第六讲 大气的压强 综合讲练-2024-2025学年浙教版八年级上册科学

第六讲 大气的压强 知识梳理 一、大气压强的存在、大小及应用 1.大气从各个方向对处于其中的物体产生力的作用，叫做大气的压强，简称大气压。 2.大气压存在的证据：马德堡半球实验、覆杯实验、钢笔吸墨水、吸管吸饮料等。 3.大气压产生的原因：空气受到重力的作用，同时空气是流动的，所以压强在各个方向都存在。 4.大气压的特点。 (1)各个方向都有大气压。 (2)大气压随高度的升高而减小。高度越高，空气的密度越小，大气压就越低。海拔2km以内,每上升12m,大气压就减小1mmHg,即133Pa。 5.大气压的大小。 (1)1标准大气压为 或等于760mmHg(约10.3m水柱)。测量大气压的工具有空盒气压计和水银气压计。如果玻璃管倾斜，水银柱的长度变长，但竖直高度不变(如图甲和丙所示)。改变玻璃管的粗细，管内水银柱的竖直高度不变(如图甲和乙所示)。若玻璃管内混入了空气，则水银柱的竖直高度将减小。 (2)托里拆利实验首次精确测量了大气压强值。 注意点：大气压虽然与液体压强类似，但由于大气密度不均匀，因此不能用p=ρ空气 gh计算。 6.大气压在生活中的应用。 离心式水泵、真空压缩袋、吸尘器都是利用大气压进行工作的。 二、大气压对生产、生活的影响 1.大气压对天气的影响。 在同一高度上，气压高的区域叫高压区，气压低的区域叫低压区。 区域 高压区 低压区 垂直方向上的空气流动 从上向下 从下向上 空气的状态 越往下气温越高，水蒸气越不容易液化 上升空气的温度随高度升高而降低，空气中的水蒸气容易液化 对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气 注意点：水平方向上，空气流动的方向是从高压区流向低压区。 2.大气压对人体的影响：晴天时气压高，人的心情比较舒畅；阴雨天时气压低，人会感到疲惫和心神不宁。生活在平原地区的人进入高海拔地区，会有高原反应。 3.液体沸点与气压的关系。 (1)气压增大，液体沸点升高。应用：压力锅。(2)气压减小，液体沸点降低。 三、流体的压强与流速的关系 1.能够流动的物体叫做流体，例如气体和液体。 2.流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 3.应用。 (1)化油器：当气流经过狭窄管道时，流速变大，压强变小，汽油从喷管喷到气流中，变成雾状。 (2)飞机机翼的升力：机翼上方凸起、下方平的结构导致上方气流的速度大，压强小，下方气流的速度小，压强大，上、下表面所受力的合力向上，即飞机受到升力的作用。 易考点： ①大气压的存在及其大小。 ②大气压在日常生活和生产实践中的应用。 ③大气压对天气、人体、液体沸点的影响。 ④利用流体的压强与流速的关系分析实例。 例题精析 考点一 大气压存在的证据 例1 下列四个实验示意图中能够证明大气压存在的实验是( )。 A.① B.①② C.①③ D.②③④ 考点二 大气压的测量 例2某科学兴趣小组在进行“估测大气压”的实验时，首先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；然后按照如图所示的过程，慢慢地拉注射器(图甲中没有盖上橡皮帽、图乙中在排尽空气后盖上了橡皮帽)，刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数分别是F₁和F₂，则他们测量出的大气压强最接近于( )。 考点三 气压与液体沸点的关系 例3 压力锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，如图所示为压力锅的结构图和大气压与水的沸点的关系图像。已知压力锅盖出气孔的横截面积为12mm²，限压阀的质量为84g。请你通过计算并对照图来判断：用该压力锅烧水，水温最高可以达到多少摄氏度?(g取10N/ kg，1个标准大气压的值取 考点四 流体的压强与流速的关系 例4 【梅州】你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。下列有关这一现象的描述及其解释中正确的是( )。 A.伞面被向下“吸” B.伞上方的空气流速大于下方 C.伞上方的空气流速等于下方 D.伞上方的空气流速小于下方 探究提升 例 在寒冷的冬天，小芳放学回家帮妈妈煮饭时发现一个奇妙的现象：她把很热的锅盖放在光滑的灶台上，如图所示，过了一段时间，她再次拿起锅盖时很费劲。这种现象激发了小芳的思考：为什么拿起凉了的热锅盖很费劲，而拿起没有经过加热的锅盖却不怎么需要用力呢? (1)她上网查资料得知：一定质量的气体，在体积不变时，温度越高，压强越 。