第7讲 大气压强（8大体型+课后巩固）2024-2025学年人教版八年级物理下册查漏补缺

第7讲 大气压强 知识梳理·题型预览 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 题型1：大气压强的存在 题型2：大气压的测量及标准大气压 题型3：大气压与地理因素的关系 题型4：流体压强与流速的关系 题型5：大气压强的计算 温故知新·课前5分钟 一、压强 1. 压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力的方向总是__________于物体表面，并指向被压物体。 1. 压强：物理学中，物体所受__________与__________之比叫做压强，用符号____表示。压强是表示压力作用效果的物理量。 1. 压强公式： ，其中F表示____,单位：N；S表示_________，单位：， p的单位是____，简称____，符号______。 1. 增大或减小压强的方法： 0. 当压力一定时，增大受力面积可以______压强，减小受力面积可以______压强； 0. 当受力面积一定时，增大压力可以______压强，减小压力可以______压强。 1. 压强的应用： 0. 推土机的宽大履带——通过______受力面积来______压强； 0. 篆刻刀的刀刃锋利——通过______受力面积来______压强； 0. 书包带做得较宽——通过______受力面积来______压强。 二、液体压强 1. 液体压强的产生原因：液体受______作用且具有__________，所以液体对容器______和______都有压强，液体内部向__________方向都有压强。 2. 液体压强的特点： 0. 液体内部的压强随深度的增加而______（同种液体）； 0. 在同一深度，液体向各个方向的压强______； 0. 液体的压强还与液体的______有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越______。 3. 液体压强公式：__，其中 表示____，单位：； g取______；h表示液体的____,单位：m，指从液面到研究点的__________距离。 4. 连通器： 0. 定义：上端______、下端______的容器叫做连通器。 0. 原理：连通器里装的是相同的液体，当液体______时，连通器各部分中的液面高度总是______的。 0. 应用：茶壶、船闸、锅炉水位计、下水道的U形弯管等。 5. 液体压强的测量工具：__________（压强计），其工作原理是通过U形管中液面的__________来反映被测液体压强的大小。 知识梳理·温故知新 一、大气压强 1. 大气压的存在：空气内部向各个方向都有压强，叫做大气压强，简称大气压。证明大气压存在的著名实验是__________实验，最早测量大气压值的实验是__________实验。 2. 大气压的测量： 0. 托里拆利实验中，玻璃管内水银柱的高度差约为______mm，标准大气压的值约为______Pa（或______mmHg）。 0. 测量大气压的工具叫__________，常见的有__________气压计和__________气压计（无液气压计）。 3. 大气压的变化： 0. 大气压随海拔高度的增加而__________（选填“增大”或“减小”），在海拔3000米以内，高度每升高10m，大气压约减小______Pa。 0. 液体的沸点随气压的增大而__________，随气压的减小而__________（例如：高压锅利用气压高沸点______的原理）。 4. 大气压的应用：生活中利用大气压的实例有__________（如吸盘挂钩）、__________（如用吸管吸饮料）、活塞式抽水机等。 二、流速与压强的关系（流体压强） 1. 流体的定义：液体和气体都具有流动性，统称为__________。 2. 流速与压强的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越______；流速越小的位置，压强越______（伯努利原理）。 3. 生活中的应用： 0. 飞机的机翼上表面呈弧形，下表面较平，空气流经上表面时流速______，压强______，流经下表面时流速______，压强______，从而产生向上的__________。 0. 汽车的尾翼（导流板）设计成上平下凸，是为了利用气流使车尾获得向下的压力，增大车轮与地面的__________。 0. 火车站台边缘设置“安全线”，是因为列车高速行驶时，附近空气流速大，压强______，人若靠近易被“吸”向列车。 0. 喷雾器工作时，活塞快速推动，使细管口处空气流速______，压强______，药液在大气压的作用下被压出。 经典好题 题型1：大气压强的存在 【典例1】商河县某校物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论，下列说法正确的是 （   ） A．图甲所示，压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小 B．图乙所示，纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了液体压强的作用 C．图丙所示，通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关 D．图丁所示，往纸片中间吹气，纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越大 【变式1-1】如图所示的实例中，属于利用大气压的是（    ） A．用回水管的“水封”阻隔臭气 B．用注射器吸取药液 C．用几杯水就能撑裂木桶 D．