内容正文:
第二章 天气与气候
课时3 大气的压强
知识内容
重难点分析
1. 大气压强的存在
2. 大气压强的大小
3. 生活用品与大气压
4. 大气压对人体的影响
1. 大气压的存在
2. 大气压强的计算
3. 高压锅的使用
一.大气压强的存在
1.大气压:大量现象表明,大气会向各个方向对于处于其中的物体产生力的作用,大气点 压强我们叫大气压。
2.证明大气压存在的相关实验:
3.马德堡半球实验:德国马德堡市市长格里克在马德堡市公开表演了一个著名实验,将两个铜半球合在一起,抽空气体,用马匹将它们拉开,直到两边各八匹马时才被拉开,这个实验不仅证实了大气压存在,还告诉人们大气压强很大。
二.大气压的大小
1.测量工具:
(1)空盒气压计:空盒气压计上有两行刻度,一行以百帕( hPa)为单位,一行以毫米汞柱( mmHg )为单位,1毫米汞柱约为133帕。该气压计携带和使用比较方便。
(2)水银气压计:水银气压计内有一支细玻璃管,管内水银柱的高度会随大气压的变化而变化。读出的水银柱高度为多少毫米,大气压即为多少毫米汞柱。该气压计的测量比较精确。
2.标准大气压:离地面越高,空气越稀薄,空气的密度越小,大气压也就越小。通过观察可以发现:高度越高,大气压越小。在海平面附近,大气压的数值接近于1.01 x 105帕,人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等,其数值相当于1cm2的面积上施加约10牛的压力。
3. 大气压的测量:托里拆利的实验。
三.生活用品与大气压
1.真空压缩袋:是专门用来保存体积较大的物品的,不但可以省去许多储存空间,还可防霉、防蛀、防菌防潮等。其工作原理是把物品放进真空袋里,抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
2.吸尘器:吸尘器是靠电动机高速驱动风机叶轮旋转,使空气高速排出,而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气,致使吸尘器内部产生瞬时真空,与外界大气压形成负压差。在负压差的作用下,吸人含灰尘的空气,经滤尘器过滤,排出清洁的空气,负压差越大,风量越大,则吸尘能力越好。
3.离心式水泵工作原理:水泵启动前,向泵壳里灌满水,在动力机的带动下,叶轮高速旋转,水被甩出去,在转轴附近形成一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进人泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管,这样一直循环下去, 就不断把水送到了进水管高处。
4.活塞式抽水机:利用大气压将水压上去。
四.大气压对天气的影响
1.气压的差别:虽然大气压会随高度的升高而减少,但在同一高度,不同区域的大气压却不一定相同,甚至在同一地点,大气压也不是固定不变的。我们把相同高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2.气压与天气变化的关系:研究表面,大气压的变化跟天气密切相关。高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,天气干燥;低气压中的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。【晴天高压,雨天低压】
五.大气压对人体的影响
1.大气压的变化对人体会有一定的影响:人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应,相反从高海拔进入低海拔也有所不适。
2.拔火罐疗法的原理:正常情况下,人体内气压和大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应,当体外局部压强减到很小时,体内外的压强差让皮肤外突,同时体内的血液也会聚集过去,使皮肤毛细血管充血。
3.人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程:随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
六.气压对液体沸点的影响
1.探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
2.应用:高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
3.高压锅:
(1)高压锅的结构:
(2)高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P0+mg/S=P'
P0表示外界大气压;m表示限压阀质量;
S表示阀门的横截面积;P'表示高压锅内部空气压强
1.经换算,m=(P'-Po)×S/g(知压强算阀门质量)
2.P'=(Po×S+mg)/S(知阀门质量算内部压强)
3.使用时压力锅内外最大压强差是△p=P'-P0=mg/S
七.气体的压强与流速的关系
1.气体压强跟流速的关系:流速大,压强小,流速小,压强大。
2.此原理相关的现象:
窗外飘动的窗帘 吹纸
3.飞机的升力:飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
【例1】如图所示的实验现象,不能说明大气压强存在的是( )
A.手移开后塑料片不下落 B.吸盘吸在墙壁上
C.去壳熟鸡蛋进入瓶中 D.用吸管吸饮料
【答案】A
【解析】A.图中,手移开后塑料片不下落,证明了液体压强的存在,与大气压无关,故A符合题意;
B.图中,塑料吸盘挂钩靠大气压强吸附在光滑的墙面上,说明了大气压强的存在,故B不符合题意;
C.图中,去壳熟鸡蛋进入瓶内,是典型的“瓶吞鸡蛋”实验,是大气压作用的结果,故C不符合题意;
D.图中,用吸管吸饮料时,吸管内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D不符合题意。
故选A。
【例2】如图是研究气压对水沸点的影响实验.待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里的空气,发现烧瓶内的水又重新沸腾.对上述现象分析正确的是( )
A.抽气后,水的温度上升 B.两次沸腾瓶内水的沸点相同
C.两次沸腾瓶内气体压强相同 D.重新沸腾时瓶内水的沸点低
【答案】D
【解析】烧瓶中的水停止沸腾后,抽出烧瓶里的空气,瓶内气体的气压降低,导致水的沸点降低,从而使烧瓶内的水重新沸腾,故D正确,ABC错误。