小芳猜想自己经历的现象的原因是：加热后的锅盖放在光滑的灶台上，锅盖里面的气体质量不变，体积不变，过一段时间后，温度降低，使锅盖内的气体压强 ，锅盖外面的大气压把锅盖紧紧压住。 (2)如果你是小芳，请你设计实验方案进行研究：是否很热的锅盖放在光滑的灶台上一段时间后，锅盖内的气压减小，锅盖内外的压强差把它紧紧压住? 请写出你所需要的实验器材、实验步骤和分析论证。 (3)小芳想进一步测量锅盖冷却2min后内部气体的气压值的大小，她找来气压计、弹簧测力计、刻度尺、细线。请你帮小芳用以上器材测量锅盖内气体的气压值。 专 项 训 练 【夯实基础】 1.【连云港】下列四幅图对应的与气体压强有关的说法中与实际不符的是( )。 2.【嘉兴】小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片(不留空气)，然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，放手后水都不流出，纸片也不掉下(如图所示)。下列对整个探究活动的分析中正确的是( )。 A.探究的问题：大气压强有多大 B.探究的假设：大气对各个方向都有压强 C.探究的目的：研究水的重力与大气压力的关系 D.探究的结论：大气向各个方向的压强相等 3.如图所示，为了检查装置的气密性，将导管的末端伸入装有水的烧杯中(管口距水面很近)。用双手紧贴试管外壁，若装置的气密性良好，则此时烧杯内导管处的现象(画圈部分放大)是( )。 选项 A B C D 现象放大图 4.下列关于图中大气运动的说法中正确的是( )。 A.①处空气上升，气压高，晴朗天气 B.④处空气下沉，气压高，阴雨天气 C.⑥处空气下沉，气压低，晴朗天气 D.①处空气上升到②，水汽凝结，阴雨天气 5.水银气压计比空盒气压计误差小，但搬运不方便，且水银有较大的毒性。如图所示，小明在学校实验室用托里拆利实验装置测量了当时的大气压。下列读数方法中正确的是( )。 6.抽水机是利用 来抽水的。请根据如图所示的活塞式水泵的工作原理示意图，完成下列填空。 图甲：提起活塞时，阀门 关闭，大气压迫使水推开阀门 ，进入圆筒。 图乙：下压活塞时，阀门B ，活塞下面的水推开阀门 ，涌入活塞上面。 图丙：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 。 7.如图甲所示为冰壶运动员比赛时的场景。如图乙所示，运动员推动投掷壶从出发点A运动至投掷线B点，之后投掷壶被推出，在冰道上沿着弧线BCD路径到达D点并撞击目标壶，两只冰壶偏离不同方向离开冰道。投掷壶在冰道上沿弧线运动，是因为运动员脱手之前对冰壶进行了旋转，使冰壶在前进过程中其两侧的空气流速不同，导致冰壶两侧受到的气压不同。图乙中C点处，投掷壶沿逆时针方向转动，则该处投掷壶两侧的空气流速较大的是 (填“P₁”或“P₂”)侧。 8.小科发现中性笔的笔帽上有小孔，为了了解小孔的作用，小科查阅资料得知：儿童不小心将笔帽吸入引发窒息，这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞，因此被称为“救命孔”。 (1)若不小心吸入笔帽，人体在用力吸气时，通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为了确保生命安全，人体与外界通气量要达到 则通气孔的面积至少为 mm²。 (2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管，此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×10⁴Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm²，医生至少需要 N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N) (3) 医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是：急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压，从而排出异物，被称为“生命的拥抱”。 此方法应用的科学原理是：一定质量的气体体积 时，压强变大。 9.【宁波】如图甲所示的覆杯实验中： (1)硬纸片不会掉下的事实是 存在的证据。 (2)有同学认为实验中是水粘住了硬纸片，老师用如图乙所示的装置进行实验，随着空气被抽出，硬纸片掉下，排除了硬纸片是被水粘住的可能。若换用容积和高度均相同，而杯口更小的杯子进行实验，要使同一硬纸片掉下，相同情况下需要抽气的时间会 (填“变短”“变长”或“不变”)。 【难点突破】 1.【湖州】下列情景都与气压有关，其中有一种情景与其他三种的原理有所不同，这种情景是( )。 