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文档简介

专题11大气压强、流体压强与流速的关系

里知识沽单

考点1大气压强

项目具体内容说明

大气对浸在它里面的物体产生的压强叫“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是

定义做大气压强,简称大气压,一般用力有区别的,如高压锅内的气压一指

表示部分气体压强,高压锅外称大气压。

大气证明实验马德堡半球实验第一次证明了大气压的存在。

压存在实例塑料吸盘、吸水笔吸水、覆杯实验、吸管吸饮料等。

第一次测定(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的

托里拆利实验

实验是:使玻璃管倒置后,水银上方为真

空;若未灌满,或进入空气,则测量

结果偏小;

大气压(2)本实验若把水银改成水,则需要

玻璃管的长度为3m;

测量及标准大气压Po=l.O13xlO5Pa=760

数值mmHg产生的压强

数值(3)将玻璃管稍上提或下压(未离开

水银面),管子的粗或细,管内外的高

度差不变,将玻璃管倾斜,高度丕

变,长度变是。

气压计水银气压计和无液气压计。

与高度的关

大气压强随海拔高度的增加而减小。

大气压

与天气的关

的变化晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。

与应用

与液体沸点

气压增大,液体沸点升高;气压减小,液体沸点降低。

的关系

考点2考点2流体压强与流速的关系

知识点具体内容

流体压强与

在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。

流速的关系

飞机机翼的形状上表面弯曲,下表面较平。

飞机前进时,机翼上方气流通过路程较长,速度较大,空气

对机翼上表面的压强较小;下方正相反。这样,机翼上、下

飞机升力的产生

表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生升力

的原因。

基础检测(限时30min)

1.生活处处有物理,以下情境解释正确的是()

A.掷出去的实心球继续向前运动--是由于受到惯性作用

B.氢气球能往上飘--是因为受到浮力作用

C.用高压锅把食物煮熟--气压越大沸点越低

D.用注射器将药液注入肌肉--大气压强

【答案】B

【解析】A.惯性是物体本身的一种属性,不能用受到进行表述,故A错误;

B.氢气球往上飘是因为受到的浮力大于重力,故B正确;

C.高压锅的密封性强,使用时增大气压,提高水的沸点,食物在高温下,短时间内容易

熟,故C错误;

D.医生用注射器将药液注入肌肉是依靠手的推力的作用,不是利用大气压,故D错误。

故选Bo

2.下列物理量的估测中,最接近实际的是()

A.重庆市的大气压值为1.0xl06pa

B.普通教室的高度约为10m

C.九年级物理课本质量约为30g

D.一个普通中学生的体重约为500N

【答案】D

【解析】A.重庆市的大气压值大约为lOOkPa,即接近1标准大气压,故A不符合题意;

B.普通教室的高度与一层楼高接近,约3m,故B不符合题意;

C.九年级物理课本质量约300g,远大于30g,故C不符合题意;

D.一个普通中学生的质量为50kg,体重为

G=mg=50kgxlON/kg=500N

故D符合题意。

故选D。

3.近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月"嫦娥"、入海"奋斗者"、中国高铁、国产大飞

机C919......下列说法正确的是()

A.绕月飞行的"嫦娥",运动状态保持不变

B.国产大飞机C919能起飞是因为机翼受到向上的升力

C.高铁因为速度快所以惯性大

D."奋斗者"号载人潜水器在海中加速下降时受平衡力作用

【答案】B

【解析】A.绕月飞行的"嫦娥",速度的方向一直在变化,故运动状态发生了改变,故A错

误;

B.国产大飞机C919能起飞是因为机翼上下方压强差不同,从而产生向上的升力,故B正

确;

C.惯性只与质量有关,与速度无关,故c错误;

D.“奋斗者”号载人潜水器在海中加速下降时,运动状态发生了变化,不受平衡力作用,

故D错误。

故选Bo

4."泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯”描绘了春天明丽纷繁的景色,对诗中描述的燕子和鸳鸯,下

列分析正确的是()

