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文档简介
\o"9.1压强"9.3气体的压强(知识解读)(解析版)•知识点1大气压强存在的认识•知识点2大气压的大小与测量•知识点3估测大气压•知识点4大气压的特点与应用•知识点5\o"9.4流体压强与流速的关系"流体压强与流速的关系探究实验•知识点6飞机升力的产生原因•作业巩固训练大气压强存在的认识大气压强存在的认识知识点11、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。【典例1】如图所示情景中,不能说明大气压强存在的是()A.吸盘“吸”在墙上 B.“吞”鸡蛋的瓶子C.吸管“喝”饮料 D.堤坝“上窄下宽”【答案】D【详解】A.吸盘“吸”在墙上是大气压将吸盘压在墙上,能证明大气压存在,故A不符合题意;B.“吞”鸡蛋的瓶子是大气压将鸡蛋压入瓶中,能证明大气压存在,故B不符合题意;C.吸管“喝”饮料时,吸管内的气压小于饮料上方的气压,在大气压的作用下,将饮料顺着吸管压入口中,能说明大气压存在,故C不符合题意;D.堤坝“上窄下宽”是利用液体压强与液体深度关系,不能证明大气压的存在,故D符合题意。故选D。【变式1-1】关于大气压强,下列说法中正确的是()A.托里拆利实验较准确地测出了大气压的数值B.马德堡半球实验不能证明大气压的存在C.高原地区煮饭要用高压锅是因为高原地区气压高,水温低D.所有测量大气压的气压计都要用到水银来做测量物质【答案】A【详解】A.托里拆利实验第一次较准确地测出了大气压的数值,约为汞柱,合,故A正确;B.马德堡半球实验第一次证明了大气压的存在,且大气压很大,故B错误;C.高原地区煮饭要用高压锅是因为高原地区空气稀薄,气压低,水的沸点低,食物不容易煮熟,而使用高压锅,锅内气压高,水的沸点高,食物更容易煮熟,故C错误;D.不是所有测量大气压的气压计都要用到水银来做测量物质,空盒气压计内部就没有使用水银,故D错误。故选A。【变式1-2】如图所示,举世闻名的马德堡半球实验证明了的存在;著名的帕斯卡实验证明了。【答案】大气压同种液体,液体压强随深度增加而增大【详解】[1]历史上,在德国的马德堡市广场上做过一个著名的实验,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,是大气压将两半球压在一起,这就是著名的马德堡半球实验。[2]帕斯卡实验中,只用了很少一部分水,结果桶却裂开,说明桶裂开不是因为水的质量和体积,其裂开的原因是因为液体高度很高,产生了较大的压强。这一实验表明同种液体,液体压强随深度增加而增大。【变式1-3】用手拍桌面,手会感到疼,这说明物体间力的作用是的,用力捏一下空易拉罐,易拉罐变扁了,这说明力可以使物体发生。往易拉罐中注入少量的热水,并摇晃几下后封闭好,会观察到易拉罐变瘪了,这说明了的存在。【答案】相互形变大气压【详解】[1]因为力的作用是相互的,所以用手拍桌子,手会受到桌子的反作用力,手会感到疼。[2]用力捏一下空易拉罐,易拉罐变扁了,形状改变,这说明力可以使物体发生形变。[3]往易拉罐中注入少量的热水,并摇晃几下后封闭好,过段时间后内部气体温度降低,气压减小,在外界大气压的作用下,会观察到易拉罐变瘪。\o"物体做曲线运动的条件"\o"物体做曲线运动的条件"大气压的大小与测量知识点21、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。【典例2】首次在公开场合证明了大气压强存在的著名实验是,最早对大气压强的值进行准确测量的著名实验是,一个标准大气压强能撑起的水银柱高度是cm,如果用水代替水银,一个标准大气压强能撑起的水柱高度是m。()【答案】马德堡半球实验托里拆利实验7610.336【详解】[1]马德保半球实验首次在公开场合证明了大气压强存在,且说明大气压强很大。[2][3]托里拆利实验首次精确测量出了大气压强的大小,大气压可以支持760mm即76cm高的水银柱。[4]一个标准大气压强能撑起的水柱高度【变式2-1】以下四位科学家中,首次通过实验测量得到大气压强的具体数值的是()A.牛顿 B.伽利略C.托里拆利 D.帕斯卡【答案】C【详解】意大利科学家托里拆利,利用一支玻璃管测出了大气压能支持的水银柱高度,首次通过实验测量得到大气压强的具体数值,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。【变式2-2】厦门植物园以其独特的植物资源和多元化的娱乐设施,吸引着无数游客前来参观。已知在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。厦门当日海拔0m的地方大气压1.013×105Pa,小明登上植物园的山顶,测得大气压为9.96×104Pa,该地的海拔约为(