故选D。
一、选择题
1.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,温州承办了龙舟项目全部比赛和足球项目部分小组赛及淘汰赛。足球运动员宸宸在比赛中,踢出一脚神奇的“香蕉球”,足球从右侧绕过“人墙”射入球门,如图所示。这是因为踢出旋转的足球( )
A.左侧空气流速慢,压强小 B.左侧空气流速快,压强小
C.右侧空气流动快,压强大 D.人的踢力方向在不断改变
2.图所示是某科学兴趣小组利用自制的简易取水器进行取水要经历的三个过程,若要成功完成取水,在三个步骤中手指对小孔的操作分别是( )
A.①堵住②不堵③堵住 B.①堵住②堵住③不堵
C.①不堵②堵住③不堵 D.①堵住②不堵③不堵
3.高压锅是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,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。已知图甲的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。水的沸点跟气压的关系图像如图乙所示。下列选项正确的是( )(大气压值取1.0×105Pa)
A.该高压锅内的最大压强为1.8×105Pa
B.用该高压锅烧水,水温最高可以达到115℃
C.可以通过减小限压阀的质量,来提高锅内水的沸
D.用该高压锅内在高山上和山脚煮熟食物的效果一样的
4.如图①和②是战国时期的青铜汲酒器取酒要经历的过程,要完成这两个过程,手指的操作分别是( )
①取出盛酒的汲酒器 ②将酒转移到碗中
A.①摁住方孔②摁住方孔 B.①摁住方孔②松开方孔
C.①松开方孔②摁住方孔 D.①松开方孔②松开方孔
5.如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是( )
A.壁虎紧贴墙面向上爬行 B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处 D.大风把茅草屋顶掀翻
6.如图所示,同时将两根粗且长的吸管含在口中,一根吸管的一端放在盛水的杯中,另一根吸管的一端放在杯外,然后吸气,发现饮料难被吸到口中主要原因是( )
A.吸气时对两根吸管用力太均匀 B.吸气时吸管内气流的流速太快
C.吸管内液面上方气压不够小 D.外界的大气压不够大
7.如图所示为甲乙两队选手选用中间有马德堡半球的绳子进行拔河比赛的场景,两队约定先使对方过分界线的为赢,如果马德堡半球分开则为平局。假如绳子质量不计,那么下面说法正确的是( )
A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对平衡力
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力是一对相互作用力
C.比赛过程中马德堡半球没有分开,说明大气压力大于拉力
D.若乙队赢得比赛,则甲队所受的摩擦力方向始终为水平向左
8.下列事例中不是利用大气压工作的是( )
A.活塞式抽水机 B.医生用注射器把药水推入病人肌肉中
C.呼吸时,将空气吸入肺里 D.吸盘式挂衣钩
9.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向,上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,打开汽车天窗,可将车内浑浊空气“抽出”,达到换气目的
D.图丁,轻轻按压墨囊,墨水会被“吸”进钢笔
10.“负压”是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态.负压的利用非常普遍,如负压救护车是一种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名.下列物体内部处于负压状态的是( )
A.吹胀的气球 B.烧煮中的高压锅
C.正在工作的吸尘器 D.高空中飞行的飞机机舱
11.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升 B.甲图中玻璃管略微倾斜会使管内液面高度下降
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降 D.乙装置从山脚拿到山顶,玻璃管内外液面高度差变小
12.如图是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出,使用时将封盖打开,消毒液会自动向下流入药棉中。下列说法正确的是( )
A.封盖没有打开时,消毒液不受重力的作用 B.封盖没有打开时,消毒液是被大气压托住的
C.封盖打开后,消毒液不再受重力的作用 D.封盖打开后,消毒液不再受大气压的作用
13.如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法吸盘中正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 B.乙图中大气对下面吸盘的压力大于钩码的重力
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值 D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
14.如图所示是托里拆利实验装置示意图,下列说法中正确的是( )
A.换用较粗的玻璃管来做实验,管内外水银面的高度差将不变
B.将实验装置移到高山顶,管内外水银面的高度差将变大
C.若玻璃管内顶端开个小孔,则水银会从小孔流出
D.往水银槽中加些水银,管内外水银面的高度差将变小
15.利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因,压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近,用鼓风机向模型左端吹气,可观察到压强计两侧液面出现高度差,则( )
A.模型下方空气流速小,压强小 B.模型下方空气流速大,压强大
C.模型上方空气流速小,压强大 D.模型上方空气流速大,压强小
16.某同学自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物体质量为m,再测出此时皮碗的直径d,皮碗自重忽略不计。则根据这些数据计算大气压强p的公式是( )
