2025年中考物理一轮复习 专题18 大气压强 流体压强
2025-03-31
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内容正文:
2025中考物理一轮复习
专题18 大气压强 流体压强
基础知识梳理
1.大气压强
(1)定义: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。
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
(3)证明大气压存在的实验:马德堡半球实验。
(4)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。
(5)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)。
(6)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。
(7)应用:吸盘、自来水笔吸墨水、用吸管吸饮料、抽水机抽水、吸尘器、打针输液、真空压缩包装袋等。
2.托里拆利实验:1标准大气压p=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa。
3.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
4.流体压强与流速的关系:在液体或气体中,流速越大的位置,压强越大。
5.飞机的升力:当气流迎面吹来时,机翼上方空气流速比下方的大,气流对机翼下表面的压强比对上表面的压强大。因此在机翼的上、下表面存在压强差,产生了的升力,这就是飞机的升力。
常用方法
1.两个重要实验
(1)证明大气压存在的实验:马德堡半球实验。
(2)最早测量大气压强值的实验:托里拆利实验;
2.其他能证明大气压存在的实验举例
覆杯实验
会吃鸡蛋的瓶子
模拟马德堡半球实验
3.大气压在生活中的应用:
(1)“吸”或“抽”液体
①原理:大气压强差作用的结果;
②解释:分析内、外气压不平衡。
(2)高压锅工作原理:液体沸点随气压增大而升高。
4.大气压在生活中的应用分析思路
(1)首先应明晰应用大气压工作的原理:是在某处使气压降低,由于存在大气压差,在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
(2)分析实例中的内、外位置处是否存在大气压差进行解答。
5.利用流体压强与流速的关系解释现象
(1)首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢;
(2)其次根据流体压强与流速的关系判断哪部分受到的压强大,哪部分受到的压强小;
(3)根据物体所受压强差作用将会产生什么表现形式和现象。
6.流速大小关系的判断方法
(1)自然流动——如流动的空气、水流,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。
(2)高速运动的物体周围,离物体越近的地方流体的流速越大,压强越小。
(3)物体表面凸出的地方,其周围流体的流速大。
精讲优学
►考点01 大气压强的存在和应用
1.大气压的特点:
(1)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)大气压随海拔高度增加而减小;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。
2.大气压的应用
(1)活塞式抽水机是利用活塞的移动来排出空气,使内部的气压低于大气压,在大气压的作用下把水从低处抽到高处。
(2)离心式抽水机在启动前先往泵壳内灌满水,排出泵壳内的空气,使泵内中心部分的压强小于外界大气压,启动后,叶轮在电动机带动下高速旋转,泵壳里的水也随叶轮高速旋转,被甩入出水管,这时叶轮附近的压强减小,大气压使低处的水推开底阀,沿着水管进入泵壳,进来的水又被叶轮甩入出水管,这样一直循环下去,就不断把水抽到高处。
(3)生活中的吸管吸饮料、注射器吸药液、吸盘挂衣钩、移液管的使用、“拔火罐”等。
【例1】(2024春•集美区校级期中)下列情形与大气压强无关的是( )
A.甲图中火罐紧紧吸附皮肤
B.乙图中真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上
C.丙图中用注射器将药液注入肌肉里
D.丁图中将墨水吸进钢笔
【答案】C
【分析】我们生活在空气中,经常利用大气压为我们服务,例如:钢笔吸墨水、吸管吸饮料、注射器吸药液、抽水机抽水、吸盘吸在光滑墙壁等,据上逐一分析四个选项中的实例是不是利用了大气压来工作即可。
【解答】解:ABD、火罐紧紧吸附皮肤、真空塑料吸盘挂钩贴附在瓷砖上、墨水会被吸进钢笔都是利用的大气压强来实现的,故ABD不符合题意;