)A.17m B.100m C.170m D.1700m【答案】C【详解】该地的海拔约为故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。【变式2-3】如图所示是测量大气压值的实验,最早测出大气压数值的科学家是,他测出大气压强值是(保留2位有效数字)Pa,历史上证明大气压存在的著名实验是,若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差(选填“变大”“不变”或“变小”)。【答案】托里拆利1.01×105马德堡半球实验不变【详解】[1][2]最早用实验测出大气压值的是意大利科学家托里拆利,他通过实验测得,1标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强,约为1.01×105Pa。[3]著名的马德堡半球实验有力证明了大气压的存在,且证明大气压值很大。[4]若将玻璃管稍微倾斜,管中水银柱长度会增大,由于大气压不变,故能支持的水银柱高度也是不变的,所以管内外水银面的高度差不变。估测大气压估测大气压知识点31、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。【典例3】(1)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,本实验的原理是和。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,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。步骤三:用刻度尺测出注射器长度为4.00cm。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:(2)①将步骤一改为: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,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0.3N,由此可知,此时活塞所受到的(摩擦力/大气压力)为0.3N。小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。【答案】(1)二力平衡刚被拉动有刻度部分(2)排空注射器内的空气摩擦力【详解】(1)[1][2]在测量大气压的值的实验中,利用了拉力与大气对注射器活塞的压力相等来求大气对活塞的压力,运用了二力平衡的知识,再根据的原理,求出大气压强的值。[3]安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,注射器中的活塞刚开始运动时,根据二力平衡原理可知,此时拉力等于大气对活塞的压力,读取弹簧测力计的示数即可,其示数为5.2N。[4]为了利用计算大气压的数值,已知该注射器的体积为2mL,所以只需测出其有刻度部分的长度,即可知道活塞的横截面积,注射器有刻度部分的长度为4.00cm,活塞的横截面积为[5]算出大气压强值为(2)[1]在注射器内抽满水时,内部空气绝大部分已经被排出,此时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,这样更有利于排空注射器内的空气。[2]取下橡皮帽,重复步骤二的操作,此时弹簧对活塞的拉力与活塞内壁对活塞的摩擦力是一对平衡力,两个力大小相等,读得弹簧测力计的示数为0.3N,故活塞受到的摩擦力也为0.3N。【变式3-1】如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。测出注射器全部刻度长10cm,把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为2.1N。则下列说法正确的是()A.所测得的针筒横截面积为5×10﹣5m2B.测得大气压强的值为0.9×105PaC.活塞向不同方向运动时,它与针筒间的滑动摩擦力大小不同D.若考虑摩擦力的影响,测得大气压的值将偏大【答案】D【详解】A.由可得,注射器中活塞的面积故A错误;B.把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数则大气压为故B错误;C.无论活塞向哪个方向运动,活塞与针筒壁中间的压力和粗糙程度均不变,所以活塞与针筒间的滑动摩擦力大小相同,故C错误;D.如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大,拉力的测量值会偏大,导致测得的大气压值偏大,故D正确。故选D。【变式3-2】塑料吸盘是家庭常用的小工具,它是利用吸在墙壁上的。如图甲乙所示,两吸盘都保持静止,所挂钩码已是吸盘所能提起的最大物重,利用图可以粗略测量大气压强的值。【答案】大气压乙【详解】[1]家庭常用的小工具塑料吸盘,是利用大气压,吸在墙壁上的。[2]甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和墙壁的支持力,二力也是一对平衡力,此时大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,它们的大小不相等,无法得出大气压力的大小,所以甲图不能测出大气对吸盘的压力,故不可以粗测出大气压的值;乙图中大气对吸盘的压力与钩码重力大小相等,测出受力面积,根据就可以粗略测出大气压的值。