A,鸳鸯受到的重力和它对沙的压力是一对相互作用力

B.鸳鸯受到的重力和沙对它的支持力是一对平衡力

C.燕子快速飞行时的惯性比停在电线杆上时较大

D.燕子在空中翱翔时翅膀上方空气流速小于下方空气流速

【答案】B

【解析】A.鸳鸯对沙的压力,其受力物体是沙;鸳鸯受到的重力方向竖直向下,它对沙

的压力方向垂直于沙面向下,这两个力的方向相同,不是相互作用力,故A错误;

B.鸳鸯静止在沙上,受到的重力和沙对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体

上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;

C.惯性大小只与物体的质量有关,燕子的质量不变,其惯性大小不变,与燕子的运动状态

无关,故C错误;

D.燕子在空中翱翔时翅膀上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,从

而产生向上的升力,故D错误。

故选Bo

5.生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法不正确的是()

A.增大自行车车座的面积,是为了减小对人的压力

B.拦河大坝上窄下宽,是为了减小对坝体的压强

C.茶壶盖上有小孔,水容易被倒出,是由于大气压强的作用

D.教室的门窗打开时,过堂风会把门关闭,是由于空气流速越大,压强越大

【答案】ABD

【解析】A.增大自行车车座的面积,是为了增大受力面积,减小压强,故A错误,符合

题意;

B.拦河大坝上窄下宽,是因为液体压强与液体深度有关,深度越深,液体压强越大,故

B错误,符合题意;

C.茶壶盖上有小孔,使壶内外的气压相同,在大气压的作用下,水容易被倒出,故C正

确,不符合题意;

D.教室的门窗打开时,过堂风会把门关闭,是由于空气流速越大,压强越小,故D错

误,符合题意。

故选ABDo

6.生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法合理的是()

A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用

B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大,产生的压强大

C.小明坐公交车上学时,以向前行驶中的公交车为参照物,看到道路两旁的树木向后

运动

D.运动鞋底有凹凸不平的花纹,主要是为了增大鞋底与地面之间的摩擦

【答案】ACD

【解析】A.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,因此A合理,故A符合题意;

B.在高铁站上,火车与人之间的空气流动速度大,人与火车间的气体压强小,人体另一侧

的气压大,形成一个气压差,会把人压向火车造成危险,因此B不合理,故B不符合题

-zsir.

思;

C.以向前行驶中公交车为参照物,道路两旁的树木相对于公交车,位置发生了改变,因

此看到树木向后运动,因此c合理,故c符合题意;

D.运动鞋底有凹凸不平的花纹,增大了鞋底粗糙程度,也就增大鞋底与地面之间的摩

擦,因此D合理,故D符合题意。

故选ACD„

7.地球周围的一层厚厚的大气由于受到的作用,会对处于其中的物体产生压强,

这个压强叫做大气压强。意大利科学家首先用实验测定了大气压强的值。

【答案】重力托里拆利

【解析】⑴大气受地球的吸引力,即重力,并且具有流动性,因此会对处于其中的物体产

生压强,这个压强叫做大气压强。

⑵意大利科学家托里拆利利用水银测量出大气压的值,发现大气压能够支撑760mm高的

水银柱,水银柱高度产生的压强即为大气压强值。

8.物理知识在生活中有广泛的应用,图(a)的船闸是原理的应用;图(b)是小

明从上海乘坐火车到西藏旅游时,途中发现携带的密封食品包装袋变得鼓起来,这是因外

界大气压强随海拔高度增大而(选填"增大"、"减小"或"不变"),食品袋受到向

外的内外气压差,导致食品袋膨胀;图(c)所示液体密度计是利用二力平衡知识和

原理来判断液体密度大小的。

(a)(b)(c)