A. B. C. D.
17.兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B.三个水平玻璃管的左端口处气体流速相同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
18.依托安吉优越的地理环境和自然禀赋,山区农民积极探索在毛竹林中散养家禽,竹林鸡散养于漫山遍野的竹林中,形成了别样风景。养鸡需要用 “鸟类饮水器”,可用一矿泉水瓶装满水;倒置于水盆中,瓶口刚刚被水浸没,水盆中的水被喝掉后,瓶中水流出。下列说法错误的是( )
A.瓶中水位保持一定的高度是大气压作用的结果
B.瓶内水上方的气压小于外界大气压
C.瓶内水上方的气压与外界大气压相等
D.若在瓶底开一孔,瓶中水会流出直至与盆中水面相平
19.如图所示,某同学将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃板上,再将该玻璃板放置在密闭的玻璃钟罩内,不断抽出钟罩内的空气,一段时间后吸盘滑下。下列是对“抽气后吸盘滑下”原因的解释:①玻璃板受到吸盘的压力减小;②吸盘受到玻璃板的摩擦力减小;③钟罩内气体被抽出,气压减小;④当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时,开始下滑。该解释的合理顺序是( )
A.②①④③ B.③①②④ C.④③①② D.③②①④
20.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2 B.p1<p2 C.p3=p4 D.p3<p4
21.下列空气对流运动图中,有关甲乙两地的说法正确的是( )
A.甲地比乙地气温高,气压高,多晴朗天气 B.甲地比乙地气温高,气压低,多阴雨天气
C.甲地比乙地气温低,气压高,多晴朗天气 D.甲地比乙地气温低,气压低,多阴雨天气
22.如图所示为从不同高度处测得大气压值,从中可知( )
A.大气压随高度增加而增大 B.大气压随高度增加而降低
C.大气压随高度增加先增大后减少 D.大气压与高度无关
23.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强。下列有关大气压的叙述错误的是( )
A.大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用
B.标准大气压的数值为1.01×105帕,(约760mm汞柱)
C.大气压与大气的密度有关,离地越高的地方,大气压也越大
D.人的心情通常跟晴天和阴雨天有关,晴天和阴雨天跟大气压的高低变化有关
24.如图两端开口的C形小管中充满水,A、B两端开口处均用手指堵住,若同时松开手( )
A.只有水从A端流出 B.只有水从B端流出
C.A、B两端同时有水流出 D.A、B两端都没有水流出
25.都市人骑“共享单车”已成为运动与健身的一种时尚方式。如果在大风天气下,你迎风骑车,一阵大风迎面刮过时,你会感到无法用嘴或鼻子吸气,但可以向外吐气;当大风过去后,你又恢复了正常的呼吸。你对上述现象的合理解释是( )
A.当嘴或鼻子前风大时,因人体内的压强变大,使人难以吸气
B.呼吸难易与大风无关的,出现上述现象主要是人平时缺乏锻炼造成
C.风越大,嘴或鼻子前气压就越大,体内气压小于体外气压,压得人难以吸入空气
D.风越大,嘴或鼻子前气压就越小,体内气压大于体外气压,所以人容易向外吐气
26.科学就在身边,下列四个说法合理的是( )
A.甲图中出现高原反应是因为海拔高,空气稀薄,气压低
B.乙图中小科在进行马德堡半球实验时,选用不同直径的半球,拉开半球所用的力相同
C.丙图中停止沸腾的水,浇上冷水后重新沸腾说明气压减小,水的沸点升高
D.丁图中往B管中轻轻吹气,A管中的水面上升说明空气流速越大,压强越大
27.在室温下,吹鼓一个气球,把它放进真空罩中,发现气球变大了。下列说法正确的是( )
A.气球内气体质量变大,体积变大,密度不变 B.气球内气体质量不变,体积变大,密度变小
C.气球变大因为气球内的气压变大 D.抽气后,真空罩内气压大于气球内的气压
28.2023年3月,我国研制出全球首款双座水上电动飞机。如图是水上飞机机翼模型及其在飞离水面前滑行时的情景,此时它在竖直方向上的受力情况正确的是( )
A.B.C.D.
29.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
30.如图是与大气压有关的四个现象,下列说法中正确的是( )
A.甲图“拔罐”既能说明大气有压强, 又能说明人体内部有压强
B.乙图马德堡半球实验, 选用不同直径的半球, 拉开半球时所用的力相同
C.丙图医生用注射器给病人注射药物是利用了大气压的原理
D.丁图如图所示的自制气压计, 瓶内水柱升高说明外界大气压强增大
二、解答题
31.一款新型家用电梯正走进我们的生活,它外形是长圆简,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。已知外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为120kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为300N,底部和顶部面积均为1m2。
(1)低压区的气压降到9.8×104Pa时,作用在电梯室上表面的大气压力是多少牛?
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?
32.小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂24cm压力锅”的字样,其中24cm为锅盖直径。高压锅的限压阀的质量为100.8g,排气孔的面积为7mm2。求:(取外界大气压强为1标准大气压取Pa)(计算结果保留到小数点后一位)
(1)锅内气体的压强最大可达多少?
(2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全?
(3)设锅内压强每增加Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?