向下凸出的橡皮膜 【变式1-2】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” 题型2：大气压的测量及标准大气压 【典例2】用如图所示装置测量大气压强的值。若实验时没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强。查阅资料发现高原上的气压值小于标准大气压，这是因为大气压强会受到 的影响。 【变式2-1】针对如图甲所示的托里拆利实验，学习小组的同学们进行了讨论：由于大气压受海拔高度的影响，若将此实验拿到高山上进行，玻璃管中的水银柱会 （选填“升高”或“降低”）；如图乙所示，若用来做实验的玻璃管长度只有50cm，此时大气压可支持76cm高的汞柱，在M处开一小孔，管内水银 （选填“会”或“不会”）涌出形成“喷泉”。 【变式2-2】如图所示是用托里拆利实验测量大气压值的实验装置，玻璃管上方真空，此时的大气压强等于 高的水银柱产生的压强；如果玻璃管的长度只有，实验时在玻璃管的上方不会出现真空。此时若在玻璃管的顶部开一个小孔，管内的水银 （选填“会”或“不会”）喷出。 题型3：大气压与地理因素的关系 【典例3】用普通的锅在高山上烧水时，水沸腾时的温度 （高于/等于/低于），但用高压锅却能将饭煮熟，这是因为气压越高，沸点越 。 【变式3-1】在高原地区，要使用压力锅才能煮熟食物，这是由于高原地区的大气压较 ，水的沸点较 。如图所示，输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用 使输液能顺利地进行。 【变式3-2】如图所示为小明设计的气压计，先向瓶中装入适量红色的水，用插有玻璃管的瓶塞塞紧瓶口后，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，此时应向瓶内 （选填“吸气”或“吹气”），使水上升到瓶口以上适当位置。携带该气压计从一楼到五楼，玻璃管内的液面会 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 题型4：流体压强与流速的关系 【典例4】王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律。如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是（    ） A．口吹硬币跳跃木块 B．吹气时纸条向上飘C．用吸管从瓶中吸饮料 D．吹气时乒乓球不下落 【变式4-1】下图所示的是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个是隆起的土堆。当草原有风从左向右吹过时，下列说法正确的是（   ） A．隆起土堆的洞口气流速度大，压强小，风从右洞进 B．隆起土堆的洞口气流速度大，压强小，风从左洞进 C．平的洞口气流速度大，压强小，风从右洞进 D．平的洞口气流速度大，压强小，风从左洞进 【变式4-2】如图所示，龙卷风是一种局部的剧烈天气现象，龙卷风空管状的旋转气流能把附近的物体“吸入”其中。其原因是旋转的气流（    ） A．流速快，压强大 B．流速快，压强小 C．流速慢，压强小 D．流速慢，压强大 题型5：大气压强的计算 【典例5】小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔洞面积为12.5mm2，排气孔盖着限压阀，当锅内气压达到预定值时，限压阀将被顶起，让锅内保持稳定气压，防止锅体破裂或爆炸等安全事故的发生。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产高压锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。（锅外大气压为，锅内最高温度与锅内气压的关系如图所示） (1)如果高压锅烹饪温度为100℃，锅内气压为多少?此时是否需要使用限压阀? (2)为了使锅内最高温度可以达到120℃，请通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀? 【变式5-1】高压锅是生活中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，实现了对锅内气压的控制。图示为某品牌高压锅的实物和结构示意图，锅内部可看成一个规则圆柱体，底面积为100cm2，当锅内只加入1.2kg的水时。求：（ρ水=1.0×103kg/m3、标准大气压取p0=1.0×105Pa） (1)水的体积； (2)水对锅底的压强； (3)水对锅底的压力； (4)限压出气孔的横截面积为8×10-6m2，要使锅内的气压达到2个标准大气压，试估算限压阀的质量应为多大？ 【变式5-2】如图所示是高压锅的示意图，锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔，空心柱上配有一个限压阀，当高压锅内的气体压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为，限压阀的质量为100g的高压锅，用它来煮饭，若当时的大气压为。求： (1)此高压锅内气体的最大压强是多少？ (2)经商品质量检测部门检测，此高压锅气体的最大压强不能超过，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配一个质量为多大的限压阀。 (3)试说明为什么高压锅能将食物加热到100摄氏度以上。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．如图所示，在玻璃杯中装满水，用硬纸片把杯口盖严后倒置，压住纸片的手松开后，纸片和水不会掉下来，这是因为（    ） A．