【答案】连通器减小阿基米德

【解析】⑴船闸在工作时,其闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用了连通器的原理

来工作的。

⑵大气压强随海拔高度增大而减小,从上海乘坐火车前往西藏,随海拔高度增大,气压减

小,密封袋内部压强大于外部压强,导致食品袋膨胀。

[3]密度计的设计利用了二力平衡知识和阿基米德原理,密度计在液体中漂浮时下浮=6物,根

据阿基米德原理「浮书,"!/"可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,据此

来判断液体密度大小。

9.如图所示,顺时针旋转的足球可以绕过"人墙"射入球门,这是因为足球左侧的空气流速

比右侧的空气流速小,形成向(选填"左"或"右")的压力差;足球在飞向球门的

过程中处于(选填"平衡"或"非平衡")状态。

球门

II

G守门员

/球的实际路径

\(焚)人墙

速度方向'弋

左也®右

【答案】右非平衡

【解析】[1]流体流速越大的地方,压强越小。足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,

则足球左侧的空气压强大于右侧的空气压强,形成向右的压力差,改变了足球的运动轨

迹。

⑵物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平

衡,物体处于平衡状态;足球在非平衡力作用下,其运动状态会发生改变,足球的速度大

小和方向会不断变化,所以足球处于非平衡状态。

10.如图为机翼的模型图,我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时,机翼

上方受到空气的压强(选填"大于""小于"或"等于")下方受到空气的压强;在我国的

青藏高原,如果没有高压锅,"生米煮成熟饭”是不可能的,煮软了仍是夹生的,这是因为

海拔越高,气压越低,沸点越O

【答案】小于低

【解析】[1]机翼模型上凸下平的形状导致机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大。

流速大的地方压强小,机翼上方的空气流速比机翼下方空气流速大,所以机翼上方受到空

气的压强比机翼下方受到的压强小。

⑵大气压随海拔的升高而减小,水的沸点随气压的减小而降低,青藏高原海拔较高,大气

压较低,气压低于1标准大气压时,水的沸点就会低于100。&所以如果没有高压锅,”生

米煮成熟饭”是不可能的。

11.喜欢动手操作的小明用一次性纸杯做了以下几个物理小实验。

⑴图甲中,土电话利用了能够传声。

⑵图乙中,在纸杯旁用吸管吹气,纸杯将向(选填"左"或"右")滚动,这是因为气体

流速越大,压强越.

⑶图丙中,用与头发摩擦过的塑料吸管靠近纸杯一侧,纸杯被吸引.以下事例中原理与此相

同的是(填字母)。

A.磁铁吸引铁屑B.挤压后的吸盘吸在瓷砖上C.干手搓开的新塑料袋吸在

手上

⑷如图丁,将纸餐盘、纸杯和吸管粘合在一起做成"纸杯船".往纸杯里倒些水,水从吸管喷

出时,纸杯船就会前进,说明力的作用是的;杯内装水越多,吸管喷水越远,因为液

体压强的大小与有关。

⑸如图戊所示为氢气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的氢气与空气混合,用火柴点燃气

体,发生爆炸,纸杯被崩起.在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的

能,此过程与汽油机的冲程相同。

【答案】(1)固体

(2)右小

⑶C

(4)相互液体深度

⑸机械做功

【解析】(1)声音的传播需要介质,声音可以在固体中传播,图甲中的土电话是通过两个

"话筒"之间的细绳进行传声,这是利用了固体能够传声的原理。

(2)⑴⑵根据流体压强与流速的关系可知,流体流速越大的地方压强越小,所以用吸管

在纸杯右侧吹气时,纸杯右侧气体流速变大,压强变小,产生向右的压强差,使纸杯向右

滚动。

(3)与头发摩擦过的塑料吸管因得到电子而带负电,因为带电物体由吸引轻小物体的性

质,所以用它靠近纸杯一侧后纸杯会被吸引,而三个选项中,磁铁吸引铁屑是因为磁铁具

有磁性,可以吸引铁磁性物质,挤压后的吸盘吸在瓷砖上是因为存在大气压,干手搓开的

新塑料袋吸在手上是因为手摩擦后带电,从而能够吸引轻小物体塑料袋,与C选项原理相

同,故选C。

(4)山水从吸管喷出时,船对水产生一个向后的作用力,因为力的作用是相互的,所以

水对船产生一个向前的作用力使纸船向前运动。

⑵液体内部的压强与液体深度有关,深度越大,压强越大,所以装的水越多时,吸管处的

水的深度越大,产生的压强越大,会使水喷得更远。

(5)田⑵氢气爆炸过程中,氢气瞬间燃烧产生大量热量,使气体体积膨胀对纸杯做功,

让纸杯被崩起,这是内能转化为纸杯的机械能的过程,而汽油机的四个冲程中,做功冲程

也是将内能转化为机械能,所以此过程与汽油机的做功冲程相同。

12.我国自主研制的"蛟龙号"载人潜水器可达到的最大下潜深度为7km,具有无动力下潜

上浮的先进技术,具有近底自动航行和悬停定位等多项先进功能。(1个标准大气压近似

取刃=1.0xl05pa,海水密度近似取p=1.0xlC)3kg/m3,g取10N/kg)求:

(1)该潜水艇在海水下7km处的液体压强;

(2)(1)中所得压强相当于多少个p0?

