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第14讲课时9.3气体的压强(教师版)-八年级物理下册同步精品讲义(苏科版2025)_8下-初中物理苏科版(4)_06讲义

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第九章 压强和浮力 课时9.3 气体的压强 2025年课程标准 物理素养 1、明确大气压强的定义,掌握 物理观念:知道大气对浸在其中的物体都能产生压强的作用 。 测量大气压的方法。 科学思维:知道流体在流动时,流速越大的位置压强越小和飞机能升 2、能够列举证明大气压存在的 力的产生是利用流体压强与流速关系的原理 。 。 试验现象。 科学探究:通过实验和生活中的例子,学生应能够观察并分析大气压 3、理解流体压强与流速的关 强的存在与变化 。 系。 科学态度与责任:全面理解和掌握流体压强与流速的关系,培养自己 4、能用运用流体压强与流速的 的实验观察能力和知识应用能力 。 关系解释生活中的现象。 知识点一、大气压强的存在 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。 (1)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。 (2)马德堡半球实验证明了:①大气压的存在。②大气压很大。 2、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。 1 / 33 学科网(北京)股份有限公司特别提醒 马德堡半球实验的历史背景涉及到了证明大气压的存在和力量。 这个实验由德国物理学 家、 政治家奥托•冯•格里克 于1654年进行, 目的是证明大气压的存在和力量。 格里克当时 担任马德堡市市长, 他使用两个铜制半球对接在一起, 并用经过松节油浸过的皮环密封。 通过抽真空后, 他使用了16匹马组成的马队才将两个半球成功拉开, 这一实验成功证明了 大气压强的存在和巨大力量。 这个实验不仅在科学界引起了轰动, 而且成为了证明大气压 力存在的重要实验之一 。 历史上著名的 实验,最先证明了大气压强的存在;大量实验说明,大 气压强与空气的疏密有关,离地面越高的地方,大气压强 (选填“越小”或 “越大”)。 【答案】 马德堡半球 越小 【解析】【小题1】[1]最早证明大气压存在的,并且最著名的实验是马德堡市的市长 奥托•格里克做的马德堡半球实验。 [2]大气压与海拔高度有关,海拔越高,空气越稀薄,大气压强越小。 知识点二、大气压的测量 1.托里拆利实验 (1)精确测量出标准大气压数值的实验:托里拆利实验。 (2)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水 银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度 差约为760mm。 (3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。 特别提醒 (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 2 / 33 学科网(北京)股份有限公司者是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。 2.估测大气压值实验 (1)实验目的:估算大气压强的数值。 (2)实验原理: 。 (3)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。 (4)实验器材:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。 (5)实验图像 (6)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。 (7)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 。 ②根据公式 求出大气压强。 特别提醒 (1)利用注射器测量大气压时,用到的原理是p=F/S,利用二力平衡知识测出大气压力, 利用几何知识得出活塞的受力面积S,便可求出大气压的值。对测量结果的评估主要看是 否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。 小明想利用所学的物理知识测量30层楼房的高度.已知地面的大气压强为 p,且在竖直方向每升高h 大气压强减小Δp。他利用容积V的注射器、弹簧测力计、 0 0 细绳、刻度尺等,在楼顶进行了如下实验: (1)小明采用如图的装置来估测大气压强,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然 3 / 33 学科网(北京)股份有限公司后用橡皮帽封住注射器的小孔:用细绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与测力计 的挂钩相连,沿 方向慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录 弹簧测力计的示数F;用刻度尺测出注射器 的长度l,则测得楼顶的大气压强 p= (用F、l、V表示); (2)30层楼房的高度h= (用所测量的物理量及已知量表示); (3)实验时若筒内空气没有排尽,则测得30层楼房高度 (选填“偏大”或 “偏小)。 【答案】 水平 全部刻度 偏大 【详解】(1)[1] 水平向右缓慢拉动注射器,活塞受到的作用力为弹簧测力计的拉力 和大气对活塞的压力,水平拉时能使两力在同一直线上,活塞刚开始滑动时,两力可 看作为平衡力。 [2] 注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,读出体积V,可得 出活塞的面积 。 [3]则楼顶的压强为 (2)[4]30层楼的高度为 (3)[5]当空气没排尽时,所测压力会偏小,由上一问的公式可知,所测得的30层楼 房高度会偏大。 知识点三、大气压的综合应用 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,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.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)。 4.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。 如图所示,小明制作了一个简易的气压计,当用一根吸管对着玻璃管口上方水 平吹气时,玻璃管内的液面 (选填“升高”“不变”或“降低”);当把此装 置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高,这说明大气压随高度的增加而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。 4 / 33 学科网(北京)股份有限公司【答案】 升高 减小 【详解】[1]当用一根吸管对着玻璃管口上方水平吹气时,形管上方空气流速快,压强 变小,瓶内的气压不变,在气压差作用下,玻璃管内的液面升高。 [2]当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高,这说明瓶内气压高于外界 大气压,说明大气压随高度的增加而减小。 知识点四、流体压强与流速的关系 1.