杯内的水渗透到纸片里，把纸片粘住了 B．纸片和杯内的水由于惯性还保持原来的静止状态 C．杯内的水对纸片有向上的作用力 D．大气对纸片有向上的作用力 2．在高山上要煮熟食物，可采用的方法是（    ） A．把炉火烧得更旺一些 B．加热时间长一些 C．不盖锅盖，加快锅面水蒸气的流动 D．在锅与锅盖之间加密封圈，不让水蒸气逸出 3．下列现象中与大气压无关的是（　　） A．用自来水笔吸墨水 B．用塑料吸管喝牛奶 C．用注射器把药液注射到肌肉里 D．纸片能托住倒置的一满杯水 4．盆景的一个简易自动供水装置如图所示。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，使瓶口刚刚被水浸没。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。瓶中水不会持续流出，是因为（　　） A．瓶内气压大于外界大气压 B．瓶外大气压等于瓶内水的压强与气压之和 C．瓶外大气压等于瓶内水的压强 D．瓶内气压始终等于外界大气压 5．如图所示的装置中，利用大气压强工作的是（　　） A．活塞式抽水机 B．拦河大坝 C．船闸 D．锥子 6．在五一文艺晚会上，同学们利用自己所学，各显身手为大家表演了一个个精彩的节目。如图是陈思同学的演示。排在一条线上的三个碗，中间碗内放一个乒乓球，当用小管向球的斜上方吹气时，乒乓球将（　　） A．仍静止 B．运动到左碗 C．运动到右碗 D．无法确定 7．如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼，当船在高速航行时，水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面，从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是（　　） A．B．C． D． 二、填空题 8．如图所示，用力将塑料挂钩的吸盘压在光滑的墙面上，排出里面的空气，吸盘紧贴在墙面上，这是因为 。 9．如图所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯加热，待水沸腾后撤去酒精灯，并随即用湿纸巾封住罐口。片刻后，你观察到的现象是 。该现象说明 。 10．物理知识与生产、生活密切相关。如图所示的实例中，主要利用连通器原理工作的是 （填序号，下同），主要利用大气压强工作的是 。 A．茶壶    B．用吸管吸饮料    C．牲畜自动饮水机    D．吸盘式挂钩 11．在病人转移急救时，救护车行驶中车身表面空气流动快，压强 （选填“大”或“小”），车内空气会向外排出。因此在运送患有传染病的患者时，为了防止病毒的传播，医院通常会选用如图所示的负压救护车，它利用技术手段使车内气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）外界大气压，保证空气只能由车外流向车内，从而避免更多人群的感染，做到“安全隔离”。 12．如图所示是喷雾器的原理示意图。空气从小孔喷出，小孔附近空气的流速较大，压强 （较大/较小，下同），容器内液面上方空气的压强 ，液体就沿细管上升，从管口中流出后，受气流冲击，形成雾状。 三、计算题 13．近日，江西南昌遭遇强对流天气，对当地建筑物造成巨大破坏，其中多处居民楼窗户玻璃被吹落。当大风来袭时，由于空气流速加大，屋外的气压可急剧下降到，当时门窗紧闭，可以近似地认为屋内的气压是标准大气压，约为。假如某户居民家的落地窗玻璃面积为，这时窗户玻璃所受的内外压力差是多大？ 14．如图所示是“擦窗机器人”，它的“腹部”有吸盘。当“擦窗机器人”工作时，它的真空泵将吸盘内的空气向外抽出，若该“擦窗机器人”在重力作用下匀速向下擦窗时，吸盘对玻璃的压力为120N，内外气压差达到4000Pa，此时摩擦力f与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是（g取10N/kg）。求： （1）机器人在重力作用下匀速向下擦窗时，其主机利用内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外部大气压而产生吸力。若用真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）“擦窗机器人”的质量是多少？ （3）“擦窗机器人”与玻璃的接触面积为多少？ $$ 第7讲 大气压强 知识梳理·题型预览 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 题型1：大气压强的存在 题型2：大气压的测量及标准大气压 题型3：大气压与地理因素的关系 题型4：流体压强与流速的关系 题型5：大气压强的计算 温故知新·课前5分钟 一、压强 1. 压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力的方向总是__________于物体表面，并指向被压物体。 1. 压强：物理学中，物体所受__________与__________之比叫做压强，用符号____表示。压强是表示压力作用效果的物理量。 1. 压强公式： ，其中F表示____,单位：N；S表示_________，单位：， p的单位是____，简称____，符号______。 1. 增大或减小压强的方法： 0. 当压力一定时，增大受力面积可以______压强，减小受力面积可以______压强； 0. 当受力面积一定时，增大压力可以______压强，减小压力可以______压强。 1. 压强的应用： 0. 推土机的宽大履带——通过______受力面积来______压强； 0. 篆刻刀的刀刃锋利——通过______受力面积来______压强； 0. 