【答案】(1)7xlO7Pa;(2)700

【解析】解:(1)水下7km处的海水压强为

/>=pg/7=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx7xl03m=7xl07Pa

(2)1个标准大气压的值为po=l.Ox:LO5Pa,所以水下7km处的海水压强相当于标准大气

压强的倍数为

p7xlO7Pa「八八,人、

n=—=-----------=700(个)

5

p01.0xl0Pa

答:(1)该潜水艇在海水下7km处的液体压强为7xlO7Pa;

(2)(1)中所得压强相当于700个外。

拔局]检测(限时30min)

13.周末,小华在家中烧开水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水量太

少了,于是,小华又往锅里迅速加了一大碗冷水(水量比锅里的少)。下面最能大致反映

整个烧水过程中水温随着时间变化的图像是()

【答案】C

【解析】水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降

低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气

压不变,所以水的沸点与原来相同

AD.当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,图像中水的温度从较低的温度达

到沸点,应该有一个升温过程,故AD不符合题意;

B.水再次沸腾后,图像的沸点与原来水沸腾时的沸点不同,故B不符合题意;

C.当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上

升,达到沸点继续沸腾,故图像符合题意,故C符合题意;

故选Co

14.与头发摩擦过的塑料尺能"吸”引纸屑,下列现象中“吸"的物理原理与其相同的是()

A.挤压后的塑料吸盘"吸”在瓷砖上B.干手揉搓的塑料袋"吸"在手上

C.削平的铅柱挤压后会"吸"在一起D.快速行驶的汽车的窗帘被"吸”出窗外

【答案】B

【解析】与头发摩擦过的塑料尺能"吸"引纸屑,的原理是带电体吸引轻小物体;

A.挤压后的塑料吸盘"吸”在瓷砖上,是利用大气压,故A不符合题意;

B.干手揉搓的塑料袋"吸”在手上,是利用带电体吸引轻小物体的原理,故B符合题意;

C.削平的铅柱挤压后会"吸"在一起,是因为分子间的作用力,故C不符合题意;

D.快速行驶的汽车的窗帘被"吸"出窗外是利用流体压强,流速大的地方压强小,故D不

符合题意。

故选Bo

15.2024年1月3日,由中国航空工业集团通用飞机有限责任公司自主研制的AG60E电动

飞机在浙江建德千岛湖通用机场圆满完成首次飞行。下面有关电动飞机的说法正确的是

()

A.飞机获得升力的原理是"流体流速大的地方压强大"

B.加速升空过程中,机械能不断增大

C.飞机飞行时,机械能转化为电能

D.匀速直线飞行时,飞机受非平衡力的作用

【答案】B

【解析】A.流体在流速大的地方,压强小,在流速小的地方,压强大;飞机机翼获得升

力是因流体中流速大的地方压强小,故A错误;

B.飞机加速升空过程中,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,机械能等于动

能和势能之和,则机械能不断增大,故B正确;

C.飞机飞行时,消耗电能,将电能转化机械能,故C错误;

D.飞机匀速直线飞行时,运动状态不变,受平衡力的作用,故D错误。

故选Bo

16.小汽车已经进入普通家庭,如图所示,下列说法正确的是()

A.汽车刹车时,由于受到惯性的作用,汽车还要向前滑行一段距离

B.汽车静止在水平地面上,汽车对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力

C.汽车匀速上坡时,汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力

D.汽车高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力

【答案】BD

【解析】A.惯性是物体的一种属性,是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是

力,不能说受到惯性作用,故A错误;

B.汽车静止在水平地面上,汽车对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力,

故B正确;