【变式3-3】小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。(1)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这样做的目的是、;(2)如图甲所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=;(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值会因此而(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为1.5cm2和0.5cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是:。【答案】(1)排尽筒内的空气密封注射器(2)(3)偏小(4)乙拉动甲注射器所需的力超过弹簧测力计的量程【详解】(1)[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。[2]用橡皮帽封住注射器的小孔是为了密封注射器,防止漏气。(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,再读出容积V,得出活塞的面积,将测量结果代入压强公式得(3)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。(4)[1][2]因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和1.5cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为1.5cm2,即0.00015m2时,由可得因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用乙注射器,故理由是拉动甲注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。\o"密度的应用与物质鉴别"\o"密度的应用与物质鉴别"大气压的特点与应用知识点41、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100Pa。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。【典例4】家住33楼的小明为自制了如图所示的气压计。制作中小明塞紧瓶塞后,插入细玻璃管,应,使水沿玻璃管上升到瓶口以上,以便于观察。把它从家中拿到地面上后,发现玻璃管内水柱的高度(选填“上升”、“不变”或“下降”)。【答案】向瓶内吹气下降【详解】[1]只有瓶内大气压强大于外界大气压时,它才会压着水柱升到瓶口,所以小明塞紧瓶塞,插入细玻璃管后,故应向瓶内吹气。[2]从楼上到楼下,外界大气压增大,可观察到玻璃管内水柱高度出现下降。【变式4-1】大气压与人们的生活紧密相关,下面有关大气压的说法中错误的是()A.护士是利用大气压的作用将注射器内的药液推入病人的肌肉里B.厨房墙上的吸盘挂钩是由于大气压作用而被“吸”在墙面上的C.大气压不仅随高度发生变化,同时还受天气、季节等因素影响D.用吸管“吸”饮料,实际是大气压把饮料从瓶中“压”上来的【答案】A【详解】A.护士利用推力将注射器内的药液压入病人的肌肉里,故A错误,符合题意;B.吸盘是大气压在生活中应用的实例。使用时挤出吸盘内的空气,吸盘里面的压强小于外界的大气压,是大气压强把吸盘挂钩压在墙上的,故B正确,不符合题意;C.大气压随高度发生变化,高度越高,大气压越大,同时还受天气、季节等因素影响,故C正确,不符合题意;D.用吸管吸饮料时,用嘴吸气使管中的压强小于外界的大气压,是大气压把饮料压入到嘴里,故D正确,不符合题意。故选A。【变式4-2】如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,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。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如表所示,楼层管内与瓶内水面的高度差/cm根据实验现象下列判断错误的是()A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压B.水柱高度增大,说明大气压降低了C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响D.水柱高度越大,瓶内外的气体压强差越大【答案】A【详解】A.从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升,故A错误,符合题意;BD.