内容正文:
第2节 大气压强 流体压强与流速的关系
【知识清单】
考点1大气压强
定义
大气对处在其中的物体有压强,这种压强叫作大气压强,简称大气压
产生原因
气体具有流动性,并且受重力作用
存在证明
(1)马德堡半球实验;(2)覆杯实验;(3)瓶吞鸡蛋实验
测量实验
托里拆利实验(如图所示),实验中,玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,大气压支持管内这段水银不会下落,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
应用
生活中:吸管吸饮料、吸盘挂钩、钢笔吸墨水、针管吸药液
生产中:活塞式抽水机、离心式水泵
标准大气压
定义
通常把760 mm水银柱产生的压强叫作标准大气压p0
大小
p0=1.013×105 Pa,粗略计算中也可取1×105 Pa
影响因素
(1)大气压随高度的升高而① 。
(2)一定质量的气体,温度不变时,体积越大,压强越小,体积越小,压强越大
沸点和气压
液体沸点随气压的减小而降低,随气压的增大而升高
测量工具
水银气压计、无液气压计
如图所示,在托里拆利实验中,测得玻璃管内水银面比水银槽内水银高出760 mm,能使这个高度差发生改变的方法是 ( )
A.使玻璃管稍下降一点
B.向水银槽中加入少量水银
C.换用更细的玻璃管做实验
D.把实验移到高山上去做
托里拆利实验准确测出了大气压的数值,依据的是“大气压与液体压强相平衡”的原理。
考点2流体压强与流速的关系
1.流体:物理学中,把具有流动性的液体和气体统称为流体。
飞机机翼各力产生的示意图
2.流体压强和流速的关系:流体中流速越大的位置,压强越② 。
3.飞机的升力:如图所示,飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面比较平,飞机前进时,机翼上方的空气流速较大,压强较小;下方的空气流速较小,压强较大。这样机翼上、下表面就存在着③ ,因而有④ ,从而产生升力。
4.流体压强与流速的关系在生活中的应用:飞机受到的升力、火车站台上的安全线、足球比赛中的香蕉球、并排行驶的船保持一定距离等。
家用煤气灶灶头的示意图如图所示。使用时,打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,而煤气不会从进口处向空气中泄漏,其原因是 ( )
A.进口处煤气流速小,压强大于大气压强
B.进口处煤气流速小,压强小于大气压强
C.进口处煤气流速大,压强小于大气压强
D.进口处煤气流速大,压强大于大气压强
流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较煤气进口处的内外气体的流速是解决本题的关键。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【回归教材】
教材图片
考查内容
小明把如图所示的一个自制气压计从山下带到了山上,由于大气压随高度升高而 ,可以发现玻璃管内水柱变 (选填“高”或“低”)
如图所示,把一根饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气,可以看到A管中的水面 ;若用力从B管中吸气,可以看到A管中的水面 (均选填“上升”“下降”或“不变”)
真题精粹——河南6年真题精选及真题百变
考向2大气压
1.(2023·河南节选)中医理疗拔火罐时,罐子吸在皮肤上,是利用了 的作用。
(变题型)小明为家中的宠物设计了一个饮水器。如图所示,将装满水的塑料瓶倒放在塑料盆中,瓶口刚刚被水浸没。其瓶内水面能高于盆中水面,主要是因为 ( )
A.瓶的支持力作用
B.大气压的作用
C.瓶的重力作用
D.水的重力作用
(变情境)“高原反应”与气压有关,高度越高,气压 (选填“越大”或“越小”);高原上用普通锅煮不熟饭,是因为用普通锅烧水时,水的沸点 100 ℃。某同学拿着如图所示的自制气压计从教学楼一层走到五层的过程中,他发现细玻璃管中的水面逐渐
(选填“上升”或“降低”)。
2.(2022·河南节选)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到 的存在。
3.(2021·河南节选)生活中的“吸”字常蕴含着丰富的物理知识,如:用吸管将饮料“吸”入口中,是利用了 的作用。
4.拔火罐是我国中医的一种传统治疗方法。使用时,先加热火罐中气体,然后迅速倒扣在皮肤上,罐子会被牢牢“吸”在皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能减小,这是通过 的方法来改变罐内气体内能的;火罐被“吸”住,说明了 的存在。
考向2液体压强的特点及定性分析
5.(2022·河南)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.密度计A所受浮力较小
B.密度计B所受重力较小
C.两密度计底部所受水的压强相等
D.两密度计在水面处的刻度值不同
6.(2021·河南)(双选)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部的一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等
B.左、右两侧液体对容器底的压力相等
C.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D.容器中,左、右两侧液体的质量相等
7.(2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,两容器分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力和压强分别用F甲、F乙和p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙
B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙
D.F甲>F乙,p甲>p乙
8.(2018·河南节选)在研究性学习活动中,小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究。
(1)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。两地海岸高度差约100 m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是由 能转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图甲所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 。
(3)查资料知,水的压强随深度变化的关系图像如图乙所示,在深度h=30 m的穿黄隧洞底部,水在面积为1 cm2的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力?(g取10 N/kg,不考虑水面大气压的影响)
(变情境)小红选择了另一套装置来进行实验,如图所示。在容器两侧倒入相同深度的水和盐水,观察到橡皮膜向左凸起,说明液体内部的压强与液体的 有关,若想让橡皮膜恢复原状,保持竖直状态,则下列做法一定可行的是 。
A.左侧加入适量的水
B.右侧倒出适量的盐水
【参考答案】
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知识清单
考点1:
①减小
例题1 D
考点2:
②小 ③压强差 ④压力差
例题2 C
实验探究
回归教材
减小 高 上升 上升
真题精粹
1.大气压
真题百变 B 越小 低于 上升
2.大气压
3.大气压
4.热传递 大气压
5.A 【解析】由图可知,VA排<VB排,由F浮=ρ水V排g可知,FA浮<FB浮,故A正确;两支密度计均漂浮在水面,则密度计受到的浮力均等于自身的重力,因为FA浮<FB浮,所以GA<GB,故B错误;由图可知,两密度计底部到水面的距离关系为hA<hB,由p=ρgh可知,则两密度计底部所受水的压强关系为pA<pB,故C错误;密度计在水面处的刻度值为水的密度,所以两密度计在水面处的刻度值相同,故D错误。
6.AC 【解析】液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,故A正确;左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,根据p=可得F=pS,可知左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,故B错误;左、右两侧液体对容器底部的压强相等,而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体的密度,故C正确;由于隔板左、右两侧的形状都是长方体,容器对底部的压力等于液体的重力,左侧液体对容器的压力小于右侧液体对容器底的压力,则左侧液体的重力小于右侧液体的重力,故左侧液体质量小于右侧液体的质量,故D错误。
7.A
8.(1)重力势 连通器
解:(3)由图可知,在深度h=30 m的穿黄隧洞底部,水产生的压强p=300 kPa=3×105 Pa;则在面积为1 cm2的面上产生的压力F=pS=3×105 Pa×1×10-4 m2=30 N,在水平面上时,压力大小等于重力,则m====3 kg,即相当于3千克物体的重力。
真题百变 密度 AB
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