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。 特别提醒 (1)流体:流动的物体,指的是液体和气体。 (2)液体压强:流体流动时的压强称作流体压强。 2.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。 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。 特别提醒 (1)流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。解这些题目的关键是明确哪个地方 流速较其他地方快。 3.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。 (1)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。 (2)机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。 (3)从图上理解飞机的升力产生的原因:从空气流过机翼的流线谱可以看出:相对气流流 过机翼时,分成上下两股,分别沿机翼上表面流过,而在机翼的后缘重新汇合向后流去, 因机翼表面突起的影响,上表面流线密集,流管细,其气流流速快、压力小;而下表面流 线较稀疏,流管粗,其气流流速慢,压力较大.因此,产生了上下压力差,这个压力差就 是空气动力(R),它垂直流速方向的分力就是升力(Y);升力维持飞机在空中飞行。 5 / 33 学科网(北京)股份有限公司如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松 开手后,乒乓球在 的作用下不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入 瓶内,若从瓶口处用力向上吹气,乒乓球 上升(填“会”“不会”),这是因 为气体流速越大的位置,压强越 . 【答案】 大气压 不会 小 【详解】[1]由图甲知道,硬质塑料瓶装满水,乒乓球放在瓶口处按住图并倒置,大气 压向上,在大气压的作用下,乒乓球不会下落。 [2][3]流体压强与流速的关系是,流体流速越快,压强越小,从瓶口处用力向上吹气, 瓶子上部分空气流速小于下部分空气流速,乒乓球上表面压强大于下表面压强,因此 乒乓球不会上升。 问题一:大气压强的存在 【角度1】证明大气压的存在 【典例1】历史上著名的证明大气压存在的实验是 ,最早测出大气压数值的实 验叫做是 ,如果实验中玻璃管上方有少量的空气,会导致实验结果 。(选填:偏大,偏小或不变) 【答案】 马德堡半球实验 托里拆利实验 偏小 【详解】[1]由课本中提到的物理史实可知,最早证明大气压存在的,并且最著名的实 验是马德堡市的市长奥托•格里克做的马德堡半球实验。 [2]托里拆利实验测出了大气压强的值,一个标准大气压支持的水银柱的高度 h=760mm=0.76m 一个标准大气压的数值为 6 / 33 学科网(北京)股份有限公司[3]如果不小心管内混入了少量空气,管内水银上方有气压,管内、外水银液面高度差 会减小,测得的大气压会偏小。 1、解题时需要理解大气压的基本概念、 分析物体在空气中所受到的压力和力的作用, 以及 了解大气压强产生的原因, 从而解释和理解大气压存在的现象。 【变式1-1】(1)国际上建立了一套统一的计量单位体系,叫国际单位制,在国际单位制 中帕斯卡是 (填写物理量名称)的单位,力的国际制单位是 ; (2)最早向人们证明大气压存在的著名实验是 实验,意大利物理学家 最先准确测出了大气压强值,一个标准大气压支撑起水银柱的高度是 米。 【答案】 压强 N 马德堡半球 托里拆利 0.76 【详解】(1)[1]在国际单位制中,帕斯卡是压强的单位,符号时Pa。 [2]力的国际单位是牛顿,符合时N,为了纪念经典力学的奠基人牛顿。 (2)[3]将两铜制的半球合在一起,抽出里面的空气,用两支马队向相反方向拉,半 球未被拉开,从而证实了大气压的存在,这就是著名的马德堡半球实验。 [4][5]意大利科学家托里拆利利用液体水银间接测出了大气压的数值,即大气压大小等 于0.76m水银柱产生的压强;通过计算水银柱的压强也就得出了大气压的数值。 【变式1-2】装满水的饮料瓶瓶口覆盖硬纸片,倒置后水不流出,实验证明 的存在。 【答案】大气压(或大气压强、大气压力) 【详解】装满水的饮料瓶瓶口覆盖硬纸片,倒置后水不流出,这是覆杯实验,这个实 验证明了大气压(或大气压强、大气压力)的存在。 问题二:大气压的测量 【角度1】托里拆利实验 【典例1】如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验; 7 / 33 学科网(北京)股份有限公司(1)实验中玻璃管内水银面的上方是 ,管外水银面的上方是空气; (2)是 支持玻璃管内的水银柱不会落下; (3)1标准大气压能支持 cm高的水银柱。 【答案】 真空 大气压 76 【详解】(1)[1]利用托里拆利实验装置测量大气压时,开始要在水银管内灌满水银, 这样可以将管内空气全部排出,保证管内水银上方为真空。 (2)[2]在玻璃管外的大气压的作用下,玻璃管内水银柱不会落下,所以是大气压的 支持。 (3)[3]托里拆利实验测出了大气压强的值,一标准大气压的数值约为1.01×105Pa, 相当于76cm水银柱产生的压强。 (1)利用托里拆利实验测量大气的压强,气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强,即 大气压与此水银柱产生的压强相等。 (2)由于外界大气压不变,能支持的水银柱高不变,所以当实验时将玻璃管稍微倾斜一些, 管内水银柱的液面的高度仍然不变。 【变式1-1】如图是托里拆利实验装置。请回答: (1)取一根长约1m、一端封口的直玻璃管,装满水银是为了避免 ; (2)将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢下降, 但降到一定程度就不再下降了,由此证明了 的存在,管内水银面上方是 ; (3)用刻度尺量出玻璃管内外水银柱的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压 与760mm高水银柱产生的压强 (选填“相等”或“不相等”); (4)将玻璃管倾斜,发现管中水银柱的高度 ;改变玻璃管的粗细、形状或改 变水银槽中的水银量,发现管中水银柱的高度 。(均选填“增大”、“减小” 或“不变”) 【答案】 混入空气 大气压/大气压强 真空 相等 不变 不 变 【详解】(1)[1]当长约1m的玻璃管,装满水银,是为了避免混入空气。 (2)[2][3]玻璃管灌满水银后倒插入水银槽后,由于管内水银柱产生的压强大于管外 的大气压,管内水银柱下降;下降到管内水银柱产生的压强等于管外大气压时,水银 柱就会停止下降,由此可知是管外大气压托住了水银柱,证明了大气压的存在,此时 8 / 33 学科网(北京)股份有限公司管内水银面上方是真空的。 (3)[4]此时管内水银面高度差约为760mm,大气压可支持760mm高水银柱,说明 大气压与760mm高水银柱压强相等。 (4)[5]将玻璃管倾斜,或改变玻璃管粗细、形状或改变水银槽中水银量,由于大气 压是不变的,故能支持的水银柱高度也是不变的。 【变式1-2】如图甲所示,若茶壶盖上被茶叶堵住通气孔,壶中的茶水在 的作 用下不易持续倒出。茶壶的壶嘴和壶身相当于一个 。如图乙所示是自制的 气压计,图丙是托里拆利实验装置,当把它们同时从山脚拿到山顶时, 图 中管内的水柱液面将升高(选填“乙”或“丙”)。若乙、丙两图装置在同一地点, 丙图中显示当时外界大气压强的是 Pa,此时乙图玻璃管内外水面高度差为 20cm,则瓶内气压为 Pa。