题(共1小题)
27.(2016 株洲)某实验小组为了探究气缸内气体压强p与缸内气柱长度h的关系,设计了一带有活塞(横截面积S=5cm2)并封闭了气体的密闭金属气缸,如图甲所示.某次实验过程中,活塞缓慢下压,记录数据后绘制出如图乙所示图象.请回答下列问题:
(1)活塞下压过程中,缸内气体质量 不变 (选填“变小”、“变大”或“不变”);
(2)据图乙可知,缸内气体压强p与长度h成 反 比;
(3)经测量,当缸内气体压强p为1×105Pa时,缸内气体的密度为1.3kg/m3,那么,当缸内气体压强p为5×105Pa时,缸内气体的密度为 6.5 kg/m3.
【分析】(1)物体的质量是指物体所含某种物质的多少,当把打气筒的活塞向下压时,由于出气口被封住,没有气体跑出来,管内气体多少并没有发生改变,所以其质量应该不变;
(2)根据图象乙可知:一定质量的气体,温度不变时,Ph乘积为一定值,即压强与长度成反比,
(3)根据图象乙,得出气体压强p为1×105Pa时对应的缸内气体的长度,根据气缸的横截面积,求出气缸内气体的体积和质量,然后求出当缸内气体压强p为5×105Pa时,缸内气体的密度.
【解答】解:
(1)气缸是封闭的,当活塞向下压,由于气缸内的气体含量并没有发生变化,所以它的质量并不发生改变;
(2)由图象可得:一定质量的气体,温度不变时,Ph乘积为一定值,即压强与气缸内气体的长度成反比;
(3)由图象乙可知,当气体压强p为1×105Pa时对应的缸内气体的长度为h1=10cm,
所以气缸内气体的体积为:V1=Sh1,
气缸内气体的质量为:m=ρ1V1=ρ1Sh1,
由图象乙可知,当气体压强p为5×105Pa时对应的缸内气体的长度为h2=2cm,在此过程中气体的质量不变,
所以m=ρ2V2=ρ2Sh2,
所以ρ1Sh1=ρ2Sh2,
解得:ρ2==ρ1=×1.3kg/m3=6.5kg/m3.
故答案为:(1)不变;(2)反;(3)6.5.
【点评】本题考查了质量的特性、对图象的分析能力、能从图象中得出需要的信息是解题的关键,本题同时考查了体积公式、质量公式的运用,属于综合性题目.
四.解答题(共3小题)
28.(2016 鄂尔多斯)在鄂尔多斯车友会举办活动中,张明的自行车停放在烈日下,车胎自己爆裂的事故,他分析后猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关.根据猜想,他做了如图所示的探究实验:将烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气.将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气此时的压强值.在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:
其他的温度(℃)
20
30
40
50
…
气体的压强(Pa)
1.0×105
1.03×105
1.05×105
1.10×105
(1)实验过程中,瓶中密闭气体的温度是通过测量 水槽中的水 的温度得到的.
(2)分析上表中实验数据可知,一定量的气体,在 体积 保持不变时, 气体的压强随温度的升高而增大 .
(3)在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 温度降低 来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
【分析】(1)通过测量水槽中的温度得到的得到水瓶中密闭气体的温度,这里运用的是转化法;
(2)分析实验数据可知,一定量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度的升高而增大;
(3)水汽化过程吸热;根据一定量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度的降低而减小进行解释.
【解答】解:(1)将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升.由此可知,实验过程中,瓶中密闭气体的温度是通过测量水槽中的水的温度得到的.
(2)分析实验数据可知,一定量的气体,在体积保持不变时,气体的压强随温度的升高而增大;
(3)在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,轮胎与地面克服摩擦做功,使轮胎温度不断升高,体积一定的条件下,压强不断增大;不断往轮胎上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的温度降低来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎.
故答案为:(1)水槽中的水;
(2)体积;气体的压强随温度的升高而增大;
(3)温度降低.
【点评】该题考查温度不变时气体的体积与温度的关系,以及在气体的体积不变时,压强与温度的关系,分析清楚气体状态变化过程,是正确解题的关键.
29.(2016 鄂尔多斯)小李用实验测量当地大气压值.他在长约1米一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示.(g取10N/kg)
(1)已知水银的密度为13.6×103kg/m3,他可计算出当地大气压的值为 9.52×104 Pa.
(2)如果另一名同学将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)小李的测量结果.
(3)实验中如果不小心将玻璃管顶端碰破一个小口,则管内水银面会 下降到与管外水银面相平 .
【分析】(1)根据公式p=ρgh可求产生的压强大小;
(2)海拔越高,气压越低,海拔越低,气压越高;
(3)将玻璃管顶端碰破一个小口,相当于连通器,液面相平.
【解答】解:(1)测量得到的大气压强值为p=ρgh=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.7m=9.52×104Pa;
(2)海拔越高,气压越低,海拔越低,气压越高,如果将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将大于海拔高处测量的值;
(3)将玻璃管顶端碰破一个小口,上端开口,下端连通,相当于连通器,液面会下降,最终与管外水银面相平.
故答案为:(1)9.52×104;(2)大于;(3)下降到与管外水银面相平.
【点评】本题考查大气压强的测量及大气压强的计算;能够灵活运用液体压强计算公式是解题的关键.
30.略