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第二章 天气与气候
课时3 大气的压强
知识内容
重难点分析
1. 大气压强的存在
2. 大气压强的大小
3. 生活用品与大气压
4. 大气压对人体的影响
1. 大气压的存在
2. 大气压强的计算
3. 高压锅的使用
一.大气压强的存在
1.大气压:大量现象表明,大气会向各个方向对于处于其中的物体产生力的作用,大气点 压强我们叫大气压。
2.证明大气压存在的相关实验:
3.马德堡半球实验:德国马德堡市市长格里克在马德堡市公开表演了一个著名实验,将两个铜半球合在一起,抽空气体,用马匹将它们拉开,直到两边各八匹马时才被拉开,这个实验不仅证实了大气压存在,还告诉人们大气压强很大。
二.大气压的大小
1.测量工具:
(1)空盒气压计:空盒气压计上有两行刻度,一行以百帕( hPa)为单位,一行以毫米汞柱( mmHg )为单位,1毫米汞柱约为133帕。该气压计携带和使用比较方便。
(2)水银气压计:水银气压计内有一支细玻璃管,管内水银柱的高度会随大气压的变化而变化。读出的水银柱高度为多少毫米,大气压即为多少毫米汞柱。该气压计的测量比较精确。
2.标准大气压:离地面越高,空气越稀薄,空气的密度越小,大气压也就越小。通过观察可以发现:高度越高,大气压越小。在海平面附近,大气压的数值接近于1.01 x 105帕,人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等,其数值相当于1cm2的面积上施加约10牛的压力。
3. 大气压的测量:托里拆利的实验。
三.生活用品与大气压
1.真空压缩袋:是专门用来保存体积较大的物品的,不但可以省去许多储存空间,还可防霉、防蛀、防菌防潮等。其工作原理是把物品放进真空袋里,抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
2.吸尘器:吸尘器是靠电动机高速驱动风机叶轮旋转,使空气高速排出,而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气,致使吸尘器内部产生瞬时真空,与外界大气压形成负压差。在负压差的作用下,吸人含灰尘的空气,经滤尘器过滤,排出清洁的空气,负压差越大,风量越大,则吸尘能力越好。
3.离心式水泵工作原理:水泵启动前,向泵壳里灌满水,在动力机的带动下,叶轮高速旋转,水被甩出去,在转轴附近形成一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进人泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管,这样一直循环下去, 就不断把水送到了进水管高处。
4.活塞式抽水机:利用大气压将水压上去。
四.大气压对天气的影响
1.气压的差别:虽然大气压会随高度的升高而减少,但在同一高度,不同区域的大气压却不一定相同,甚至在同一地点,大气压也不是固定不变的。我们把相同高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2.气压与天气变化的关系:研究表面,大气压的变化跟天气密切相关。高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,天气干燥;低气压中的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。【晴天高压,雨天低压】
五.大气压对人体的影响
1.大气压的变化对人体会有一定的影响:人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应,相反从高海拔进入低海拔也有所不适。
2.拔火罐疗法的原理:正常情况下,人体内气压和大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应,当体外局部压强减到很小时,体内外的压强差让皮肤外突,同时体内的血液也会聚集过去,使皮肤毛细血管充血。
3.人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程:随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
六.气压对液体沸点的影响
1.探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
2.应用:高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
3.高压锅:
(1)高压锅的结构:
(2)高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P0+mg/S=P'
P0表示外界大气压;m表示限压阀质量;
S表示阀门的横截面积;P'表示高压锅内部空气压强
1.经换算,m=(P'-Po)×S/g(知压强算阀门质量)
2.P'=(Po×S+mg)/S(知阀门质量算内部压强)
3.使用时压力锅内外最大压强差是△p=P'-P0=mg/S
七.气体的压强与流速的关系
1.气体压强跟流速的关系:流速大,压强小,流速小,压强大。
2.此原理相关的现象:
窗外飘动的窗帘 吹纸
3.飞机的升力:飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
【例1】如图所示的实验现象,不能说明大气压强存在的是( )
A.手移开后塑料片不下落 B.吸盘吸在墙壁上
C.去壳熟鸡蛋进入瓶中 D.用吸管吸饮料
【答案】A
【解析】A.图中,手移开后塑料片不下落,证明了液体压强的存在,与大气压无关,故A符合题意;
B.图中,塑料吸盘挂钩靠大气压强吸附在光滑的墙面上,说明了大气压强的存在,故B不符合题意;
C.图中,去壳熟鸡蛋进入瓶内,是典型的“瓶吞鸡蛋”实验,是大气压作用的结果,故C不符合题意;
D.图中,用吸管吸饮料时,吸管内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D不符合题意。
故选A。
【例2】如图是研究气压对水沸点的影响实验.待烧瓶中的水停止沸腾后,再用大号注射器抽出烧瓶里的空气,发现烧瓶内的水又重新沸腾.对上述现象分析正确的是( )
A.抽气后,水的温度上升 B.两次沸腾瓶内水的沸点相同
C.两次沸腾瓶内气体压强相同 D.重新沸腾时瓶内水的沸点低
【答案】D
【解析】烧瓶中的水停止沸腾后,抽出烧瓶里的空气,瓶内气体的气压降低,导致水的沸点降低,从而使烧瓶内的水重新沸腾,故D正确,ABC错误。
故选D。
一、选择题
1.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,温州承办了龙舟项目全部比赛和足球项目部分小组赛及淘汰赛。足球运动员宸宸在比赛中,踢出一脚神奇的“香蕉球”,足球从右侧绕过“人墙”射入球门,如图所示。这是因为踢出旋转的足球( )
A.左侧空气流速慢,压强小 B.左侧空气流速快,压强小
C.右侧空气流动快,压强大 D.人的踢力方向在不断改变
【答案】B