由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压,管内的水面变高,所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小,故BD正确,不符合题意;C.由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,所以在拿着它上下楼时,应保持瓶中的水的温度不变,故C正确,不符合题意。故选A。【变式4-3】如图所示是一款“天气预报瓶”,可以粗略预测阴晴。左侧球形容器与右侧弯管底部相通,内装有一定量的有色液体,球形容器内被封闭气体的压强为乎不变,弯管最上端开口处与大气相通。当外界气压发生变化时,左右容器内液面位置会随之发生变化。已知阴雨天气压低,晴天气压高。(1)从图中左右容器内液面位置关系可知此时:(选填“>”“<”或“=”)。(2)当右侧弯管液面明显上升,说明周围环境处于(选填阴雨天或晴天)【答案】(1)>(2)阴雨天【详解】(1)左侧球形容器与右侧弯管液面不想平,说明左右侧大气压存在压强差,左侧液面低,右侧液面高,说明左侧压强大于右侧压强,故p1大于p0。(2)球形容器内被封闭气体的压强为乎不变,当右侧弯管液面明显上升,说明外界大气压低,说明现在是阴雨天。\o"密度的应用与物质鉴别"\o"密度的应用与物质鉴别"\o"9.4流体压强与流速的关系"流体压强与流速的关系探究实验知识点51、根据\o"9.4流体压强与流速的关系"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【典例5】如图所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。(1)如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度a管上方的气流速度,U形管中(填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为Pa(g=10N/kg)。(2)图乙是喷雾器的示意图,当喷雾器未工作时,细管A内外液面,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,细管A内液面上方气压细管A外液面上方的气压,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出。【答案】(1)小于a400(2)相平小于【详解】(1)[1][2]如果在右端c处往装置里急吹气,由于b处比a处粗,导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度,流速大的位置压强小,则b管与a管的水面上方形成气压差,所以U形管中a管水面升高。[3]如果升高端的液面比原来升高了2cm,则下降端比原来下降2cm,此时U形管两端的高度差为4cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为(2)[1]当喷雾器未工作时,细管A与烧杯构成连通器,连通器里的液体不流动时液面是相平的。[2]当空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,气压突然减小,则细管A内液面上方气压小于细管A外液面上方的气压,所以液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出。【变式5-1】如图所示,是小丽同学用两个吸管吹气的情境,当用力吹吸管B时,吸管A中的水会上升,甚至从吸管A中喷出,水从吸管A中喷出的情形与下列描述最相符的是(
)A.向前喷出,为细水流状 B.向前喷出,为雾状C.向上喷出,为细水流状 D.向上喷出,为雾状【答案】B【详解】由于吸管A内的空气流速增大,根据流速与压强的关系,吸管A内水柱上方的空气压强会减小。而水柱下方的压强(即大气压)保持不变,因此水柱会受到一个向上的压力差。这个压力差会推动水柱上升,甚至从吸管A中喷出。由于吸管A的口径较小,喷出的水流会受到空气阻力的影响而分散成细小的水滴。同时,由于水柱上升和喷出的速度相对较快,水滴在空气中会迅速扩散,形成雾状。由此可知,水从吸管A中喷出的情形是向前喷出,为雾状,故ABC错误,不符合题意;故B正确,符合题意。故选B。【变式5-2】爱做实验的小晨同学用漏斗在做实验:
(1)如图1所示,将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗,松手后,乒乓球会掉下来,这是因为乒乓球受到了力的作用;(2)如图2所示,将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗,从漏斗口向下迅速吹气来,的同时松开手,乒乓球不会掉下来,这是因为:。【答案】重乒乓球下方空气压强大于上方空气压强【详解】(1)[1]松手后,乒乓球由于受重力作用将下落。(2)[2]从漏斗的上方吹气,气体从乒乓球的上方流出,从而使乒乓球上方气体流速大于下方气体流速。而流体的流速越大,压强越小,所以上方压强小于下方压强,压强差使乒乓球受到向上的托力,不掉下来。【变式5-3】小缙发现电脑是利用风扇来降温的,他想知道风扇产生的空气流动强度与风扇扇叶的哪些因素有关。他猜想可能与风扇扇叶的宽度、长度、倾斜角度等因素都有关系。实验组别扇叶宽度/cm扇叶长度/cm扇叶倾斜角度θ纸片被吹起的角度α14730°35°23730°30°32730°20°43430°20°53745°40°为此,他用同一电动机分别制作了几个不同的小风扇,相同转速去吹动同一位置的同一纸片(如图),并记录数据如下表。(1)实验中,小缙通过观察来确定风扇产生的空气流动强度;(2)他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时,应选用序号为的两组实验数据,得出的结论是。【答案】纸片被吹起的角度2、4扇在扇叶宽度、扇叶倾斜角度相同时,扇叶长度越长,风扇产生的空气流动强度越大【详解】(1)[1]根据表格中的物理量可知,风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶倾斜角度都是影响空气流动强度的因素,纸片被吹起的角度是用来反映风扇产生的空气流动强度,这里运用了转换法。(2)[2][3]要探究空气流动强度与扇叶长度的关系,需要控制扇叶宽度和扇叶倾斜角度相同,所以选用序号为2、4的两次实验数据;根据实验数据可知,在扇叶的宽度和倾斜角相同,扇叶的长度不同,且长度越大,纸片被吹起的角度越大,说明风扇产生的空气流动强度越大,由此可得:扇在扇叶宽度、扇叶倾斜角度相同时,扇叶长度越长,风扇产生的空气流动强度越大。\o"密度的应用与物质鉴别"\o"密度的应用与物质鉴别"飞机升力的产生原因知识点61、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。【典例6】我国具有完全自主知识产权的新一代大型客机C919在上海浦东国际机场首飞,如图所示,飞机的机翼做成上凸下平的形状,飞机飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,下方空气的压强(填“大于”“等于”或“小于”)上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力;为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好(填“顺风”或“逆风”)起飞。【答案】大于逆风【详解】[1]飞机的机翼做成上凸下平的形状,飞机飞行时,机翼上方空气流速比下方空气流速大,空气流速越大,压强越小,所以机翼下方空气的压强大于机翼上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力。[2]与顺风起飞相比,飞机逆风起飞时,机翼上下表面的压强差较大,产生向上的升力较大,为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好逆风起飞。【变式6-1】如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是()A.飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强大的原理B.根据机翼上凸下平分析出机翼上方空气流速大C.根据所知原理可推理出机翼下方空气压强小D.机翼受到空气向上的压力小于向下的压力【答案】B【详解】A.根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置,压强越小。飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强小的原理。故A错误;
B.观察机翼的形状,机翼上方是凸起的,而下方是平的。当飞机飞行时,机翼上方的空气需要流经更长的路程,所以流速会相对较大。因此,根据机翼上凸下平的形状,我们可以分析出机翼上方空气流速大。故B正确;C.飞机机翼上凸下平,机翼上方空气流速大,压强小。机翼下方空气流速小,所以压强相对较大。故C错误;D.飞机获得升力的原因,是机翼下方空气对机翼向上的压强大于上方空气对机翼向下的压强,所以机翼受到空气向上的压力大于向下的压力,这个压力差使飞机获得向上的升力。故D错误。故选B。【变式6-2】如图,我国首架国产大飞机C919,于2023年5月28日完成商业首航。下列说法正确的是()A.飞机停在停机坪时,所受重力与支持力为一对相互作用力B.飞机在跑道上加速起飞的过程中,牵引力与阻力是一对平衡力C.飞机在飞行过程中,机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速D.飞机落地后继续滑行,是因为受到惯性的作用【答案】C【详解】A.飞机停在停机坪时,处于静止的平衡状态,受平衡力的作用,其所受重力与支持力为一对平衡力,故A错误;B.飞机在跑道上加速起飞的过程中,不是处于平衡状态,牵引力大于阻力,牵引力与阻力不是一对平衡力,故B错误;C.