A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况 B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时，窗帘会飘出窗外 C.等候列车的乘客应站在安全线以外，否则会被“吸”向列车 D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面，放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上 2.【青岛】如图所示为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中就会有水流出，使盘中的水位升高，瓶口又被浸没，瓶中的水不再流出，这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出而能保留在瓶中的原因是( )。 A.瓶口太小，水不易流出 B.外界大气压强等于瓶内水的压强 C.外界大气压强等于瓶内空气的压强 D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和 3.【铜仁】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，下列说法中正确的是( )。 A.图甲中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 B.图乙中大气对吸盘的压力等于钩码的重力的 C.利用图甲的实验可以粗测大气压的值 D.利用图乙的实验可以粗测大气压的值 4.如图所示是车顶的外掀式天窗。行驶时，将天窗前面关闭，后面微微向上打开，就能起到通风作用。这是由于天窗打开后( )。 A.减小了车顶空气的流速，天窗外的压强小于车内的压强，“抽出”车内污浊的空气 B.减小了车顶空气的流速，天窗外的压强大于车内的压强，“吸入”外界新鲜空气 C.加大了车顶空气的流速，天窗外的压强小于车内的压强，“抽出”车内污浊的空气 D.加大了车顶空气的流速，天窗外的压强大于车内的压强，“吸入”外界新鲜空气 5.龙卷风的实质是高速旋转的气流，呈漏斗状，它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )。 A.龙卷风使物体受到重力变小 B.龙卷风内部的气体流速大，压强小 C.龙卷风增大了空气对物体的浮力 D.龙卷风内产生了强大的静电，将地面物体吸起 6.【昆明】在海拔2km以内，可以近似地认为海拔每升高12m，大气压变化1mmHg。随着海拔的升高，大气压强 (填“降低”“不变”或“升高”)。若海平面处的大气压为p₀，则海拔为h(h<2000m)处的大气压 (只写解析式，不要求带单位)。 7.我国航天员乘“神舟十四号”飞船去中国空间站时，其中需要解决的问题之一就是飞船及航天服中的气压问题。 (1)宇宙飞船在太空中受到外部的气压几乎为 ；液体(包括血液)的沸点将随气压的降低而 ，所以航天员在太空中行走时穿的航天服内要保持一定的气压。 (2)目前我国使用国产的“飞天”牌航天服，航天服内的规定气压为4×10⁴Pa，这相当于约 m高的水柱产生的压强。 8.【温州】飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼弦线与气流方向的夹角)。飞机飞行时的升力除了与机翼的形状有关外，是否还与迎角大小有关? 为了研究这一问题，在老师的帮助下，小明利用电风扇、升力测力计、机翼模型按如图甲所示的方式进行如下实验：①闭合电风扇的开关，调节挡位使其风速最大，并使机翼模型的迎角为0°，记录升力测力计的示数。重复5次实验并计算升力的平均值。②改变迎角大小，使其分别为5°、10°、15°、20°，重复步骤①。③处理相关数据，得到升力与迎角的关系如图乙所示。 (1)本实验得出的结论是 。 (2)小明若要进一步研究飞机的升力与其飞行速度的关系，利用现有器材，如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度 。 (3)资料显示：本实验的结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大升力越大。若某飞机以500km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为 而以800km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为均小于 则 的大小关系为 9.【天津】压力锅是生活中一种密闭的加热容器，其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，实现了对锅内气体压强的控制。