C.因汽车匀速上坡,所以汽车一定受平衡力的作用,汽车一共受到重力、支持力、牵引

力、阻力四个力的作用,其中,汽车受到的牵引力与阻力和重力的分力相平衡,不是一对

平衡力,故C错误;

D.汽车高速行驶时,空气经过汽车上面的速度比下面的速度快,汽车上面受到的气体压

强比下面受到的气体压强小,所以大气对汽车有一个向上托的力,此时汽车对地面的压力

等于其重力减去托力,所以压力小于重力;汽车静止时对地面的压力等于其重力。故D正

确。

故选BD„

17.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。

大气压大气压大气压

甲乙丙

甲图:提起活塞时,阀门关闭,大气压迫使水推开阀门,进入圆筒;

乙图:压下活塞时,阀门B,活塞下面的水推开阀门,涌入活塞上面;

丙图:再提起活塞时,阀门关闭,它上面的水从出水口流出,迫使水推开阀门

B,水就进入圆筒。

【答案】AB关闭AA大气压

【解析】田⑵⑶⑷⑸⑹活塞式水泵是利用大气压原理工作的。提起活塞时,阀门A关

闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开

阀门A,涌入活塞上面;再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水管流出,大气压

迫使水推开阀门B水就进入圆筒。如此循环,就可以把水泵出。

18.小明家利用离心式水泵将河里的水抽到鱼塘中,题图甲是离心式水泵结构示意图。离

心式水泵的抽水高度称为扬程,扬程等于吸水扬程和压水扬程的总和,吸水扬程是水泵能

把水从水源抽吸到水泵轴线的垂直高度,压水扬程是水泵能把水从水泵轴线往上压到排水

管出水口的垂直高度。

(1)水泵启动时,叶轮带动水泵里的水高速旋转,水被压入排水管,叶轮附近水的压强

(选填"增大"或"减小"),河里的水在______的作用下进入水泵;

⑵如图乙所示,离心式水泵应放在位置______(选填或"2");

【答案】(1)减小大气压

(2M

【解析】(1)四⑵叶轮高速运动,带动水流高速运动,根据流体流速大压强小的特点,

叶轮附近水的压强减小;离心式水泵是利用大气压原理工作,使河水在大气压的作用下进

入水泵。

(2)大气压最高撑起约10m的水柱,故吸水扬程最大为10m;离心式水泵应放在其吸水

扬程最大值以内,/处高度为4m,8处高度为11.8m,/在吸水扬程范围内,8超出吸水

扬程范围,故离心式水泵应放在位置人

19.物理学中把具有流动性的液体和气体称为流体,下面是关于流体压强的研究过程,请

回答下列问题:

⑴老师准备了如图(甲)所示装置:将三节粗细不同的塑料管①、②、③(横截面积

Sr>S2>S3)连接在一起,右端开口,左端与抽气机相通,抽气机抽气时,(选填

"①""②"或"③")管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内,传感器

与计算机相连,计算机可以显示出管中压强值。

(2)计算机显示的数据结果如图(乙)所示,由此可知道(选填"①""②"或

"③")管中气体压强最小;并能进一步得出在气体中,流速越大的位置,0

【答案】⑴③

⑵③压强越小

【解析】(1)⑴由题可知,塑料管③横截面积最小,当气体流过时,相同时间内流过管

子横截面的气体体积相同,所以,③处的气体流速最快。

(2)⑴由图乙可知,三条曲线中,塑料管③内的气体压强比lOlkPa小得更多,即塑料管

③压强最小。

⑵③处的气体流速最快,且③处的压强最小,故可以得出结论:在气体中流速越大的位

置,压强越小。

20.小金同学在便利店看到店员打包汤料的过程:先将一个塑料袋套在纸杯里(近似看作

一个圆柱形容器),如图(a)所示,然后在塑料袋中加入汤料,如图(b),当在塑料袋

中加入一定高度的汤料后,提起塑料袋,纸杯也随塑料袋一起被提起静止在空中,如图

(c)所示。

(b)

为了探究原因,他查阅资料后得知:当相互接触的两个物体存在相对运动趋势时,接触面

之间会产生一个阻碍相对运动的力,这个力就是静摩擦力;物体间的静摩擦力存在最大

值,称为"最大静摩擦力",其大小与接触面材料和压力大小有关,并找到如下表数据:

接触面材料木板一木板橡皮一铸铁

压力大小(N)246246

最大静摩擦力(N)0.81.62.41.63.24.8

⑴分析比较上表中最大静摩擦力与压力的大小变化情况,可得到的初步结论是:当接触面

材料相同时,;

(2)由图(c)可知,塑料袋对纸杯的静摩擦力方向;小金同学在打开塑料袋时只需

抖一抖即可,这是因为:;

⑶请结合所学知识及上述信息,分析当塑料袋内加足够高的汤料后,纸杯能被提起并静止

在空中的原因:=

【答案】(1)最大静摩擦力与压力大小成正比

(2)竖直向上见解析

⑶见解析

【解析】(1)观察表中最大静摩擦力与压力的大小变化情况发现,在接触面材料不变时,

压力越大,最大静摩擦力越大,且最大静摩擦力与压力的比值不变,所以可得初步结论:

当接触面材料相同时,最大静摩擦力与压力大小成正比。

(2)[1]观察图(c)发现,纸杯处于静止状态,由二力平衡条件可知,纸杯受到的重力与

纸杯受到的摩擦力是一对平衡力,所以塑料袋对纸杯的静摩擦力方向与纸杯的重力方向相

反,故塑料袋对纸杯的静摩擦力方向竖直向上。

⑵抖动塑料袋时会加快外侧空气流速,从而减小外部压强,塑料袋受到向外的压力大于向

内的压力,使塑料袋张开。

(3)加入的汤料越多,汤料对塑料袋侧面的压强越大,塑料袋对纸杯内侧的压力就越大,

导致塑料袋与纸杯的最大静摩擦力越大,当加入足够高的汤料时,此最大静摩擦力就大于

或者等于纸杯的重力,所以纸杯能静止在空中。

21.如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。

⑴实验中测得玻璃管内水银柱的图度为mm。

(2)通过计算可知当时的气压为Pa(p次航13.6g/cm3,g=10N/kg)。

⑶实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将—,水银柱的长度将—=(均选

填"变长"、"变短"或"不变")

⑷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要—o(选填

"偏大"或"偏小")

【答案】⑴760

(2)1.03x105

⑶不变变长

⑷偏小

【解析】(1)由图中数据可知,水银柱的高度为760mm。

(2)当时的气压为

335

p大=夕水银g〃水银=13.6xlOA:g/mxION/左gx0.76m®1.03xl0Pa

(3)⑴⑵由最后一图可知,玻璃管倾斜,管中水银柱长度将变长,但是高度不变。

(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,当倒插入水银槽中时,玻璃管中会存在少

量空气,空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度减小,则测量的大气压值比真

实值要偏小。

22.小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔洞面积为12.5mm2,排气孔盖着限压阀,当

锅内气压达到预定值时,限压阀将被顶起,让锅内保持稳定气压,防止锅体破裂或爆炸等

安全事故的发生。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产高

压锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(锅外大气压为

1.0xl05Pa,锅内最高温度与锅内气压的关系如图所示)

(1)如果高压锅烹饪温度为100℃,锅内气压为多少?此时是否需要使用限压阀?

(2)为了使锅内最高温度可以达到120汽,请通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀?

【答案】(l)1.0xl()5pa;此时锅内外气压相等,没有必要使用限压阀

(2)100g的限压阀

【解析】(1)由图丙可知,当温度为100冤时,锅内气压为1.0xlC)5pa,此时锅内外气压相

等,没有必要使用限压阀。

(2)已知锅外大气压为=1.0x105pa,排气孔洞面积为为

5=12.5mm2=1.25xl0-5m2

由图可知,当温度为12CPC时,锅内气压为1.8xl()5pa,承受的大气压力为

552

F大气压=/?o-5=l.OxlOPaxl.25xlO-m=1.25N

锅内的压力为

/内压=P锅压-S=1.8xlO5Paxl.25xlO_5m3=2.25N

由于限压阀此时恰好被顶起,所以

=心内压一七气压=225N—1.25N=1N

小明应该的限压阀为

1N

=O.lkg=100g

10N/kg

23.如图所示为我国国产运输机"运20"。某一次飞行过程中,飞机及运送的人员和物资的

总质量为2.1x105kg。飞机开始在空中水平匀速直线飞行。着陆后,飞机所有轮胎与地面

总接触面积为4.2m"g=10N/kgo求:

⑴飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的(选填"快"或"慢"),

从而产生了较大的升力;

⑵飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为多大?