( , , ) 【答案】 大气压强 连通器 乙 1.02×105 1.04×105 【详解】[1]如图甲所示,盖上的通气孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在重力的 作用下水可以更容易的倒出,若用手堵住通气孔,壶中的水在大气压强的作用下不易 持续倒出。 [2] 茶壶的壶身和壶嘴,它们上端开口、底部连通,符合连通器的特点,所以茶壶的 壶嘴和壶身相当于一个连通器。 [3]从山脚拿到山顶时,外界大气压强减小,则乙图中气压计在内部气压的作用下,管 内液柱的液面将升高,而丙图中托里拆利实验,管内液柱由大气压支撑,外面大气压 减小,管内液柱的液面将降低。 [4]管内水银柱由外界大气压所支撑,故大气压强等于水银柱产生的压强,即 已知 h =750mm=0.75m 水银 代入上式可知,外界大气压为 [5]乙图中瓶内气压等于外界大气压与水柱所产生的压强之和,则瓶内气压为 9 / 33 学科网(北京)股份有限公司【角度2】设计实验估测大气压的值 【典例2】用注射器估测大气压的值实验中。 (1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,不用橡皮帽封住注射器的小孔 用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为 0.8N,则活塞与注射器筒间的摩擦力为 N; (2)他重新将活塞推至筒的底端,这样做的目的是 ,再次用橡皮帽封住 注射器的小孔。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 数为5.2N,然后利用刻度尺测出注射器刻度部分的长度如乙图所示,则本地大气压强 的测量值为 Pa; (3)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值 (选填“偏 大”、“偏小”或“不变”); (4)小明认为不能采用丙图的方法来估测大气压的值,主要是因为活塞 对实验 有影响。 【答案】(1)0.8 (2) 排尽注射器筒内的空气 1.1×105 (3)偏小 (4)重力 【详解】(1)没有密封时,活塞此时受到水平的拉力和筒壁的摩擦力,当活塞匀速运 动时,根据二力平衡的知识可知,拉力等于摩擦力,弹簧测力计示数即拉力为0.8N, 所以活塞与注射器筒间的摩擦力也为0.8N。 (2)[1]如果注射器筒内有空气,会影响大气压强值的测量,因此测量前应把注射器 的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是排尽注射器筒内的 空气,防止漏气的目的。 [2]由乙图可知,刻度尺的分度值为1mm,测量时从零刻度线测量,所以读数为 5.00cm,即注射器有刻度部分的长度为5.00cm。当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计 示数为5.2N,则大气产生的压力为 F=5.2N-0.8N=4.4N 已知注射器有刻度部分的长度为5.00cm,体积为 V=2.0mL=2.0cm3 注射器的横截面积为 10 / 33 学科网(北京)股份有限公司大气产生的压强为 (3)如果筒内空气没有排尽,内部有气体向外的压力,使得拉力测量值会偏小,根据 压强公式可知,导致测得大气压值偏小。 (4)当采用丙图的方法来估测大气压的值,弹簧测力计的示数等于活塞自身有重力加 上大气压力,大气压力不等于测力计示数,所以由于活塞自身有重力,会影响实验结 果。 1、利用注射器测量大气压时,用到的原理是p=F/S,利用二力平衡知识测出大气压力,利 用几何知识得出活塞的受力面积S,便可求出大气压的值。对测量结果的评估主要看是否 对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。 【变式2-1】利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、等器材,对 大气压的值进行测量。 (1)该实验还缺少的器材是 ; (2)实验时小明将注射器活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔,发 现注射器顶端装针头处,空气无法排尽,这将使得测量结果比当天气压值 , 小王联想到他在医院打针时的场景,将小明的这一步骤加以改进: ,然后 将活塞推至注射器筒的底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔; (3)如表是小明记录实验情况的表格: 大气压力F/N 注射器容积V/mL ① 活塞面积S/cm2 大气压强p/Pa 6.0 2.5 5.00 0.5 ② 表中①是 ;②是 ; (4)为了减小摩擦力产生的误差,某同学采取图(2)的方法测量了大气压,将原注射 器筒固定在水平桌面上,把活塞推至底端,用橡皮帽封住小孔,向烧杯中缓慢加水, 当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为5.5N,然后从烧杯中向外缓慢抽水, 当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为4.5N,不计摩擦和细线重,则注射 器筒与活塞的摩擦力为 N;所测大气压为 Pa。 【答案】(1)刻度尺 11 / 33 学科网(北京)股份有限公司(2) 偏小 先吸一些水,在向上慢慢推活塞 (3) 注射器全部刻度长度L/cm 1.2×105 (4) 0.5 1.0×105 【详解】(1)该实验的实验原理是 ,为了测出活塞的面积,根据注射器的容 积公式V=SL可知,需要测出刻度部分的长度,因此还需要的器材是刻度尺。 (2)[1][2]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。先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,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。 (3)[1][2]与表中数据对比可知,①处应为有刻度部分的长度 L/cm;已知大气压力 F=6N,活塞面积S=0.5cm2,所测大气压强 故表格②处应填1.2×105。 (4)[1][2]当注射器中的活塞开始向左滑动时,G=5.5N,则有 1 当注射器中的活塞开始向右滑动时,G=5.5N,则有 2 两式联立解得: F=5N,f=0.5N。所测大气压的值 【变式2-2】某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测 力计、三种规格的注射器。 (1)本实验的原理是二力平衡和 (公式),实验中研究的是大气对 (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力; (2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该 换用注射器 (选填“A”、“B”或“C”)来进行实验; (3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的 小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 的长度为L(选填 “有刻度”或“筒身”); 12 / 33 学科网(北京)股份有限公司②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示 数F; ③则测出的大气压值 (用所给的字母表示); (4)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因: ①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气 ②刻度尺的读数没读准 ③活塞与注射器筒壁不完全密封 ④活塞与注射器筒壁间有摩擦 上述原因一定会使测量值小于真实值的是___________; A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 【答案】(1) 活塞 (2)C (3) 有刻度 恰好滑动 (4)A 【详解】(1)[1]本实验利用二力平衡测出大气压力,然后利用压强公式 计算 得出大气压强的值。 [2]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值,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,据 知,所选注射器活塞的横截面积太大 了,所以应改选横截面积小的注射器C来进行探究。 (3)[1]方案甲中,读出注射器的容器V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便 可求出注射器的活塞的横截面积 。 [2]拉动测力计到活塞刚好滑动时,测力计的示数等于大气对活塞的压力F。 [3]测出的大气压值 (4)①橡皮帽封住的注射器小孔有残余空气时,活塞除了受到外部大气的压力外,还 受到内部大气的压力,那么测力计所需的拉力会变小,测得的压强值变小; ②刻度尺的读数没读准,若是读小了,会造成测量结果偏小,若是读大了,会造成测 量结果偏大; ③活塞与注射器不完全密封,则测力计的示数会偏小,即测得的压力变小,得出的压 强值变小; 13 / 33 学科网(北京)股份有限公司④活塞与注射器筒壁间有摩擦,则测力计的示数会变大,测得的压强值会变大。所以 一定会使测量值小于真实值的是①③。故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 问题三:大气压的综合应用 【角度1】气压计的构造及原理 【典例1】小铭拿着如图所示自制简易气压计,从广州塔一楼上到108层观光层,观察到 玻璃管内水柱高度将 (选填“升高”“降低”或“不变”),其原因是大气 压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】 升高 减小 【详解】[1][2]大气压随着高度的升高而减小,从广州塔一楼上到108层观光层,高度 变高,外界大气压减小,小于瓶内气压,在瓶内气压的作用下,水被压进玻璃管内, 所以观察到玻璃管内水柱高度将升高。 气压计是一种用来测量大气压力或者气压变化的仪器。其原理主要基于气体压强与液体液 柱的压强平衡。 根据大气压力对液体产生的压强的影响,液柱的高度会发生变化。当气压增加时,液柱的 高度会上升;当气压下降时,液柱的高度会下降。这是因为液体受到较高气压影响时,压 强增大,液柱就会上升,反之亦然 气压计的应用广泛,特别是在天气预报和气象观测中。通过对气压的测量,我们可以获得 气象参数的重要信息,例如天气的变化、气压高低的变化趋势以及气压梯度对风的影响等。 【变式1-1】如图甲所示,是用托里拆利实验装置测量大气压强,将玻璃细管稍微倾斜, 细管下端管口未脱离水银面,则管内外的水银面高度差将 。如图乙所示是附附 同学自制的一个气压计,他把这个自制气压计从岳麓山山脚拿到山顶,管内的液柱高 度将 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”) 【答案】 不变 变大 14 / 33 学科网(北京)股份有限公司【详解】[1]托里拆利实验是通过管内外水银面的高度差显示大气压的,若玻璃细管稍 微倾斜,外界大气压没有改变,水银柱的压强也没有改变,所以管内外的水银面的高 度差将不变。 [2]自制气压计瓶内的气压等于大气压和细玻璃管内液柱产生的压强之和,若把自制气 压计从山脚拿到山顶,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则山顶的大气压 小,而瓶内压强不变,则细玻璃管内液柱产生的压强将变大,即管内的液柱高度将变 大。 【变式1-2】大气压会随高度变化而变化,青藏高原的海拔远高于泰州市的海拔,则两地 地面附近的大气压强相比较 (低/高);两地的市民在家里用敞口锅烧同样 的水,泰州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”) 【答案】 低 高 升高 【详解】[1]因为大气压随高度的增加而减小,所以青藏高原海拔高,大气压强较低。 [2]因为水的沸点随气压的减小而降低,泰州市的海拔低,大气压强较高,水的沸点较 高,所以两地的市民在家里用敞口锅烧同样的水,泰州市的水沸腾时的温度较高。 [3]把气压计从教学楼的底层移至楼顶,高度变高,大气压强变低,液柱高度会升高。 【角度2】大气压与高度和沸点的关系 【典例1】“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管制成如图所示的“水气压计”。 将“水气压计”从鼓山下移到山顶时,发现吸管内液面上升,因为( ) A.瓶内气压变大 B.瓶内气压变小 C.瓶外大气压变大 D.瓶外大气压变小 【答案】D 【详解】图示水气压计由鼓山下移到山顶时,因为大气压随着海拔高度增大而减少,而 气压计内水面上方空气压力不变,到山顶时,大于外部大气压,将吸管中的液面向上压 起,故ABC不符合题意,D符合题意。 15 / 33 学科网(北京)股份有限公司故选D。 (1)地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄, 密度较小,大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小, 密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小。 (2)液体沸点随着液体表面的气体压强的变大而升高。 【变式2-1】如图所示是托里拆利实验的装置,下列说法正确的是 ( ) A.若将此装置从一楼移到三楼,管内水银面会下降 B.图中玻璃管若稍微倾斜放置,管内外水银柱高度差变大 C.此时的气压高于一个标准大气压 D.若将玻璃管向上稍提起一点,管口未离开水银面,则玻璃管内外水银柱高度差变大 【答案】A 【详解】A.若将此装置从一楼移到三楼,三楼的大气压变小,则管内外水银面的高度 差将变小,管内水银面会下降,故A正确; B.将玻璃管稍微倾斜,大气压不变,管内外水银柱高度差不变,故B错误; C.一个标准大气压等于760mm高的水银柱产生的压强,此时的气压低于一个标准大 气压,故C错误; D.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,大气压不变,管内外水银面高度差将不变, 故D错误。 故选A。 【变式2-2】如图所示为某同学自制的气压计,他将气压计由一楼拿到六楼时,细玻璃管 中液面会升高,下列说法正确的是( ) A.自制气压计时要注意瓶口密闭 16 / 33 学科网(北京)股份有限公司B.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变大 C.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值 D.细玻璃管越粗水柱高度变化越明显 【答案】A 【详解】A.