如图所示，某压力锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔的横截面积为S₀，限压阀的质量为m₀，限压阀的顶部面积为S₁(已知大气压强为 (1)写出液体的沸点与气压的关系。 (2)求使用压力锅时锅内气体的最大压强。 (3)为保证使用安全，不可随意增加限压阀的质量，如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少 【培优拔高】 1.【大连】如图所示为一个饮水壶的部分结构示意图，a、b是出水管的两端，壶内水面低于出水管的a端，活塞与壶口接触紧密且能自由移动。用力F向下压活塞，在水从a端匀速流出来(壶内水面始终高于b端)的过程中，壶内气体的温度保持不变。下列说法中不正确的是( )。 A.壶内气体的压强大小不变 B.壶内气体的体积逐渐变小 C.向下压活塞的力F逐渐变大 D.壶底内表面所受的压力大小不变 2.有些自动洗衣机通过压力传感器来感知气体的压力，从而控制进水量。如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。若不考虑温度的影响，则洗衣缸内水位升高过程中，细管中被封闭的空气( )。 A.体积不变，压强变小 B.体积变小，压强变大 C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小 3.如图所示，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封装在A管内，初始时两管水银面一样高，B管上方与大气相通。若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内的水银面相应升高h，则下列判断中正确的是( )。 A. h=H 4.【全国初中应用物理知识竞赛】将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时，有时会出现果汁流出断断续续、时远时近(同时发出咕咚声)的现象，果汁也很容易溅出杯子外面。为了避免这种情况的发生，在打开饮料盒的盖子后，应采用图甲还是图乙所示的方式倒果汁? 请运用物理知识说明甲、乙两种方式倒果汁效果不同的原因。 参考答案 【夯实基础】 1. A 2. B 3. B 4. D 5. C 6.大气压 A B 关闭 A A 大气压 圆筒 7. P₁ 8.(1)6.8 (2)1.1(3)减小 9.(1)大气压 (2)变短 【难点突破】 1. D 2. D 3. D 4. C 5. B 6.降低 p₀ 7.(1)0 降低 (2)4 8.(1)飞机以一定的速度飞行时，迎角从0°到20°，随着迎角的增大，飞机所受升力先增大后减小，15°左右时达到最大 (2)改变电风扇的挡位来改变风速大小 9.(1)液体的沸点与气压的关系：液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随着表面气压的减小而降低。 (2)已知大气压强为p₀，出气孔的横截面积为S₀，限压阀质量为m₀，则限压阀的重力G= mag。当限压阀刚要被顶起时，受力平衡， ，锅内气体最大压强p= (3)压强的变化量 实际锅盖的受力面积为S-S₀，锅内气体对锅盖最大压力的增加量 锅体对锅盖的最大作用力增加量 【培优拔高】 1. A 2. B 【解析】细管和洗衣缸是底部连通的，当洗衣缸内的水位上升时，细管中的水位也上升，细管中的空气被压缩，体积变小，压强增大。 3. B 【解析】封闭气体是等温变化，将B管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H，A管内压强变大，故气体体积要减小，但最终达到平衡时，封闭气体的压强比大气压大，一定是B侧水银面高，所以B侧水银面上升的高度H-h大于A侧水银面上升的高度h，即H-h>h,故 4.用题图乙所示的方式倒。倒新打开盖子的果汁时，包装盒内装满果汁。若采用图甲所示的方式倒，由于重力，果汁先流出，同时包装盒内空着的空间变大使内部气压变小。但由于开口在下方，被果汁全部堵住，外界空气无法进入，大气压使得果汁越来越不易流出(表现为果汁流出的速度越来越慢)，可能直至几乎停止流出。当内外压强差大到一定程度时，外界空气突然进入包装盒，果汁流出的速度突然增加。这种过程周而复始，形成了果汁流出断断续续，时远时近，同时发出咕咚声的现象，造成的不好结果是果汁容易溅出杯子外面。若采用题图乙所示的方式倒，开口在上方，倒出果汁时开口不会完全被果汁堵死，外界空气和包装盒内部气体通过果汁上方的通道连通，内外基本不存在压强差，果汁容易稳定地倒出，也不易溅到杯子外面 学科网（北京）股份有限公司 $$