飞机在飞行过程中,飞机机翼的形状是上凸下平,从而机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,根据“流体流速越大,流体压强越小”的原理,则机翼上方的压强小于下方的压强,从而获得升力,故C正确;D.惯性不是一个力,是物体本身具有的性质,不能说“受到惯性的作用”,故D错误。故选C。【变式6-3】我国具有完全自主知识产权的新一代大型客机已经在国内外开通多条航线。(1)飞机飞行时,机翼上方的空气流速下方的空气流速,使机翼上、下表面产生压强差,因而有压力差,为飞机提供升力。飞机起飞时应让飞机(填“顺风”或“逆风”)起飞。(2)飞机在高空飞行时,机舱外的气压很低,舱外大气压随高度的变化如图所示,机舱内的气压始终保持1.0×105Pa。当飞机飞行在7km高度时,面积是250cm2的舷窗承受的内外压力差为N。+【答案】(1)大于逆风(2)1500【详解】(1)[1]飞机飞行时,由于机翼向上凸起,机翼上方的空气流速大于下方的空气流速,[2]为了使飞机较快的速度,飞机起飞时应让飞机逆风起飞。(2)由图得,当飞机飞行在7km高度时,大气压为40kpa,机舱内的气压始终保持1.0×105Pa,由得,面积是250cm2的舷窗承受的内外压力差为一、单选题1.物理老师课堂上演示“瓶吞鸡蛋”实验,点燃纸片,放入瓶中,再将一个能刚好卡住瓶口的去壳熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,同学们观察到鸡蛋被“吸”入瓶中。鸡蛋被“吸”入瓶中,主要是因为:(
)A.瓶子的材质是玻璃 B.鸡蛋受重力作用C.纸片燃烧使瓶口变大 D.瓶内气压小于瓶外大气压【答案】D【详解】纸片燃烧时,使瓶内的气体受热膨胀跑到瓶外,用鸡蛋封住瓶口后,瓶内气体温度降低,压强减小;此时瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下鸡蛋被压人瓶中,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。2.图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是()A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变【答案】D【详解】由于水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,因此将玻璃管稍微倾斜、将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面、向槽中继续注入少量水银、换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差都将不变,故D正确,ABC错误。故选D。3.下列四种场景的叙述不正确的是()A.图甲:图钉尖做得很尖,钉尖对墙面的压强大于钉帽对手指的压强B.图乙:用力F压着物块静止在竖直墙上,现增大力F,物块受到的摩擦力也变大C.图丙:用手托住乒乓球,从漏斗口用力向下吹气,同时手指移开,乒乓球不会掉D.图丁:将玻璃管稍微倾斜,玻璃管中水银柱的竖直高度不变【答案】B【详解】A.钉尖对墙面的压力等于钉帽对手指的压力,而图钉尖的受力面积小于钉帽与手之间的受力面积,根据可知,钉尖对墙面的压强大于钉帽对手指的压强,故A正确,不符合题意;B.由平衡条件知物块受到的摩擦力等于重力G,增大压力不会改变摩擦力大小,故B错误,符合题意;C.从漏斗口向下用力吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,乒乓球受到向上的压强大于向下的压强,乒乓球不会掉下来,故C正确,不符合题意;D.在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此不会因倾斜而改变,故D正确,不符合题意。故选B。4.拔火罐祛除湿气,是我国中医的一种传统治疗方法。它是以罐为工具,利用燃烧等方法排出罐内部分空气后扣在相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,使相应部位产生刺激,以达到治疗疾病的目的。下列现象与拔火罐的原理相同的是()A.修筑拦河大坝的坝体上窄下宽B.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙C.医生推动活塞给病人注射药液D.吸盘式挂衣钩能吸附在墙上【答案】D【详解】拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,排除部分空气,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后压强降低,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。A.拦河大坝修建成上窄下宽的形状,是由于液体压强随深度的增加而增大,以便承受更大的水压,与大气压强无关,故A不符合题意;B.