⑶降落后,飞机在跑道上匀速滑行时,受到的路面的阻力大小始终为飞机总重力的0.06

倍,求飞机此时受到的动力为多大?

⑷降落后,飞机静止时对水平地面的压强为多大?

【答案】⑴快

(2)2.1xlO6N

(3)1.26xlO5N

(4)5xlO5Pa

【解析】(1)飞机机翼上凸下平,导致上方空气流速快,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,即为飞机受到的向上的升力。

(2)飞机受到的重力为

G=mg=2.1xl05kgxl0N/kg=2.1xl06N

因为飞机做匀速直线运动,处于平衡状态,所以飞行过程中所受升力

=G=2.1X106N

(3)因为飞机在跑道上匀速行驶,飞机此时受到的动力为

F动=/=0.06G=0.06X2.1X106N=1.26X105N

(4)因为飞机在地面保持静止,对地面的压力为

6

Fa=G=2.1X10N

飞机静止时对水平地面的压强

F_2.1X1Q6N

&=5xlOsPa

~S~~4.2m2

24.如图甲所示,是我国研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机,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。飞机翼展13.5米,机

长8.2米,使用高压气态储氢,储氢重量4.5kg,巡航速度180km/h。飞机因使用氢作为航

空燃料而得名。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F大与滑行距离s的关系如图乙所示。

滑行中获得的升力为心=”2,比例系数c=7.5N/m)v是相对空气的速度。飞机起飞后航

行时所受阻力大小与速度的关系如表所示。(氢的热值为1.4xlO8J/kg)请解答以下问

题:

速度V(m/s)1020304050

阻力f(N)30120480750

(1)飞机在跑道上加速滑行时,获得升力的原因是流过机翼上方空气的流速,压强—

(均选填"大""小"或"不变");

⑵该飞机存储的4.5kg氢完全燃烧放出的能量;

⑶飞机以30m/s匀速航行时,受到的动力为多少N;

⑷飞机落地后,关闭发动机的飞机要滑行较远的距离才能停下来,请你利用所学的物理知

识解释这一现象。

【答案】⑴大小

(2)6.3X108J

(3)270

⑷因为飞机的质量较大,惯性较大,运动状态不易改变,所以由运动变为静止的时间较

长,滑行的距离较远。

【解析】(1)5飞机机翼的形状是上凸下平,当飞机在跑道上加速滑行时,空气流过机

翼上方的路程比下方长,在相同时间内,空气流过机翼上方的流速大。

[2]根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方压强越小,因为机翼上方空气流速大,

所以压强小。

(2)根据热值的计算公式,得到该飞机存储的4.5kg氢完全燃烧放出的能量为

。放=g,m=1.4x108J/kgx4.5kg=6.3x108J

(3)分析标准数据可知,飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系为

/=0.3v2

所以飞机以30m/s匀速航行时,受到的阻力为

/=0.3x(30m/s)2=270N

由于飞机匀速航行,飞机受到的动力和阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,飞机受

到的动力为

F=f=270N

(4)因为飞机的质量较大,惯性较大,运动状态不易改变,所以由运动变为静止的时间较

长,滑行的距离较远。

25.如图甲所示,小明的妈妈为了躲避盛夏热辣的阳光,想在电动车的前把上安装遮阳

伞,可商家告诉妈妈根据《上海市非机动车安全管理条例》,自2021年5月1日起,已明

确禁止在非机动车上加装遮阳伞。为探其原因,小明根据遮阳伞的形状制作了如图乙所示

的模型,并查阅资料了解到模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下

方的空气流速慢。小明把该模型穿在一根铁丝上并固定,在铁丝的上下各用一个力传感器

施加向上、向下的拉力后,打开电扇对

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