C、用注射器将药液注入肌肉里,是利用外力将针筒内的药液推入病人的肌肉里的,与大气压强无关,故C符合题意。
【点评】本题考查了大气压强的应用,属于基础知识。
【例2】 (2024春•牡丹区期末)如图所示的四个实验,不能说明大气压存在的是( )
A.覆杯实验
B.锅炉外面安装水位计
C.马德堡半球实验
D.瓶吞蛋实验
【答案】B
【分析】(1)证实大气压存在的实验很多:马德堡半球实验、瓶子吞蛋实验、覆杯实验、拔火罐等。
(2)上端开口、底部互相连通的容器叫连通器;船闸、锅炉水位计都是连通器。
【解答】解:ACD、覆杯实验、马德堡半球实验、瓶吞蛋实验能说明大气压存在,故ACD不符合题意;
B、锅炉外面安装水位计是连通器,不能说明大气压存在,故B符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查的是大气压存在的实验和实例,属于基础性题目。
【例3】(2024春•平阴县期中)1864年,德国科学家奥托•格里克做了一个令人惊奇的实验,证明了大气压的存在,这个实验被称为 实验;大气压不仅存在,而且很大,科学家通过实验和计算,测出了一个标准大气压的大小约为1.013×105 (填写中文单位)。
【答案】马德堡半球;帕斯卡(或“帕”)
【分析】(1)证明大气压存在的实验时 马德堡半球;
(2)托里折利最早用实验测出了一个标准大气压,大小约为1.013×105帕斯卡(或“帕”)。
【解答】解:马德堡半球实验是马德堡市的市长奥托•格里克在马德堡完成的,证明了大气压的存在;托里折利最早用实验测出了一个标准大气压,大小约为1.013×105帕斯卡(或“帕”)。
故答案为:马德堡半球;帕斯卡(或“帕”)。
【点评】本题考查了标准大气压的数值和与大气压有关的著名实验,属于基础知识的考查,难度不大。
【例4】(2024•南皮县校级二模)地球周围的一层厚厚的大气由于受到重力的作用且具有 ,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。如图所示把均匀实心正方体木块慢慢放入盛满水的容器中,木块浮在水面上,则容器底部受到水的压力将 。(选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】流动性;不变;不变。
【分析】(1)物体的重力是由于地球的吸引而受到的力,大气也受重力;
(2)将木块放入盛满水的容器中,漂浮、水溢出,容器内水的深度不变,由p=ρgh可知容器底部受到水的压强变化,根据压强公式p得出容器底部受到水的压力变化情况。
【解答】解:由于地球对空气的吸引作用,空气受重力的作用且具有流动性,就要靠地面或地面上的其他物体来支持它,这些支持着大气的物体和地面,就要受到大气压力的作用,单位面积上受到的大气压力,就是大气压强。
因为容器盛满了水,故将木块放入后,水的深度不变,根据p=ρgh知,容器底受到水的压强不变,根据F=pS可知,容器底部受到的压力不变。
故答案为:流动性;不变。
【例5】(2024•河北)如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在 作用下,铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用,请举出一个实例: 。
【答案】大气压;空气吸盘。
【分析】(1)生活中证明大气压存在的实验非常多,如覆杯实验、瓶吞鸡蛋。冷水浇铁皮罐,也是证明大气压的存在实验。
(2)大气压的应用在生活中有很多事例,比如空气吸盘,钢笔吸墨水等。
【解答】解:(1)铁桶里的水被加热,产生大量的水蒸气。桶口堵住,浇上冷水,温度降低,水蒸气液化,桶内的气压变小,在大气压的作用下铁桶被压扁。
(2)大气压的应用在生活中有很多事例,比如空气吸盘,钢笔吸墨水等。
故答案为:大气压;空气吸盘。
【点评】此题考查生活中证明大气压存在的生活实验,以及大气压在生活中的应用。属于常识性考察。
►考点02 大气压的变化和气体压强
1.大气压随高度的增加而减小,且是不均匀地减小,高度越大,减小得越慢。在海拔3 000 m以内,每升高10 m,大气压约减小100 Pa。
2.大气压与天气和季节有关:一般情况下,冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴天高。
3.一定质量的气体,其压强与体积和温度有关。
(1)当温度不变时,气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大;反之,气体体积越大,压强越小。
(2)当体积不变时,气体温度越高压强越大,温度越低压强越小。
【例1】(2024•合肥二模)如图所示,是小瑶同学制作的简易气压计,密封的厚塑料瓶内装有水(水未装满),两端开口的玻璃管内的液面比瓶内的水面高,如果想让管内外液面高度差变大,下列方法不可行的是( )
A.带着该气压计从一楼走到六楼