【解析】由图可知,足球在运动过程中,逐渐向左侧偏移,说明左侧的压强小,根据流体压强与流速的关系可知,左侧空气流速快,压强小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.图所示是某科学兴趣小组利用自制的简易取水器进行取水要经历的三个过程,若要成功完成取水,在三个步骤中手指对小孔的操作分别是( )
A.①堵住②不堵③堵住 B.①堵住②堵住③不堵
C.①不堵②堵住③不堵 D.①堵住②不堵③不堵
【答案】C
【解析】第一个图,装进水,小孔不堵时,把瓶子插入水中,瓶子与容器构成连通器,最后水不流动时,瓶子里边和瓶子外部的水面相平;第二个图,转移水,堵住小孔,向上提瓶子,大气压支持着瓶子中的水不流出;第三个图,倒出水,放开小孔,瓶子中的水在重力作用下流出。
A.①堵住,水进不去瓶子,②不堵,水提不起来,③堵住,水放不出,A错误。
B.①堵住,水进不去瓶子,B错误。
C.①不堵,水浸入瓶子,②堵住,把水提起来,③不堵,把水放出去,C正确。
D.①堵住,水进不去瓶子,D错误。
故选C。
3.高压锅是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,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。已知图甲的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。水的沸点跟气压的关系图像如图乙所示。下列选项正确的是( )(大气压值取1.0×105Pa)
A.该高压锅内的最大压强为1.8×105Pa
B.用该高压锅烧水,水温最高可以达到115℃
C.可以通过减小限压阀的质量,来提高锅内水的沸
D.用该高压锅内在高山上和山脚煮熟食物的效果一样的
【答案】B
【解析】A.该高压锅内的最大压强
故A错误;
B.由图乙可知,当该高压锅内的最大压强为时,对应的水温为115℃,故B正确;
C.液面上方的气压越大,液体的沸点越高,由A中的推导式可知,增大限压阀的质量,可以提高锅内水的沸点,故C错误;
D.高山上气压较低,山脚处气压较高,由A中的推导式可知,高山上的最大压强小于山脚处的最大压强,则锅内水的最高温度不同,煮熟食物的效果不同,故D错误。
故选B。
4.如图①和②是战国时期的青铜汲酒器取酒要经历的过程,要完成这两个过程,手指的操作分别是( )
①取出盛酒的汲酒器 ②将酒转移到碗中
A.①摁住方孔②摁住方孔 B.①摁住方孔②松开方孔
C.①松开方孔②摁住方孔 D.①松开方孔②松开方孔
【答案】B
【解析】根据图示可知,①图中使汲酒器内装满酒,应该摁住方孔,防止酒流出;②将酒转移到碗中,为了让酒流出,应该松开方孔,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是( )
A.壁虎紧贴墙面向上爬行 B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处 D.大风把茅草屋顶掀翻
【答案】D
【解析】在两张纸的中间用力向下吹气,两张纸的中间空气流速增大,压强减小,所以纸会向中间靠拢,这是因为流体流速越大的位置压强越小;
A.壁虎脚掌上带有很小吸盘,脚掌压在墙壁上时,将吸盘内的空气挤出,使得吸盘内的气压小于外界大气压,大气压将脚掌压在墙壁上,所以壁虎能紧贴墙壁向上爬行,这是利用了大压强,故A不符合题意;
B.用吸管喝饮料时,口腔和吸管内的气压小于外界大气压,大气压将饮料压入吸管从而进入口腔,这是利用了大气压,故B不符合题意;
C.抽水机抽水时,高处的抽水机和水管内的气压小于外界大气压,大气压将水压入水管进入抽水机,从而将水从低处抽往高处,这是利用了大气压,故C不符合题意;
D.刮大风时,茅草屋顶外的空气流速大,压强小;茅草屋顶内的空气流速小,压强大,茅草屋顶受到内部向上的压强大于外部向下的压强,所以将屋顶掀翻,这是因为流体流速越大压强越小,故D符合题意。
故选D。
6.如图所示,同时将两根粗且长的吸管含在口中,一根吸管的一端放在盛水的杯中,另一根吸管的一端放在杯外,然后吸气,发现饮料难被吸到口中主要原因是( )
A.吸气时对两根吸管用力太均匀 B.吸气时吸管内气流的流速太快
C.吸管内液面上方气压不够小 D.外界的大气压不够大
【答案】C
【解析】通常我们用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,人 先吸走管内的空气,使管内液面上方气压变小,饮 料在大气压的作用下被压入吸管,流入口中,但本题中的情形下,一根吸管的一端放在盛水的杯中, 另一根吸管的一端放在杯外,然后吸气,使吸管内的气压无法快速减小,大气压无法将饮料压入吸管,故饮料难被吸到口中.综上所述,故C符合题意, 故ABD不符合题意。
故选C。
7.如图所示为甲乙两队选手选用中间有马德堡半球的绳子进行拔河比赛的场景,两队约定先使对方过分界线的为赢,如果马德堡半球分开则为平局。假如绳子质量不计,那么下面说法正确的是( )
A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对平衡力
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力是一对相互作用力
C.比赛过程中马德堡半球没有分开,说明大气压力大于拉力
D.若乙队赢得比赛,则甲队所受的摩擦力方向始终为水平向左
【答案】C
【解析】A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力符合二力平衡的特点,是一对平衡力,故B错误;
C.比赛过程中马德堡半球没有被分开,说明外界大气对半球的压力大于人对它的拉力,所以分不开;因为马德堡半球内抽成真空,外界气体压力将球压紧,当拉力小于大气压力不能打开,故C正确;
D.当甲向左退时,人向左倾倒,脚相对地向右滑,脚有向右运动的趋势,所以这时摩擦力向左,但乙队赢得比赛,当乙队拉着甲队向右走时,队员脚相对地有向左的运动趋势,受摩擦力向右,故D错误。
故选C。
8.下列事例中不是利用大气压工作的是( )
A.活塞式抽水机 B.医生用注射器把药水推入病人肌肉中
C.呼吸时,将空气吸入肺里 D.吸盘式挂衣钩
【答案】B
【解析】A.活塞式抽水机抽水时,活塞向上移动,使抽水机内水面上方的气压减小,水在大气压的作用下被压上来,故A不符合题意;
B.医生用注射器注射时,向前推活塞,注射器内压强增大,大于人的体内压强,药液被推入人体内,与大气压无关,故B符合题意;
C.人呼吸时,胸部扩张,肺内气体压强减小,肺内气压小于大气压,大气压将新鲜空气压入肺里,故C不符合题意;
D.吸盘要固定在墙壁上,首先要将吸盘内的空气挤出,然后在大气压的作用下,吸盘被压在了墙壁上,故D不符合题意。
故选B。
9.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向,上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,打开汽车天窗,可将车内浑浊空气“抽出”,达到换气目的
D.图丁,轻轻按压墨囊,墨水会被“吸”进钢笔
【答案】D
【解析】流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小。