自制气压计是利用大气压工作的,当外界的气压发生变化时,内部气压保 持不变,液柱在内外气压的作用下,其高度会发生变化,所以要注意瓶口密闭,故A 正确; B.将制作好的气压计从一楼拿到六楼,玻璃管内水柱的高度会升高,说明瓶内气压大 于外界大气压,则外界大气压减小,说明大气压随高度的增加而变小,故B错误; C.利用自制气压计水柱高度变化反映了瓶内外的气压差大小的变化,只能粗略测量大 气压的数值,故C错误; D.水柱高度变化反映了瓶内外的气压差大小的变化,由于液体的压强只与液体的密度 和深度有关,即水柱h越大,液体的压强越大,与玻璃管的粗细没有关系,故D错误。 故选A。 问题四:流体压强与流速的关系 【角度1】流体压强与流速的关系及现象解释 【典例1】图所示的实例中,利用“流体压强与流速关系”工作的是( ) A. 茶壶 B. 吸盘挂钩 C. 飞机机翼上面凸起 D. 船闸 【答案】C 【详解】AD.茶壶、船闸是利用连通器原理工作的,故AD不符合题意; B.吸盘挂钩是将吸盘内的空气排出后,在大气压的作用下吸附在墙面上,利用大气压 工作的,故B不符合题意; C.飞机机翼上面凸起,是飞机上表面的流速较大,压强较小,下表面的流速小,压强 大,产生一个向上的压强差,从而获得向上的升力,故C符合题意。 故选C。 17 / 33 学科网(北京)股份有限公司1、流体压强与流速的关系在生活中的应用:飞机飞行、喷雾器、汽油发动机的汽化器、球 类比赛中的旋转球、跑车上的扰流装置、龙卷风能够把树连根拔起、滑翔伞能在空中掉不 下来等。 2、需要区分流体在物体表面不同位置的流速;理解流体压强与流速的关系是解题的关键。 【变式1-1】你是否有这样的经历:如图撑一把雨伞行走在雨中,一阵大风吹来,伞面可 能被“吸”,发生严重变形。下列有关这一现象及其解释正确的是( ) A.伞面上方的气压大 B.伞面上方的气压小 C.伞面上方和下方的气压相同 D.无法确定 【答案】B 【详解】伞撑起时,上面凸起,相同时间内,空气上方流动的距离大于下方,故上方流 速快,下方流速慢。因为流速越大,压强越小,故上方压强小,下方压强大,伞面受到 向上的压强差,故向上“吸”,故B正确,ACD错误。 故选B。 【变式1-2】流体的压强与流速有关,下列现象与这一物理知识无关的是( ) A.甲图,用吸管将饮料吸入口中 B.乙图,向前吹气,纸条向上运动 C.丙图,在气球的左侧吹气时球向左飘 D.丁图,在硬币上方吹气时硬币跳入碗中 【答案】A 【详解】A.用吸管吸饮料是利用了大气压,吸时是先把管内空气吸走,这样在管内外 就形成气压差,从而把饮料“压”进嘴里,不能用“流体压强与流速关系”解释,故A 符合题意; B.把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,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,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移,能 用“流体压强与流速关系”解释,故B不符合题意; C.向气球的左侧吹气,球左侧的空气流速变大,压强变小,小于球右侧的大气压,产 生了一个向左的压强差,将气球压向左侧,能用“流体压强与流速关系”解释,故C 18 / 33 学科网(北京)股份有限公司不符合题意; D.在硬币上方沿着与桌面平行方向用力吹一口气,硬币上方的空气流速大于下方的空 气流速,则硬币上方的气体压强小于下方的气体压强,硬币受到向上的压强差,所以可 以将硬币吹过木条,能用“流体压强与流速关系”解释,故D不符合题意。 故选D。 【角度2】探究流体压强与流速的关系 【典例1】小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析。请你帮助他补全 下面的内容。 (1)如图所示,向两张纸中间吹气,两张纸相互靠拢。此实验现象初步说明了空气流速 大的地方压强 (选填“大”、或“小”)。 (2)接着,小明又自制了一个飞机机翼模型(如图),将其固定在托盘测力计上,在机 翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后,托盘测力 计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。比较机翼上下方气流压 强的大小,进一步验证了上面的关系。 (3)小明又找了如下一些生活情景,其中能用上述实验规律进行解释的是 。 A.火车与站台之间有黄色的安全线 B.将氢气球放手后,它会漂向空中 C.通过拍打衣服清除它上面的灰尘 【答案】 小 变小 A 【详解】(1)[1]当向中间吹气时,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)[2]机翼模型固定在托盘测力计上,无风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力; 因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上 方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。因 为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力,所以 机翼模型对托盘测力计的压力减小了,小于机翼模型的重力,故托盘测力计的示数变 19 / 33 学科网(北京)股份有限公司小。 (3)[3] A.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,所以, 火车与站台之间有黄色的安全线,能用上述实验规律进行解释,故A符合题意; B.将氢气球放手后,它会漂向空中,是因为它受到的浮力大于重力;不能用上述实 验规律进行解释,故不合题意; C.拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保 持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性。不能用上述实验规律进 行解释,故不合题意。 故选A。 流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。解这些题目的关键是明确哪个地方流速 较其他地方快。 【变式2-1】(1)在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,老师用压强计做了如图所 示的(a)、(b)、(c)三次实验.其中(a)杯中装水,(b)、(c)装盐水.比 较实验(a)、(b)可知液体压强与 有关;比较实验(b)、(c)可知液体压强 与液体的 有关. (2)如图,对着两张平行拿着的纸中间吹气,可以看到的现象是: ;这个实验 说明: . 【答案】 液体密度 深度 纸向中间靠拢 液体流速越大的地方压强 越小 【详解】[1](a)、(b)实验,液体的深度相同,液体密度不同,液体密度越大时, U型管左右液面差越大,即液体压强越大,所以可知液体压强跟液体密度有关. [2](b)、(c)实验,液体密度相同,液体越深,压强越大,所以可知液体压强跟液 体深度有关. [3]向两张纸中间吹气时,两张纸向中间靠拢; [4]吹气时两张纸中间空气流速大,压强小,纸外侧压强大于内侧压强,所以两张纸向 中间靠拢,即此现象可以说明:液体流速越大的地方压强越小. 【变式2-2】如图所示,在水平桌面上放置一个硬币,小明沿粉箭头所示方向吹气,发现 有几次“硬币起飞”了。 (1)小明思考产生这-现象的原因:吹气使硬币上表面空气流速变大,压强变 20 / 33 学科网(北京)股份有限公司(大/小);可以认为硬币下表面空气不流动,从而产生压力差,给了硬币一个向上的 力,这个力的作用效果是 (使物体形变/改变物体的运动状态)。 那吹气速度v至少要多大才能使“硬币起飞”呢?小明上网查阅资料得知:在地面附 近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为 ρv2+p=C (式中c是常数,p表示空气密度); (2)为完成研究,小明先后测定了硬币的直径D和质量m;请导出刚好将硬币吹起时吹 气速度v的表达式v= (用题中所出现的物理量符号表示)。 【答案】 小 改变物体的运动状态 【详解】(1)[1][2]在水平桌面上放置一个硬币,小明沿箭头所示方向吹气,硬币上方的 空气流速变大,压强变小,硬币下表面空气不流动,从而产生压力差,给了硬币一个 向上的力;“硬币起飞”说明这个力改变物体的运动状态。 (2)[3]刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即 此时硬币上方的压强为 硬币下方的压强为 则硬币上下方的压强差为 根据公式 可得 则 因为 则 21 / 33 学科网(北京)股份有限公司则刚好将硬币吹起时吹气速度 【角度3】飞机的升力及其应用 【典例3】如图1所示,C919是我国首架自主研发的大型商用客机,飞机的机翼横截面呈 现上凸下平的流线型,如图2所示。下列说法正确的是( ) A.机翼上方的空气流速小,压强大 B.机翼上方的空气流速大,压强小 C.机翼下方的空气流速大,压强小 D.机翼下方的空气流速小,压强小 【答案】B 【详解】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表 面弯曲、下表面平直,所以空气通过机翼上方的空气流速大、压强小;机翼下方的空气 流速小、压强大,使飞机受到一个向上的升力,故B正确,ACD错误。 故选B。 飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼.气流被机翼 分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上线不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过 的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短.因而速度 较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼得上下表面产生了压强差,这就是向上的升力。 【变式3-1】如图所示是飞机机翼的截面图,当飞机水平飞行时( ) A.机翼上方空气流速大,压强小 B.机翼下方空气流速大,压强小 C.机翼上方空气流速大,压强大 D.机翼下方空气流速小,压强小 【答案】A 【详解】机翼的上凸下平,空气流过时,上方空气流速大于下方的空气流速,而流速大 的位置压强小,所以下方的压强大于上方的压强,于是产生向上的升力,故A符合题 意,BCD不符合题意。 22 / 33 学科网(北京)股份有限公司故选A。 【变式3-2】2023年5月28日,国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功,如图,此过 程中下列说法正确的是( ) A.C919爬升过程中,惯性变大 B.随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐增加 C.机翼上方气流的速度较小,气流对机翼上表面的压强较大 D.机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小 【答案】D 【详解】A.C919爬升过程中,质量不变,惯性不变,故A错误; B.大气压受海拔高度的影响,随着海拔高度的增加,大气压减少,故B错误; CD.机翼上方气流的速度较大,下方气流速度较小,所以上表面压强较小,下表面压 强较大,故D正确,C错误。 故选D。 【基础强化】 1.关于下面四幅图的说法正确的是( ) ①如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大 ②如乙图,在托里拆利实验中将竖直玻璃管适度倾斜,水银柱的长度不变 ③如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升 ④如丁图,飞机机翼设计成流线型,是利用流体压强与流速的关系获得升力来升空 A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③④正确 D.只有②③正确 【答案】B 【详解】①如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,管下方 23 / 33 学科网(北京)股份有限公司气压大于上方气压,在下方气压的作用下,水被压到上方,故①错误; ②竖直玻璃管内液柱高度与大气压大小有关,大气压大小不变,液柱高度不变,所以在 托里拆利实验中将竖直玻璃管适度倾斜,水银柱的长度变长,但高度不变,故②错误; ③如丙图,把水气压计从山下移到山顶,外界大气压减小,瓶内的水被压入管内,所以 细管内的水柱上升,故③正确; ④如丁图,飞机机翼设计成流线型,上方空气流速大压强小,飞机受到一个向上的升力, 所以是利用流体压强与流速的关系获得升力来升空,故④正确。 故选B。 2.如图所示,当人们用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,塑料瓶、 铁皮桶被压扁变形,这是由于 作用的缘故;著名的实验 实验最 早成功地证明了它的存在。 【答案】 大气压 马德堡半球 【详解】[1]当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,由于大气 有压强,所以会把塑料瓶、铁皮桶压扁变形。 [2]马德堡半球实验成功的证明了大气压的存在而且是很大的;第一个测出大气压值的 科学家是托里拆利。 3.下列关于压强知识说法正确的是( ) A.马德堡半球实验第一次测量出了大气压强的准确数值 B.菜刀的刀刃磨得很锋利,是通过减小受力面积来增大压强 C.拦河坝设计成下宽上窄,是因为液体压强大小随深度的增加而减小 D.用注射器将药液注入肌肉是通过大气压强实现的 【答案】B 【详解】A.马德堡半球实验是验证大气压存在的实验,托里拆利实验是首次测出大气 压强值的实验,故A错误; B.菜刀的刀刃磨得很锋利,是通过减小受力面积来增大压强,故B正确; C.拦河坝设计成下宽上窄,是因为液体压强大小随深度的增加而增大,故C错误; D.用注射器将药液注入肌肉是推力产生的压强,不是依靠大气压,故D错误。 故选B。 4.小明在家制作美味的羊肉汤,为了节省时间,采用了高压锅煮汤。高压锅能缩短煮汤的 时间是因为( ) A.减小汤上方的气压,降低锅内汤的沸点 B.增大汤上方的气压,降低锅内汤的沸点 24 / 33 学科网(北京)股份有限公司C.减小汤上方的气压,升高锅内汤的沸点 D.增大汤上方的气压,升高锅内汤的沸点 【答案】D 【详解】高压锅能缩短煮汤的时间是因为其密封性好,汤沸腾时上方气压增大,气压越 高,液体的沸点越高,故ABC不符合题意,D符合题意。 故选D。 5.如图所示,某实验小组完成的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,汞 充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( ) A.玻璃管倾斜时上端受到20mm高汞柱的压强 B.