B.用热毛巾包裹住塑料瓶上半部分
C.将玻璃管向上提升一小段距离
D.用力从侧面轻轻挤压塑料瓶身
【答案】C
【分析】(1)大气压强的大小与高度有关,高度增大气压减小;
(2)根据物体热胀冷缩解答。
【解答】解:气压计的工作原理p内=p外+p液。
A.带着该气压计从一楼走到六楼,外界气压p外减小,p内基本不变,则p液增大,所以玻璃管内水柱的高度将变大,故A错误;
B.用热毛巾包裹住塑料瓶上半部分,瓶内气体受热膨胀,对液面的压力变大,所以玻璃管内水柱的高度将变大,故B错误;
C.将玻璃管向上提升一小段距离,并不会改变其管内外液面高度差,故C正确;
D.用力从侧面轻轻挤压塑料瓶身,瓶内气体对液面的压力变大,所以玻璃管内水柱的高度将变大,故D错误。
【点评】本题考查了大气压强与高度的关系,综合性强,难度大。
【例2】 (2024春•武昌区校级期中)如图是医院为病人输液部分装置,图中A为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相同,则在输液过程中,(瓶A中尚有液体),下列说法正确的是( )
①瓶A中液面下降,A中上方气体的压强变小;
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大;
③在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变;
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【分析】以瓶A中上方气体为研究对象,根据瓶A中液体的变化情况可判断瓶A中上方气体的压强变化;以滴壶B中的气体为研究对象,分析进气管C处到B处的液柱变化情况,可得知B内气体的压强变化。
【解答】解:瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差,瓶A中的液体面下降,液体产生的压强就减小,所以瓶A中上方气体的压强会增大,①错误,②正确。
进气管C处的压强为大气压强,不变化,从C到滴壶B之间的液柱高度不变,所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。③正确,④错误。
故选:B。
【点评】该题是一道联系生活实际的问题,解决此问题要熟练的掌握被封闭气体的压强大小的求解方法,是一道非常好的题。
【例3】 (2024•惠东县二模)如图所示是小明根据教材内容自制的两个测量仪器,下列说法错误的是( )
A.甲可以做温度计
B.乙可以做气压计
C.甲液柱上升是因为液体的热胀冷缩
D.乙液柱上升是因为液体的热胀冷缩
【答案】D
【分析】(1)液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的;
(2)简易气压计利用瓶内气压等于大气压加上水柱的压强工作。
【解答】解:AC、图中注满水,利用水的热胀冷缩可以观察温度的变化,是温度计,故AC正确;
BD、乙图瓶内密封气体,气体的压强等于大气压加上水柱的压强,当大气压减小时,水柱升高,可以显示大气压的变化,利用的一定质量的气体体积与压强的关系,故B正确,D错误。
故选:D。
【例4】(2024•鼓楼区二模)如图所示,小明从徐州坐飞机中转成都到达高海拔的青藏高原,发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多。请利用气压知识说明高原上食品袋膨胀的原因: 。
【答案】高原海拔较高,外界大气压强较小,食品袋内部气压大于外界气压,导致食品袋膨胀。
【分析】大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低。
【解答】解:高原海拔较高,外界大气压强较小,食品袋内部气压大于外界气压,导致食品袋膨胀。
故答案为:高原海拔较高,外界大气压强较小,食品袋内部气压大于外界气压,导致食品袋膨胀。
【点评】本题主要考查学生对大气压强和高度的关系的了解,属于基础知识。
【例5】(2024春•九台区期中)人吸气时,肺的容积增大,肺内空气压强变小,
将外部空气压入肺内;高原反应是因为海拔越高,气压 ,新鲜空气难以进入肺内;用高压锅煮食物容易煮熟,原因是液体上方气压越大,水的沸点 。
【答案】大气压;越低;越高。
【分析】一定质量的气体,其体积增大,压强变小;大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;液体的沸点跟气压的大小有关,气压增大,沸点升高,气压减小,沸点降低。
【解答】解:当人吸气时,肺的容积增大,气体压强变小,小于外界大气压强,大气压把外部空气压入肺内;
大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
用高压锅是因为随着温度的升高和水蒸气的不断增加,锅内的压强不断增大,水的沸点随压强的增大而升高.