A.图甲,打开的伞上凸下平,刮大风时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,产生一个向上的“升力”,伞面会被向上“吸”起,故A不符合题意;
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸中间气体流速大,压强小,纸两侧气体流速小,压强大,产生向中间的压力差,两张纸会被压向中间,相互“吸”起来,故B不符合题意;
C.图丙,打开汽车天窗,车外空气流速大,压强小,小于车内气压,可将车内浑浊空气“抽出”,达到换气目的,故C不符合题意;
D.图丁,用钢笔墨囊吸入墨水时,挤压钢笔墨囊使其内气压减小,墨水在大气压的作用下上升进入墨囊,所以是利用了大气压的作用,不能用流体压强与流速关系解释的,故D符合题意。
故选D。
10.“负压”是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态.负压的利用非常普遍,如负压救护车是一种新型救护车,因车内的气压低于车外而得名.下列物体内部处于负压状态的是( )
A.吹胀的气球 B.烧煮中的高压锅
C.正在工作的吸尘器 D.高空中飞行的飞机机舱
【答案】C
【解析】“负压”是低于常压(即常说的一个大气压)的气体压力状态。
A.吹胀的气球,其内部高于常压,不是负压状态,故A不符合题意;
B.烧煮中的高压锅,其内部的气压高于常压,不是负压状态,故B不符合题意;
C.正在工作的吸尘器,其内部低于常压,是负压状态,故C符合题意;
D.高空飞行的飞机机舱,其内部高于常压,不是负压状态,故D不符合题意。
故选C。
11.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.甲图中玻璃管略微倾斜会使管内液面高度下降
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
D.乙装置从山脚拿到山顶,玻璃管内外液面高度差变小
【答案】A
【解析】AB.甲图是托里拆利实验,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,玻璃管内液面的高度跟玻璃管的倾斜程度无关;当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故A正确,B错误;
C.乙图中,瓶内气压不变,当大气压变小时,玻璃管内的液面会上升,故C错误;
D.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,山顶的气压减小,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故D错误。
故选A。
12.如图是一种便携式“碘伏棉签”,塑料管内装有碘伏消毒液,它的上端封闭,这样消毒液就不会从下端流出,使用时将封盖打开,消毒液会自动向下流入药棉中。下列说法正确的是( )
A.封盖没有打开时,消毒液不受重力的作用 B.封盖没有打开时,消毒液是被大气压托住的
C.封盖打开后,消毒液不再受重力的作用 D.封盖打开后,消毒液不再受大气压的作用
【答案】B
【解析】地球附近的物体都要受到重力的作用,标准大气压可支持约10.3m高的水柱,封盖没有打开时,消毒液是被大气压托住的,不能流出,当封盖打开后,消毒液上下方大气压相同,消毒液在重力作用下向下流出。故ACD错误,B正确。
故选B。
13.如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法吸盘中正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 B.乙图中大气对下面吸盘的压力大于钩码的重力
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值 D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D
【解析】A.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支持力,二力也是一对平衡力;因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故A错误;
B.乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力,故B错误;
C.由A选项的分析可知,甲图不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值,故C错误;
D.由B选项的分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值,故D正确。
故选D。
14.如图所示是托里拆利实验装置示意图,下列说法中正确的是( )
A.换用较粗的玻璃管来做实验,管内外水银面的高度差将不变
B.将实验装置移到高山顶,管内外水银面的高度差将变大
C.若玻璃管内顶端开个小孔,则水银会从小孔流出
D.往水银槽中加些水银,管内外水银面的高度差将变小
【答案】A
【解析】AD.在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,改变玻璃管的粗细、改变管的倾斜程度、将玻璃管轻轻上提一点、往水银槽中加些水银,这些都不会影响到管内外水银面的高度差;当外界大气压发生变化时,玻璃管中内外的水银面的高度差才能发生变化,所以AD不会影响管内外水银面的高度差,即高度差仍然等于760mm,故A正确,D错误;
B.因为大气压随高度的升高而降低,所以将此装置从山脚移到山顶,管内被托起的水银将下降,即管内外水银面的高度差将小于760mm,故B错误;
C.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,故C错误。
故选A。
15.利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因,压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近,用鼓风机向模型左端吹气,可观察到压强计两侧液面出现高度差,则( )
A.模型下方空气流速小,压强小 B.模型下方空气流速大,压强大
C.模型上方空气流速小,压强大 D.模型上方空气流速大,压强小
【答案】D
【解析】由于模型做成上凸下平的形状,同一股气流在相同的时间内,通过模型的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大,模型下方压强大于上方压强,模型在压强差下产生向上的升力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
16.某同学自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物体质量为m,再测出此时皮碗的直径d,皮碗自重忽略不计。则根据这些数据计算大气压强p的公式是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】皮碗的表面积