玻璃管倾斜时若上端破孔,则汞会向上喷出 C.若换更粗的玻璃管竖直放置,则测量出的大气压偏小 D.若竖直放置时管内有空气,则测量出的大气压偏大 【答案】A 【详解】A.如图所示,当玻璃管竖直时,大气压强支持的汞柱为750mm,玻璃管倾 斜时汞柱的高度为730mm,故玻璃管倾斜时上端受到汞柱的压强的高度为 750mm-730mm=20mm 故A正确; B.由于玻璃管外部存在大气压强,玻璃管倾斜时若上端破孔,玻璃管与水银槽形成连 通器,则玻璃管内汞会向下流入水银槽内,直到管内与水银槽内液面相平为止,故B 错误; C.大气压强与其支持的汞柱产生的压强相同,根据液体压强公式 可知,与管 径的粗细无关,故若换更粗的玻璃管竖直放置,测量出的大气压不受影响。故C错误; D.若竖直放置时管内有空气,空气也会产生压强,此时大气压强与空气压强和汞柱产 生的压强之和相等,则测量出的大气压偏小,故D错误。 故选A。 6.学习完力学知识后,小明对下列现象分析正确的是( ) 25 / 33 学科网(北京)股份有限公司A.图①中消防战士向上匀速爬升中,他增大握力,受到摩擦力变大 B.图②中盆景自动供水装置利用了连通器原理 C.图③中家用天然气灶灶头,天然气不会在进口处泄漏的原因是天然气流速大,压强 小于大气压强 D.将图④中装有部分饮料的杯子倒置放在水平桌面上,杯内饮料对杯子底的压强将增 大 【答案】C 【详解】A.消防战士匀速爬升时,受到的重力和摩擦力是一对平衡力,重力不变,摩 擦力不变,故A错误; B.盆景自动供水装置,蓄水瓶上端密封,不是连通器,故B错误; C.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露,故C正确; D.由图可知,杯子上粗下细,倒置放在水平桌面上时,深度减小,根据 可 知,杯内饮料对杯子底的压强减小,故D错误。 故选C。 7.如图所示,下列说法不正确的是( ) A.图甲:用注射器将药液注入肌肉利用了大气压强 B.图乙:该装置可探究液体压强是否与液体的深度、液体密度有关 C.图丙:探究连通器的特点 D.图丁:纸片能托住杯中的水是因为大气压强的原因 【答案】A 【详解】A.用注射器将药液注入肌肉,是利用推力将药液压入肌肉内的,不是利用大 气压,故A错误,符合题意; B.该装置可以控制液体深度相同,改变液体密度,探究液体压强是否与液体密度有关; 26 / 33 学科网(北京)股份有限公司也可以控制液体密度相同,改变液体深度,探究液体压强是否与液体深度有关;通过橡 皮膜凸起情况,判断压强大小,故B正确,不符合题意; C.上端开口,下部相连的仪器叫连通器,图中玻璃管上端开口,下端用胶管联通,是 连通器,故C正确,不符合题意; D.图丁中杯中盛满水,将杯内的空气排出,在大气压的作用下,纸片能够托住杯中的 水, 故D正确,不符合题意。 故选A。 8.下列对四幅图片及情景解释正确的是( )。 A.甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强 B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压强 C.丙图中,拿自制气压计下楼,细管内水柱上升 D.丁图中,若向B管中吹气,A管中液面会下降 【答案】B 【详解】A.甲图中,用力一吸,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,用力才能把饮料吸入口中,不能改变大气压强, 故A错误; B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故 B正确; C.丙图中,拿自制气压计下楼,外界大气压变大,而瓶内的气压不变,故外界大气压 将水压入瓶中,水柱下降,故C错误; D.丁图中,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 外界大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误。 故选B。 9.为关爱女生,湖北省开展初一女生国产2价HPV疫苗免费接种。接种疫苗过程中,护 士将液态疫苗吸进注射器是利用 完成的。疫苗进入注射器后,透过注射器能看见 护士的手指变粗,这是 现象。针头很尖,可以 (选填“增大”或“减 小”)压强,轻松刺穿皮肤完成疫苗注射。 【答案】 大气压 光的折射 增大 【详解】[1]注射器能将药液吸入针筒是因为针筒内的气压较小,外界大气压把药液压 27 / 33 学科网(北京)股份有限公司入针筒。 [2]疫苗进入注射器后,此时的注射器相当于是一个凸透镜,护士的手指在一倍焦距之 内,成的是正立、放大的虚像,其成像原理是光的折射。 [3]使用的注射器针头很尖,这是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,从而容易 将针头扎进人的皮肤。 10.如图所示,是小华设计的小狗自动喂水装置。当小狗饮水使瓶口露出水面时,瓶内的 水流出,到水面封住瓶口时,在大气压的作用下瓶内的水 (选填“继续”或 “不再”)流出,此时瓶内气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外 的大气压。 【答案】 不再 小于 【详解】[1][2]当小狗饮水使瓶口露出水面时,因瓶内压强小于外界大气压,气体进入 瓶内,瓶内气压增大,水向外流出;当瓶口被水浸没后,气体不再进入瓶内,在大气 压作用下,瓶内的水不再流出。此时瓶内外压强相等,即瓶内气体加液体压强等于外 界大气压,所以瓶内气压小于大气压。 11.活塞式抽水机和离心泵是利用 把水从低处抽到高处的。用刀切菜时,刀钝了 切不动,这时在磨刀石上把刀磨一磨就容易切了,这是利用 的方法来增大压 强。 【答案】 大气压 减小受力面积 【详解】[1]抽水机抽水时,筒内气压小于外界大气压,大气压将水从低处压到高处。 [2]刀钝了切不动菜,这时在磨刀石上把刀磨一磨,这是在压力一定时,通过减小受力 面积的方法来增大压强。 【能力培优】 12.接种疫苗的注射器针尖做得很尖细是用 的方法来增大压强;如图是护士给 确诊病人的输液装置,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根“闲置”的管 通过瓶盖扎进瓶内药水中,管口朝上“敞开”在空气中,如图所示。这根“闲置管” 是在输液过程中,当瓶内气压减小时,在 的作用下使空气进入瓶内。如果 是在海拔较高的地方输液,需要适当 (填“增大”或“减小”)药水瓶的 高度。 28 / 33 学科网(北京)股份有限公司【答案】 减小受力面积 大气压 增大 【详解】[1]在压力一定时,减小受力面积可增大压强。接种疫苗的注射器针尖做得很 尖细,是用减小受力面积的方法来增大压强。 [2]加个“闲置”的管后,当瓶内液体流出使得瓶内压强减小时,瓶口压强小于瓶外气 压,在大气压的作用下使空气进入瓶内。 [3]气压随海拔的升高而变小,在海拔较高的地方输液,为了增大药液的压强,使其大 于血压,药液流入血管,需要适当增大药水瓶的高度。 13.如图,小汽车在公路上高速行驶时,小汽车上方的空气流速大,压强 , 此时,小汽车对路面的压力 (填:小于、等于、大于)汽车重力。 【答案】 小 小于 【详解】[1][2]车体结构上凸下平,当车在公路上高速行驶时,小车上方空气流速快, 压强小,下方空气流速慢,压强大,会产生向上的压强差,压力差,导致小汽车对路 面的压力小于汽车的重力。 14.如图所示,手握两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气。