故答案为:大气压;越低;越高。
【点评】此题考查沸点和大气压的关系和气体压强跟体积的关系。
►考点03 流体压强与流速的关系
1.流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。
2.现象和应用:火车站台上的安全线、喷雾器、乒乓球的上旋与下旋、足球比赛中的香蕉球、风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外等。
3.流体通过粗细或形状不同的管道时,单位时间内通过管道的流体体积相同,管道的横截面积越小的位置,流速越大,压强越小。确定流速变大的位置后,根据压强大小确定压力大小及压力差的方向,再根据压力差的方向分析产生的各种现象。
【例1】(2024•盘龙区模拟)如图是河水中的漩涡,靠近激涡中心处水的流速较大,压强较小从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡(温馨提示:严禁学生私自下河游泳),如图的四个实例中,与漩涡将周边物体吸入原理相同的是( )
A.窗外刮风时,窗帘会飘出窗外
B.三峡大坝的五级船闸
C.顶起汽车的液压千斤顶
D.生活中常用的盘式挂钩
【答案】A
【分析】流体压强与流速的关系:流速大的地方、压强小,流速小的地方、压强大。
【解答】解:A、风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘外侧空气流速变大且大于内侧空气流速,窗帘外侧气体压强小于内侧气体压强。窗帘受向外的压力差作用,所以窗帘飘向窗外,故A符合题意;
B、三峡大坝的五级船闸利用的是连通器的原理,故B不符合题意;
C、密闭顶起汽车的液压千斤顶利用的液体压强的特点,帕斯卡原理,故C不符合题意;
D、生活中常用的盘式挂钩利用的是大气压,故D不符合题意。
【点评】本题考查了大气压强、流体压强和流速的关系内容比较简单,属于基础知识的考查。
【例2】(2024•安徽)在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线(如图所示),所有乘客都必须站在安全线以外的区域候车。这是因为当列车驶过时,列车附近的空气流速大,压强 ,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
【答案】小
【分析】流体的压强与流速有关:流速大的地方压强小,流速慢的地方压强大。
【解答】解:在高铁站列车驶过时会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢、压强大,而内侧流速快、压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,因此,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
故答案为:小。
【例3】(2024春•越秀区校级期中)如图所示是演示“流体压强和流速关系”的实验装置,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。如果在右端c处往装置里急吹气,(,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.b管上方气流速度大于a管上方的气流速度
B.b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中b管水面升高
C.如果升高端的液面比原来升高了4cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为400Pa
D.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400Pa
【答案】D
【分析】(1)流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大;(2)根据p=ρgh算出左右两侧液体压强差。
【解答】解:AB、如果在右端c处往装置里急吹气,b处上方比a处上方粗,导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中a管水面升高,故AB错误;
C、如果升高端的液面比原来升高了4cm,则下降端比原来下降4cm,此时U形管两端的高度差为Δh=8cm=0.08m,此时U形管底部d处左右两侧液体压强差:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故C错误;
D、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Δh=4cm=0.04m,此时U形管底部d处左右两侧液体压强差:Δp′=ρ水gΔh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D正确。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、液体压强公式的应用,易错点在两侧液面高度差的求解。
【例4】 (2024春•济南期末)如图,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在凸起的小土包上,B口在平地上。当微风掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞内能形成气流,是因为A口上方比B口上方( )
A.风速大,气压大 B.风速大,气压小
C.风速小,气压大 D.风速小,气压小
【答案】B
【分析】根据图片和流体的压强跟流速的关系进行分析和判断。
【解答】解:等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风总是B口吹入A口吹出。
故选:B。
【点评】本题考查了流体压强与流速关系的应用,属于基础题目。
【例5】(2024春•湖里区期末)每一个科学实验现象都有它的原理。如图所示,应用的原理与其他三个不一致的是( )
A.用力吹,乒乓球靠拢
B.用力吹,纸片靠拢
C.用力吸,牛奶盒变瘪
D.用力吹,乒乓球不掉下
【答案】C
【分析】(1)流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小:流速越小的位置,压强越大;
(2)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、向两气球中间吹气,中间的空气流速大、压强小,而外部空气流速小、压强大,气球受到向内的压强差,所以向中间靠拢,能用流体压强与流速的关系来解释;