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,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,与大气压强无关,故C不符合题意;D.吸盘式挂衣钩能吸附在墙上,是因为吸盘内部接近真空,在大气压的作用下使吸盘式挂衣钩吸附在墙上,故D符合题意。故选D。5.物理与生活息息相关,生活中的很多现象都利用了物理知识,下列说法不正确的是()A.草原犬鼠挖的洞口有一些平整,一些成圆锥形,这样的结构可以改善洞内通风情况,利用了伯努利原理B.包子皮上捏出了漂亮的花边,是力改变了物体的形状C.泼水时,盆留在了手中,水飞出去的过程中,水受到盆的推力D.船闸是我国古代劳动人民的智慧的结晶,利用了连通器原理【答案】C【详解】A.犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆;等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风,故A正确,不符合题意;B.包子皮上捏出了漂亮的花边,其形状发生了改变,是力改变了物体的形状,故B正确,不符合题意;C.泼水时,盆留在手中,水由于惯性飞出去了,故C错误,符合题意;D.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船只才能通航,故D正确,不符合题意。故选C。6.三峡船闸是世界上最大的船闸,修建于三峡大坝左侧的山体中。下列与船闸工作原理相同的是()A.拦河大坝 B.锅炉水位计C.液体压强计 D.活塞式抽水机【答案】B【详解】当船闸底部的阀门打开时,上浮和闸室、闸室和下游之间都可构成连通器,使船只顺利通行。A.拦河大坝上窄下宽,是因为水的压强随深度增加而增大,底部宽可以承受较大压强,故A不符合题意;B.锅炉水位计和锅炉构成连通器,可以查看锅炉中的水位,故B符合题意;C.液体压强计只有一端开口,不是连通器,故C不符合题意;D.活塞式抽水机是利用大气压来工作的,故D不符合题意。故选B。7.生活处处有物理,留心观察皆学问。下列生活中的现象及其解释正确的是()A.不相互接触的物体也会产生力的作用,说明力可以脱离物体存在B.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小C.护士用注射器把药液注入人体内是利用了大气压D.船闸是利用连通器原理工作的【答案】D【详解】A.力是物体间的相互作用,不相互接触的物体也会产生力的作用,比如磁力,但力不能脱离物体而存在,故A错误;B.由于液体压强随深度增加而增大,所以,水坝修建为上窄下宽,用以承受更大的压力,故B错误;C.护士用注射器把药液注入人体内,利用的是人的推力,而不是大气压,故C错误;D.当船从上游进入闸室时,上游和闸室构成上端开口下端连通的连通器;当船从闸室进入下游时,闸室和下游构成连通器。所以船闸是利用连通器工作的。故D正确。故选D。8.关于下面三幅图的说法正确的是()A.如甲图,实验中玻璃管内水银柱上方会有少量气体B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变高C.如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱下降D.如丙图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理【答案】C【详解】A.如甲图,玻璃管立起来前,里面水银是满的,立起来后水银柱产生的压强等于大气压强,此时玻璃管内水银柱上方是真空,故A错误;B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度变长,由于大气压强不变,因此水银柱的高度不变,故B错误;C.大气压随海拔高度的增加而降低,随海拔高度的减小而升高;如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,瓶外大气压增大,根据瓶内大气压等于瓶外大气压加上水柱压强可知,瓶内气体压强不变,水柱压强减小,所以,细管内的水柱下降,故C正确;D.盆景中的水位能保持一定高度,是利用了大气压,瓶子上方时是封闭的,不属于连通器,所以没有利用连通器原理,故D错误。故选C。二、填空题9.著名的托里拆利实验首次测量了大气压强值,如图所示是探究小组的同学利用器材测量当地大气压强的场景,测得的大气压强等于高水银柱所产生的压强。若水银柱上方管内有少量空气,则测得大气压强值(选填“偏大”、“不变”、“偏小”)。【答案】750偏小【详解】[1]读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。[2]实验中,玻璃管内水银柱上方是真空,当上端漏进少量空气时,由于空气会产生向下的压强,所以水银柱的高度将变小,则所测大气压值会偏小。10.著名的实验第一次证实了大气压的存在,意大利科学家第一个用实验的方法测出大气压的值。实验中发现,大气压强随海拔的升高而(选填“增大”或“减小”)。