实验中能观察到 的现象是两张纸互相 (选填“远离”或“靠近”),这个实验说明流体中流速 越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)。生活中利用该原理的实例还有: (任举一例)。 【答案】 靠近 小 飞机的机翼 【详解】[1][2]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近,说明气体流速越大的地方压强越小。 [3]飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼.气流 29 / 33 学科网(北京)股份有限公司被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上线不对称,在相同时间内,机翼上 方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程 较短.因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼得上下表面产生了压强差, 这就是向上的升力。可见,飞机的机翼利用了该原理。 15.学习了托里拆利实验测大气压后,有同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺也可以估 测大气压的值: (1)在实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔 这样做的目的是 ; (2)有同学测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是 ; (3)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计 量程为10N,实验时应选用 (选填“甲”或“乙”)注射器; (4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对 (选填“针筒”或 “活塞”)的压力大小; (5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与保持在竖直方向相比, 可以减小 对实验的影响; (6)有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一 是增强活塞的密封性,二是可以 。 【答案】(1)排尽筒内空气 (2)空气没有排尽 (3)甲 (4)活塞 (5)活塞自重 (6)减小摩擦力 【详解】(1)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,并用橡 皮帽封住注射器的小孔是为了防止气体进入。 (2)当针筒内的气体没有排空时,针筒内存在一定压力,测得的大气压力偏小,导致 大气压测量结果偏小。 (3)甲、乙两个注射器活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为 100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,受到压力 F=pS=100000Pa×0.0002m2=20N 因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器, 因拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。 (4)该实验中以活塞为研究对象,当注射器中的活塞开始滑动时,利用二力平衡原理 30 / 33 学科网(北京)股份有限公司来测出大气对活塞的压力。 (5)当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,由于活塞受重力的作用,使得测力计 的拉力不等于大气压力,从而影响测得的大气压,所以让弹簧测力计和注射器筒保持 在水平方向,目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的准确程度。 (6)在活塞周围涂抹润滑油的好处:一是减小摩擦,二是密封性好。 16.如图所示是托里拆利实验时的情景,根据图示完成下面的问题。 (1)通过计算可知当时的气压为 Pa(ρ =13.6g/cm3 g=9.8N/kg); 水银 (2)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 ,若换 用更粗一些的玻璃管,水银柱的高度将 ;(均选填“变大”“变小”“不 变”) (3)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,导致玻璃管倒插入水银槽中后,玻璃管 的上端有了空气,则测量的大气压值比真实值要偏 ; (4)实验中不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是 。 【答案】(1)101292.8 (2) 不变 不变 (3)小 (4)水银柱下降,直至玻璃管内外液面相平 【详解】(1)由图可知,大气压可以支持760mm汞柱,大气压强为 (2)[1][2]水银柱的高度与大气压强的大小有关,大气压强不变,水银柱的高度不变, 所以将玻璃管倾斜和换用更粗一些的玻璃管,水银柱的高度都不变。 (3)玻璃管的上端有了空气,则大气压值等于管内空气的压强加上水银柱的压强,但 实验时用水银柱的压强来表示大气压强,所以测得的大气压强会偏小。 (4)实验中不小心将玻璃管的顶部打破,此时的实验装置相当于一个连通器,所以观 察到的现象是水银柱下降,直至玻璃管内外液面相平。 17.高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅 内气压达到限定值时,限压阀被锅内气压顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强 的控制。如图所示,某高压锅锅盖的外表面直径近似为24cm,锅盖上的出气孔横截面 积是 (大气对限压阀的作用面积只考虑和出气孔面积相等的部分),限压阀的 质量80g。(1个标准大气压 ) 31 / 33 学科网(北京)股份有限公司(1)高压锅内气压升高时,水的沸点会 (选填“升高”或“降低”);高山上要 使用高压锅煮饭,是因为大气压随高度的增加而 。 (2)求使用高压锅正常工作时锅内气体的最大压强。 (3)某厂家为满足青藏高原的藏族同胞需要,制造适合在青藏高原地区使用的高压锅时, 应当在保证高压锅安全的情况下______。 A.选用更耐压的材料 B.适当减小限压阀质量 C.适当增加限压阀质量 D.适当减小锅盖上出气孔的横截面积 【答案】(1) 升高 减小 (2) (3)ACD 【详解】(1)[1]液体的沸点与大气压的关系:液体的沸点随着表面气压的增大而升 高,随气压减小而降低,高压锅内气压升高时,水的沸点会升高。 [2]大气压随海拔的升高而降低,高山上气压低,液体的沸点低,所以高山上要使用高 压锅煮饭。 (2)大气压对限压阀产生的压力为 限压阀的重力为 对限压阀进行受力分析可知,当锅内气压达到最大时,它受到重力、外界大气压力、 锅内气体压力,在三个力的作用下处于平衡状态,故有 代入数据得 解得,锅内气体的最大压强为 (3)根据高压锅内外气压平衡的原理,锅内气压等于外界气压与安全阀产生的压强之 和,制造适合在青藏高原地区使用的高压锅时,应当在保证高压锅安全的情况下可以 选用更耐压的材料、适当增加限压阀质量、适当减小锅盖上出气孔的横截面积,故 ACD符合题意,B不符合题意。 32 / 33 学科网(北京)股份有限公司故选ACD。 33 / 33 学科网(北京)股份有限公司