B、对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,利用的是流体压强与流速的关系;
C、当牛奶被喝完后继续吸,盒内的气压变小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,牛奶盒变瘪了;
D、从漏斗口向下用力吹气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大;吸气时,乒乓球上方空气压强小,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,利用的是流体压强与流速的关系;
综上分析,只有C选项应用的原理与其他三个不一致。
故选:C。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,看学生能否将所学知识灵活运用到实际生活中,学以致用,有意义。
►考点04 飞机的升力
1.飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力()。
3.区别直升机产生升力的原因:直升机的机翼在转动时对空气有一个向下的力,因为物体间力的作用是相互的,空气就会对它产生一个向上的推力使其向上运动。
【例1】(2024•新乡二模)我国自主研发的C919大型客机,如图所示,于2023年5月28日圆满完成首次商业航班飞行。下列说法正确的是( )
A.飞机是利用机翼下方的气体流速大、压强小的原理获得升力
B.起飞前,飞机在跑道上加速滑行是由于飞机具有惯性
C.飞机减速降落时,飞机所受的合力方向竖直向下
D.飞机起飞后,斜向上匀速飞行时,飞机受到的力相互平衡
【答案】D
【分析】利用流体压强与流速的关系解释。
物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变。
物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。
【解答】解:A.机翼是利用上表面气体流速大,压强小的原理获得升力,故A错误;
B.起飞前,飞机在跑道上加速滑行时,受到的合力向前才加速的,不是由于惯性,故B错误;
C.飞机减速降落时,飞机所受的合力方向竖直向上,故C错误;
D.飞机起飞后,斜向上匀速飞行时,处于平衡态,受到的力相互平衡,故D正确。
【点评】此题考查了力与运动的关系、流体压强与流速的关系、平衡状态的认识,属于基础知识。
【例2】 (2024春•晋江市期末)如图,鸟的翅膀与飞机机翼相似,上凸下平,能在天空中自由飞翔,当鸟飞翔时( )
A.翅膀上方的空气流速大,压强小
B.翅膀上方的空气流速小,压强大
C.翅膀下方的空气流速大,压强大
D.翅膀下方的空气流速小,压强小
【答案】A
【分析】流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:鸟的翅膀上凸下平,当鸟飞翔时,空气流过翅膀:翅膀上方空气流速快,压强小;翅膀下方空气流速慢,压强大,产生向上的升力使鸟飞翔。
故选:A。
【点评】本题考查了对流体压强与流速关系的理解与应用,属基础题。
【例3】 (2024春•寿县期末)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
C.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
D.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
【答案】B
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
【解答】解:伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,使伞面向上吸;故B正确。
故选:B。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用,既考查了学生对物理知识的掌握情况,又提高了学生的安全意识,是一道与生活联系非常密切的好题。
【例4】 (2024春•工业园区期末)如图所示为飞机机翼模型的截面图,当有水平方向的风吹向该机翼模型时,下列说法正确的是( )
A.上侧空气流速快,压强小
B.下侧空气流速快,压强大
C.上侧空气流速慢,压强大
D.下侧空气流速慢,压强小
【答案】A
【分析】流体流速快的位置压强小,根据这一规律可对各个选项做出判断。
【解答】解:对飞机机翼模型吹风时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼下方的空气流速小,压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查流体压强与流速关系的应用,并证明了飞机升力的产生,考查学生的对所学物理知识的应用能力。
【例5】(2024•陕西)风洞是一种检测飞行器性能的设施。如图,将飞行器固定在风洞中,通过人工产生并控制气流,模拟飞行器飞行时周围气体的流动。检测时,飞行器相对气流是 的,其上方气体流速大,压强 ,从而获得向上的升力。
【答案】运动;小。
【分析】研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化;
流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
【解答】解:检测时,以气流为参照物,飞行器相对气流的位置发生了变化,所以飞行器相对气流是运动的;
飞行器的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;飞行器下方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。
故答案为:运动;小。
【点评】本题的解题关键是了解飞行器的形状特点以及空气流速与压强的关系。
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2025中考物理一轮复习
专题18 大气压强 流体压强
一、选择题(共6小题)
1.(2025•天山区校级二模)如图是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,往往转为阴雨天气。下列说法正确的是( )
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.A管液面上升时,显示大气压增大