【答案】马德堡半球托里拆利减小【详解】[1]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强的存在。[2]意大利物理学家托里拆利利用大气压能够支撑水银柱的高度第一次测出了大气压强。[3]大气压与海拔高度有关,海拔高度越高,空气越稀薄,大气压越小。11.如图所示为“无叶电风扇”,它内部有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环绕式的出风口,从缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大、压强,使周围空气(选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使人感觉凉爽。从西安到拉萨旅游的小毛发现带去的袋装食品会变得膨胀,由此可以推测外界大气压(选填“变大”或“变小”),这是因为拉萨比西安的海拔(选填“高”或“低”)。【答案】小靠近变小高【详解】[1][2]根据流体压强和流速的关系可知,空气经过加压后被送入环绕式的出风口,从缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,使人感觉凉爽。[3][4]气压与高度有关,海拔越高的地方气压越低,食品包装袋变得鼓起来,这是因为大气压随高度增加而减小,使得袋内的气压大于外部大气压,因此包装袋会鼓鼓的,故拉萨比西安的海拔高。12.如图所示,驾驶员头靠头枕、身系安全带(图甲)驾驶着轿车(图乙)在水平路面上高速向前行驶。轿车上方空气流速比下方,所以对路面的压力与静止时相比(选填“变大”、“变小”或“不变”)。其中,(选填“头枕”或“安全带”)主要为了防止后面车辆与轿车追尾时对驾驶员带来的伤害。【答案】快变小头枕【详解】[1][2]轿车在水平路面上高速向前行驶时,由于轿车向上凸起,相同时间,轿车上方空气通过的路程较大,由得,轿车上方空气流速比下方快,导致轿车上方空气压强小,汽车从而获得向上的升力,此时轿车对路面的压力等于重力与升力之差,静止时轿车对路面的压力等于重力,则轿车运动时对地面的压力小于轿车静止时对地面的压力。[3]后面车辆与轿车追尾时,轿车会突然向前运动,人体的上半身由于惯性,保持原有的运动状态,导致人体向后倾,此时头枕对人体起到保护作用。13.如图为试验中的太阳能汽车,它的外形设计很像飞机机翼,这样流线型设计,使太阳能汽车在行走时,上表面空气流速大压强,利用流体压强获得的力,从而(选填“增大”或“减小”)汽车与地面的摩擦力,利于汽车高速行驶。【答案】小减小【详解】[1]流速越大,流体压强越小,太阳能汽车在行走时,上表面空气流速大,压强小。[2]太阳能汽车在行走时,上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,从而使太阳能汽车获得向上的升力,太阳能汽车重力不变,则太阳能汽车对地面的压力减小,接触面的粗糙程度不变,太阳能汽车与地面的摩擦力将减小。14.天气炎热时多喝水有益于身体健康,如图是某同学手拿矿泉水瓶时的情景。我们在挤压瓶子时,矿泉水瓶变扁,说明力能;瓶盖上有一道道条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能(选填“增大”或“减小”)摩擦;他在空矿泉水瓶中装入少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,一会儿后看到矿泉水瓶瘪了,这是瓶子受到了的作用产生的效果。【答案】改变物体的形状增大大气压【详解】[1]我们在挤压瓶子时对瓶子施加了力的作用,矿泉水瓶变扁,即它的形状发生了改变,说明力能改变物体的形状。[2]瓶盖上有一道道条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能在压力一定的情况下,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。[3]他在空矿泉水瓶中装入少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,此时瓶内空气温度较高,一会儿后看到矿泉水瓶瘪了,这是因为瓶内空气温度降低、气压减小,瓶子受到了大气压的作用产生的效果。三、实验题15.小聪利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。(1)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两边液面的来表示探头处液体压强的大小;(2)实验前小聪发现:不论用手轻压还是重压探头上的橡皮膜,U形管两侧液面的高度差均没有明显变化,这说明该压强计的气密性(选填“好”或“差”);调整好后的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该;(3)通过图丙、图
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