根据题意可知,皮碗受到的拉力等于最多能挂的物重G,大气对皮碗的压力与物体对皮碗的拉力是一对平衡力,则
大气压
由计算可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
17.兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B.三个水平玻璃管的左端口处气体流速相同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
【答案】C
【解析】流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;流体流速越小的地方,压强越大,由图中实验装置可知,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,由于竖管口越来越粗,所以,风的流动速度越来越小,即最上端的空气流速大、水平玻璃管左端开口处压强小,最下端的空气流速小、水平玻璃管左端开口处压强大,三个乒乓球右侧的空气流速小,压强大,产生向左的压强差,且压强差由上至下依次减小,三个乒乓球在压强差的作用下会向左运动,所以会产生三个乒乓球向左运动的位置不同的现象,该装置不能测出测量竖管中各处的压强大小,只能得出流速越大,压强越小的结论,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.依托安吉优越的地理环境和自然禀赋,山区农民积极探索在毛竹林中散养家禽,竹林鸡散养于漫山遍野的竹林中,形成了别样风景。养鸡需要用 “鸟类饮水器”,可用一矿泉水瓶装满水;倒置于水盆中,瓶口刚刚被水浸没,水盆中的水被喝掉后,瓶中水流出。下列说法错误的是( )
A.瓶中水位保持一定的高度是大气压作用的结果
B.瓶内水上方的气压小于外界大气压
C.瓶内水上方的气压与外界大气压相等
D.若在瓶底开一孔,瓶中水会流出直至与盆中水面相平
【答案】C
【解析】ABC.当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压;当盆中的水被喝掉,当瓶口刚露出水面时,瓶中的水就要向外流,瓶内的水产生的压强会不断减小;一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度,瓶口处的压强总是等于外界大气压,故AB正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.若在瓶底开一孔,则瓶内外气压相平衡,则瓶中水就会流出直至瓶中水面与盆景中水面相平,故D正确,不符合题意。
故选C。
19.如图所示,某同学将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃板上,再将该玻璃板放置在密闭的玻璃钟罩内,不断抽出钟罩内的空气,一段时间后吸盘滑下。下列是对“抽气后吸盘滑下”原因的解释:①玻璃板受到吸盘的压力减小;②吸盘受到玻璃板的摩擦力减小;③钟罩内气体被抽出,气压减小;④当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时,开始下滑。该解释的合理顺序是( )
A.②①④③ B.③①②④ C.④③①② D.③②①④
【答案】B
【解析】由题意可知,“抽气后吸盘滑下”原因的解释是:钟罩内气体被抽出,气压减小;根据公式F= pS可知,玻璃板受到吸盘的压力减小;根据摩擦力的影响因素可知,吸盘受到玻璃板的摩擦力减小;当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时开始下滑,因此解释的合理顺序是③①②④。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
20.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2 B.p1<p2 C.p3=p4 D.p3<p4
【答案】A
【解析】AB.抽气前气球内气体与外界大气相通,所以气球内的气压与大气压相等;抽气后,气球与外界大气仍然相通,气球内气压仍等于大气压,所以p1=p2,故A正确、B错误;
CD.抽气前瓶内气体与外界大气相通,瓶内的气压与大气压相等,即p3=p大气压;用抽气机向外抽气时,发现瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大、玻璃瓶内气体压强小,才会导致气球膨胀,即
p大气压>p4
所以 p3>p4
故CD错误。
故选A。
21.下列空气对流运动图中,有关甲乙两地的说法正确的是( )
A.甲地比乙地气温高,气压高,多晴朗天气 B.甲地比乙地气温高,气压低,多阴雨天气
C.甲地比乙地气温低,气压高,多晴朗天气 D.甲地比乙地气温低,气压低,多阴雨天气
【答案】C
【解析】由图可知,甲处气流下沉,乙处气流上升,说明甲处气温低于乙处、气压高于乙处,多晴朗天气,故选C。
22.如图所示为从不同高度处测得大气压值,从中可知( )
A.大气压随高度增加而增大 B.大气压随高度增加而降低
C.大气压随高度增加先增大后减少 D.大气压与高度无关
【答案】B
【解析】由图可知,海拔越高,大气压越小,大气压随高度增加而减小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
23.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强。下列有关大气压的叙述错误的是( )
A.大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用
B.标准大气压的数值为1.01×105帕,(约760mm汞柱)
C.大气压与大气的密度有关,离地越高的地方,大气压也越大
D.人的心情通常跟晴天和阴雨天有关,晴天和阴雨天跟大气压的高低变化有关
【答案】C
【解析】A.空气有质量,并和液体一样具有流动性,所以空气会向各个方向对处于其中的物体,都能产生压强,即大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.一个标准大气压的数值相当于0.76m水银柱产生的压强,为1.01×105帕,(约760mm汞柱),故B正确,不符合题意;
C.大气压的大小与大气的密度有关,根据公式可知,离地面越高的地方,所处大气层的深度h越小,空气的密度越小,大气压也越小,故C错误,符合题意;
D.因为晴天气压高,而阴雨天气压低,会导致与人体内的气压不一致,从而影响到人的心情,故D正确,不符合题意。
故选C。
24.如图两端开口的C形小管中充满水,A、B两端开口处均用手指堵住,若同时松开手( )
A.只有水从A端流出 B.只有水从B端流出
C.A、B两端同时有水流出 D.A、B两端都没有水流出
【答案】B
【解析】手指从上、下两开口处同时移开后,A处上方水柱的高度一定小于10m,即上方水柱的压强小于标准大气压,所以此时的水柱会被大气压托住,水不会从A端流出;而下端B处的压强等于大气压加上C形管中高出下端所在水平面以上水柱所产生的压强,所以B端受到的压强大,大于大气压,下端管内水会流出,即B端流出水。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