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
2.(2024春•邢台期中)如图所示的事例中不是利用大气压来工作的是( )
A. 用吸管喝饮料
B. 活塞式抽水机抽水
C. 用吸盘挂钩挂物体
D. 用针筒把药水推入病人肌肉中
3.(2024春•福州期末)物理学史上第一个准确测出大气压值大小的科学家是( )
A.马德堡 B.伽利略 C.托里拆利 D.帕斯卡
4.(2024•长沙模拟)中国高铁已成为我国一张靓丽的名片。这种列车进站速度要比普通列车大一些,为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时,车体附近的气体( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
5.(2024•雁塔区校级四模)2023年11月3日,亚洲翼装飞行运动员在中国著名的阿尔山国家森林公园进行低空翼装飞越。他通过独特的翼装视角,带大家俯瞰阿尔山天池,如图所示。下列关于翼装飞行运动员的说法中正确的是( )
A.身着翼装飞翔时整体呈现上凸下平的形状,是为了获得升力
B.头盔上的摄像头相对于他是运动的
C.加速下降的过程中,他的运动状态保持不变
D.降落前打开降落伞,是为了减小惯性
6.(2024春•墨玉县期中)如图向两纸中间吹气,下列说法正确的是( )
A.两纸向外分开 B.两纸向内靠拢
C.左边那张纸向外 D.右边那张纸向内
二.填空题(共8小题)
7.(2024春•信阳期中)我们人类生活在大气中早已适应了大气压强。假如大气压强突然消失,我们身边的情境将会发生翻天覆地的变化。请描述两个可能出现的场景: 、 。
8.(2024春•武威期中)如图甲是某同学自制的一个简易气压计,在 相同的情况下,大气压越大,甲中玻璃管内的液柱高度就越 ;如图乙是该同学自制的一个简易温度计,在大气压相同的情况下,温度升高,乙中玻璃管内的液柱 。
9.(2024•吉林模拟)动物为了适应生存环境,身体的不同部位进化出了不同的功能。蚯蚓腹部有许多刚毛;这是通过增大与接触面的粗糙程度来增大 ,便于爬行;壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,即使在光滑的墙壁上爬行也不会掉下来,是利用了 的作用。
10.(2025•五河县模拟)如图所示,两艘船并排行驶时,两船间水的流速比两船外侧的大,这会使两船向 (选填“中间靠拢”或“两侧分开”)。
11.(2025•路南区模拟)在离桌边约20cm的地方放一枚铝质硬币,在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币跳过木块。实验结果表明,在气体中,流速越大的位置,压强越 。若将硬币从手中水平抛出,硬币由于 会继续向前飞行一段距离才会落到地面。
12.(2024•永寿县校级模拟)观察如图甲中汽车的外形可知,若汽车在水平路面上急速行驶,由于车上、下表面空气的流动速度不同,车对地面的压力会
(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使车与地面之间的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”),车容易失控。为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的 (选填“A”或“B”)。
13.(2024春•沙市区期中)厨房中也包含着很多物理知识,如:抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶使抽油烟机内气体的流速变大,压强变 ,而油烟机外的空气压强较 ,从而使油烟在周围空气的作用下向外排出。
14.(2024春•南陵县期末)2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,图甲为液压机的结构简图,是利用液体来传递压强的设备。若不计机械摩擦和活塞自重,液压机工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体对小活塞的压强。如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的,假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 N的举力。
三、解答题(共2小题)
15.(2023春•浈江区校级期中)在学习了大气压强的知识后,小明知道大气压随海拔高度的增加而减小。同时也了解到海拔和气温会对空气的稀薄程度产生影响。小明猜想:干燥空气的密度可能与大气压和气温有关。于是查阅相关资料,汇总出了下表,请根据表中相关数据回答问题:
气压
温度密度
93300Pa
96000Pa
101000Pa
104000Pa
5℃
1.17
1.20
1.27
1.30
10℃
1.15
1.18
1.25
1.28
15℃
1.13
1.16
1.23
1.26
20℃
1.11
1.14
1.21
1.24
(1)当温度为5℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为 kg/m3。
(2)分析数据可知干燥空气的密度与气压的关系是: 。
(3)通常情况下,某地区冬季的气压比夏季高,则该地区冬季干燥空气的密度 夏季干燥空气的密度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)实验结束后小明自制了一个气压计(如图)来观察大气压与海拔高度的关系,当小明拿该装置从1楼爬到6楼时,1楼比6楼大气压 (选填“高”或“低”)管中液面将 (选填“上升”或“下降”)。
16.(2024春•娄底期中)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2.1×105kg。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4.2m2,g=10N/kg。求:
(1)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。
(2)飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为多大?
(3)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?
(4)降落后,飞机静止时对水平地面的压强为多大?
参考答案
1.【答案】D
【分析】根据装置的结构和特点,结合大气压的大小受天气的变化影响的关系来判断,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低;
大气压与高度的关系是:大气压随着高度的增加而减小。
【解答】解:A、A与B下部连通,但B为密闭的玻璃球,不符合连通器原理,故A错误;
B、A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小,故B错误;
C、大气压随着高度的增加而减小,若将此瓶从楼下拿到楼上,外界大气压变小,而B内部气压不变,所以A管液面会上升,故C错误;
D、B球容积较大,红墨水越多,由于热胀冷缩引起的体积变化不明显,从而减小瓶内温度变化造成的干扰,故D正确。
故选:D。
2.【答案】D
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A.吸管吸饮料时,首先是把吸管内的空气吸走,吸管内部的气压变小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.用力挤压,把吸盘内的空气排出,吸盘内气压小于外界的大气压,外界大气压将吸盘压在卫生的墙上,利用了大气压,故C不符合题意;
D.肌肉注射时,利用的是人的推力,与大气压无关,故D符合题意。
故选:D。
3.【答案】C
【分析】托里拆利第一次通过实验测出来大气压值,这就是著名的托里拆利实验。
【解答】解:托里拆利第一个测出了大气压的值。
故选:C。
4.【答案】B
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:B。
5.【答案】A
【分析】机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力。
研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。
速度大小变化或运动方向变化都是运动状态变化。
我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性,惯性代表了物体运动状态改变的难易程度,惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A.身着翼装飞翔时整体呈现上凸下平的形状,上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,产生向上的压力差,从而获得升力,使运动员可以空中飞行一段距离,故A正确;
B.头盔上的摄像头相对于他位置不变,是静止的,故B错误;
C.加速下降的过程中,他的速度变大,他的运动状态是变化的,故C错误;
D.惯性大小只和质量有关,他的惯性大小不变,降落前打开降落伞,是为了获得较大的阻力,使下降的速度减慢,故D错误。
故选:A。
6.【答案】B
【分析】根据流体压强与流速的关系分析解答:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:向两纸中间吹气,纸中间的空气流动速度变快,压强变小,而纸外侧的气压不变,在纸内外压强差作用下,两张纸会向内靠拢,故B正确。
故选:B。
7.【答案】塑料挂衣钩不能吸在墙壁上;不能用吸管吸饮料。
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:根据大气压的应用可知,假如大气压强突然消失,塑料挂衣钩不能吸在墙壁上、不能用吸管吸饮料以及抽水机无法抽水等。
故答案为:塑料挂衣钩不能吸在墙壁上;不能用吸管吸饮料。
8.【答案】温度;低;升高。
【分析】(1)根据瓶内外气压大小确定液柱高度的变化;
(2)根据气体热胀冷缩的原理确定液柱的变化。
【解答】解:图甲中,液体的温度相同时,大气压越大,玻璃管内的液柱高度就越低,因为瓶内空气压强不变,瓶外大气压越大,与瓶内气压的差就越大,玻璃管内的液柱受到向下的压强比向上的压强大,所以向下移动,甲玻璃管内的液柱高度就会越低。
图乙中,大气压相同时,温度升高,瓶内空气体积受热膨胀,将液柱向上压,所以玻璃管内的液柱向上移动,液柱升高。
故答案为:温度;低;升高。
9.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)吸盘吸住墙壁后,里面的空气被排出,大气压就会把壁虎的脚压在上面。
【解答】解:蚯蚓腹部有许多刚毛,这是在压力一定时,通过增大与接触面的粗糙程度来增大摩擦力,便于爬行;
吸盘吸住墙壁后,里面的空气被排出,大气压产生很大的压力,就把壁虎的脚压在了墙壁上,不至于沿墙壁爬行掉下来。
故答案为:摩擦力;大气压。
10.【答案】中间靠拢。
【分析】从船内外两侧水流速度的不同入手分析结合流体压强与流速的关系,从而得到答案。
【解答】解:两艘船并排行驶时,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速度小,根据流体压强与流速的关系可知,两船内侧水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,出现相撞的情形。
故答案为:中间靠拢。
11.【答案】小;惯性。
【分析】流体压强与流速有关,流速越大的位置压强越小;
一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。