25.都市人骑“共享单车”已成为运动与健身的一种时尚方式。如果在大风天气下,你迎风骑车,一阵大风迎面刮过时,你会感到无法用嘴或鼻子吸气,但可以向外吐气;当大风过去后,你又恢复了正常的呼吸。你对上述现象的合理解释是( )
A.当嘴或鼻子前风大时,因人体内的压强变大,使人难以吸气
B.呼吸难易与大风无关的,出现上述现象主要是人平时缺乏锻炼造成
C.风越大,嘴或鼻子前气压就越大,体内气压小于体外气压,压得人难以吸入空气
D.风越大,嘴或鼻子前气压就越小,体内气压大于体外气压,所以人容易向外吐气
【答案】D
【分析】流体在流速大的地方压强小;流速小的地方压强大。
【解析】一阵大风刮来,我们很难用嘴和鼻子吸气,但可以向外吐气,这是因为刮风使脸前的空气流速变大,压强变小,体内气体压强大于脸前气体压强,所以很难吸进气体,但可以呼出气体。
故选D。
26.科学就在身边,下列四个说法合理的是( )
A.甲图中出现高原反应是因为海拔高,空气稀薄,气压低
B.乙图中小科在进行马德堡半球实验时,选用不同直径的半球,拉开半球所用的力相同
C.丙图中停止沸腾的水,浇上冷水后重新沸腾说明气压减小,水的沸点升高
D.丁图中往B管中轻轻吹气,A管中的水面上升说明空气流速越大,压强越大
【答案】A
【解析】A.甲图中出现高原反应是因为海拔高,空气稀薄,气压低,故A符合题意;
B.乙图中小科在进行马德堡半球实验时,选用不同直径的半球,那么球的受力面积S不同,根据F=pS可知,拉开半球所用的力大小不同,故B不符合题意;
C.丙图中停止沸腾的水,浇上冷水后重新沸腾说明气压减小,水的沸点降低,故C不符合题意;
D.丁图中往B管中轻轻吹气,空气流速加快,压强减小,使得A管中的水面在大气压的作用下上升。说明空气流速越快的位置压强越小,故D不符合题意。
故选A。
27.在室温下,吹鼓一个气球,把它放进真空罩中,发现气球变大了。下列说法正确的是( )
A.气球内气体质量变大,体积变大,密度不变 B.气球内气体质量不变,体积变大,密度变小
C.气球变大因为气球内的气压变大 D.抽气后,真空罩内气压大于气球内的气压
【答案】B
【解析】AB.质量是物体本身的一种属性,不随位置、状态、形状、温度的改变而改变;气体的质量一定时,体积越大,密度越小,故A错误,B正确;
CD.抽走真空罩中的气体,玻璃罩内气体压强逐渐减小,小于气球内的气压,所以气球变大,故CD错误。
故选B。
28.2023年3月,我国研制出全球首款双座水上电动飞机。如图是水上飞机机翼模型及其在飞离水面前滑行时的情景,此时它在竖直方向上的受力情况正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由图可知,机翼上表面为曲面,下表面为平面,则上表面气流速度大而压强小,下表面气流速度小而压强大,于是机翼受到向上的升力;在竖直方向上,水上飞机模型受到向上的浮力和空气向上的升力,以及向下的重力,如下图所示:
故D正确,ABC错误。
故选D。
29.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
【解析】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A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
30.如图是与大气压有关的四个现象,下列说法中正确的是( )
A.甲图“拔罐”既能说明大气有压强, 又能说明人体内部有压强
B.乙图马德堡半球实验, 选用不同直径的半球, 拉开半球时所用的力相同
C.丙图医生用注射器给病人注射药物是利用了大气压的原理
D.丁图如图所示的自制气压计, 瓶内水柱升高说明外界大气压强增大
【答案】A
【解析】A.罐子会吸附在皮肤上,是因为罐内气压小于外界的大气压,故是说明大气有压强;皮肤上的圆形血印是向外凸起,说明人体内也有压强,体内压强比罐内压强大,导致皮肤向外凸起,故A正确。
B.进行马德堡半球实验时,根据可知,大气压一定,选用不同的直径的半球时,受力面积不同,产生的大气压力不同,拉开半球所用的力不同,故B错误;
C.医生给注射器内吸药液时用到了大气压,但现在是向病人体内注射药液,利用的是人的推力,与大气压无关,故C错误;
D.瓶内气体压强等于大气压强与水柱产生压强之和;外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压与水柱产生压强之和,会进一步向外压水柱,所以水柱将会升高,故D错误。
故选A。
二、解答题
31.一款新型家用电梯正走进我们的生活,它外形是长圆简,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。已知外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为120kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为300N,底部和顶部面积均为1m2。
(1)低压区的气压降到9.8×104Pa时,作用在电梯室上表面的大气压力是多少牛?
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1)作用在电梯室上表面的大气压力
(2)电梯的重力为
此时高压区和低压区的压强差为
电梯室受到的压力差为
电梯匀速下降时,处于平衡状态,受到的合力为0,则可装物体的重力为
故可装的物体质量为
答:(1)低压区的气压降到9.8×104Pa时,作用在电梯室上表面的大气压力是;
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是。
32.小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂24cm压力锅”的字样,其中24cm为锅盖直径。高压锅的限压阀的质量为100.8g,排气孔的面积为7mm2。求:(取外界大气压强为1标准大气压取Pa)(计算结果保留到小数点后一位)
(1)锅内气体的压强最大可达多少?
(2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全?
(3)设锅内压强每增加Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?
【答案】(1)2.44×105Pa;(2)6.48×103N;(3)140℃
【解析】解:(1)锅内最大压强为
(2)锅盖的面积
由可得,锅盖至少承受的最小压力
(3)锅内压强增加了
每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则水的沸点增高
所以锅内温度最高可达
答:(1)锅内气体的压强最大可达;
(2)锅盖至少要能承受才能保证安全;
(3)锅内温度最高可达140℃。
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