【解答】解:根据流体压强与流速的关系,当在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气时,硬币上方空气流速增大,压强变小,而硬币下方空气流速不变、压强不变,形成向上的压强差、压力差,在压力差的作用下,硬币就会跳过木块;
若将硬币从手中水平抛出,硬币由于惯性会继续向前飞行一段距离才会落到地面。
故答案为:小;惯性。
12.【答案】变小;变小;B
【分析】(1)流体流速越快的地方,产生的压强越小。
(2)车子静止在水平面上,车子对路面的压力等于重力。当流线型的车子快速行驶时,产生升力,车子对地面压力减小。
(3)要产生向下的压力,导流板横截面的形状就应跟飞机机翼的形状相反﹣﹣上平下凸,使上方的空气流速小、压强大。
【解答】解:汽车急速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力减小,小于汽车的重力。车对地面压力减小,使车与地面之间的摩擦力减小,车发飘,司机难把握方向,容易引发事故。
“气流偏导器”的上表面平直、底部呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,偏导器上方的空气流速小、压强大,下方的空气流速大、压强小,产生一个向下的压强差,增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,故应选B。
故答案为:变小;变小;B。
13.【答案】小;大。
【分析】由流体压强与流速的关系:空气流速慢,压强大,右边通道空气流速快,压强小。
【解答】解:由流体压强与流速的关系可知,转动的扇叶处气体的流速大,压强小,而油烟机外的空气流速小,压强较大,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
故答案为:小;大。
14.【答案】等于;8.1×104。
【分析】(1)帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递;
(2)知道大、小活塞的横截面积以及加在小活塞上的压力,根据p和密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强得出等式即可求出大活塞受到的压力,即可得出大活塞能产生的举力。
【解答】解:液压机是通过液体来传递压强的,则液体对液缸中大活塞的压强,通过液体传递到小活塞时,压强不变,所以两个活塞所受的压强相等。
小活塞上加2700N压力时,产生的压强
最多可在大活塞上产生的举力
故答案为:等于;8.1×104。
15.【答案】(1)1.30;(2)温度一定时,气压越高,干燥空气密度越大;(3)大于;(4)高;上升。
【分析】(1)由题中表格可以读出;
(2)分析表格数据可知干燥空气的密度与气压的关系;
(3)由(2)所得结论,结合冬季、夏季的温度差别分析解题;
(4)由上述结论:高度越高大气压强越小分析判断。
【解答】解:(1)由表可知,当温度为5℃、气压为104000帕时,干燥空气的密度为 1.30kg/m3;
(2)分析表格数据可知:温度一定时,气压越高,密度越大;
(3)由(2)所得结论,气压越高,密度越大,某地区冬季的气压比夏季高,所以冬季干燥空气的密度大于夏季干燥空气的密度;
(4)因为高度越高大气压强越小,所以小明拿该装置从1楼爬到6楼时,管中液面将上升。
故答案为:(1)1.30;(2)温度一定时,气压越高,干燥空气密度越大;(3)大于;(4)高;上升。
16.【答案】(1)快;
(2)飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为2.1×106N;
(3)飞机此时受到的动力为1.26×105N;
(4)降落后,飞机静止时对水平地面的压强为5×105Pa。
【分析】(1)流体流速越大的地方,流体压强越小,流体流速越小的地方,流体压强越大;
(2)根据G=mg得出飞机及运送的人员和物资所受重力的大小;
因为飞机做匀速直线运动,处于平衡状态,所受升力和重力大小相等;
(3)因为飞机做匀速直线运动,处于平衡状态,所受牵引力和阻力大小相等;
(4)因为飞机在地面保持静止,根据F压=G得出压力,根据p=得出飞机静止时对水平地面的压强。
【解答】解:(1)机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快,因此机翼上方气体压强小于机翼下方气体压强,从而产生了升力;
(2)G=mg=2.1×105kg×10N/kg=2.1×106N;
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:
F升=G=2.1×106N;
(3)因为飞机在跑道上匀速行驶,所以
F动=f=0.06G=0.06×2.1×106N=1.26×105N;
(4)因为飞机在地面保持静止,所以F压=G=2.1×106N;
飞机静止时对水平地面的压强:p5×105Pa。
答:(1)快;
(2)飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为2.1×106N;
(3)飞机此时受到的动力为1.26×105N;
(4)降落后,飞机静止时对水平地面的压强为5×105Pa。
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