书包带做得较宽——通过______受力面积来______压强。 答案 1. 垂直 2. 压力；受力面积； p 3. ；压力；受力面积；帕斯卡；帕；Pa 4. 减小；增大；增大；减小 5. 增大；减小；减小；增大；增大；减小 二、液体压强 1. 液体压强的产生原因：液体受______作用且具有__________，所以液体对容器______和______都有压强，液体内部向__________方向都有压强。 2. 液体压强的特点： 0. 液体内部的压强随深度的增加而______（同种液体）； 0. 在同一深度，液体向各个方向的压强______； 0. 液体的压强还与液体的______有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越______。 3. 液体压强公式：__，其中 表示____，单位：； g取______；h表示液体的____,单位：m，指从液面到研究点的__________距离。 4. 连通器： 0. 定义：上端______、下端______的容器叫做连通器。 0. 原理：连通器里装的是相同的液体，当液体______时，连通器各部分中的液面高度总是______的。 0. 应用：茶壶、船闸、锅炉水位计、下水道的U形弯管等。 5. 液体压强的测量工具：__________（压强计），其工作原理是通过U形管中液面的__________来反映被测液体压强的大小。 答案 1. 重力；流动性；底部；侧壁；各个 2. 增大；相等；密度；大 3. ；液体密度； 9.8 ；深度；竖直 4. 开口；连通；不流动；相同 5. U形管压强计；高度差 知识梳理·温故知新 一、大气压强 6. 大气压的存在：空气内部向各个方向都有压强，叫做大气压强，简称大气压。证明大气压存在的著名实验是__________实验，最早测量大气压值的实验是__________实验。 7. 大气压的测量： 0. 托里拆利实验中，玻璃管内水银柱的高度差约为______mm，标准大气压的值约为______Pa（或______mmHg）。 0. 测量大气压的工具叫__________，常见的有__________气压计和__________气压计（无液气压计）。 8. 大气压的变化： 0. 大气压随海拔高度的增加而__________（选填“增大”或“减小”），在海拔3000米以内，高度每升高10m，大气压约减小______Pa。 0. 液体的沸点随气压的增大而__________，随气压的减小而__________（例如：高压锅利用气压高沸点______的原理）。 9. 大气压的应用：生活中利用大气压的实例有__________（如吸盘挂钩）、__________（如用吸管吸饮料）、活塞式抽水机等。 答案 1. 马德堡半球；托里拆利 2. 760；1.013×10⁵；760；气压计；水银；空盒 3. 减小；100；升高；降低；高 4. 吸盘；吸管 二、流速与压强的关系（流体压强） 1. 流体的定义：液体和气体都具有流动性，统称为__________。 2. 流速与压强的关系：在流体中，流速越大的位置，压强越______；流速越小的位置，压强越______（伯努利原理）。 3. 生活中的应用： 0. 飞机的机翼上表面呈弧形，下表面较平，空气流经上表面时流速______，压强______，流经下表面时流速______，压强______，从而产生向上的__________。 0. 汽车的尾翼（导流板）设计成上平下凸，是为了利用气流使车尾获得向下的压力，增大车轮与地面的__________。 0. 火车站台边缘设置“安全线”，是因为列车高速行驶时，附近空气流速大，压强______，人若靠近易被“吸”向列车。 0. 喷雾器工作时，活塞快速推动，使细管口处空气流速______，压强______，药液在大气压的作用下被压出。 答案： 1. 流体 2. 小；大 3. 大；小；小；大；升力；摩擦力；小；大；小 经典好题 题型1：大气压强的存在 【典例1】商河县某校物理兴趣小组的同学对如图所示的实验现象进行了讨论，下列说法正确的是 （   ） A．图甲所示，压强计的U形管左右液面高度差可以准确测出液体压强的大小 B．图乙所示，纸片和杯中的水不会掉下的原因是纸片受到了液体压强的作用 C．图丙所示，通过比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积有关 D．图丁所示，往纸片中间吹气，纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越大 【答案】B 【详解】A．测量液体压强的工具叫压强计，它是根据U形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小的，但不能准确测出液体压强的大小。故A错误； B．装满水的杯子倒置后，纸片和杯中水不掉下来，而在纸片的周围只有空气，所以是大气压力的作用使其没有掉下来，即利用了大气压强，故B正确； C．压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关；在探究压力的作用效果与受力面积的关系时，应控制压力相等，图丙所示，铅笔对两手指的压力不同，无法得出压力的作用效果与受力面积有关，故C错误； D．向两张纸的中间吹气纸片靠拢，说明流体中流速越大的地方压强越小，故D错误。 故选 B。 【变式1-1】如图所示的实例中，属于利用大气压的是（    ） A．用回水管的“水封”阻隔臭气 B．用注射器吸取药液 C．用几杯水就能撑裂木桶 D．向下凸出的橡皮膜 【答案】B 【详解】A．反水弯上端开口、下端连通，是一个连通器，与大气压无关，故A不符合题意； B．使用注射器时向外拉活塞，注射器内气压减小，小于外界大气压，外界大气压将药液压入注射器，与大气压有关，故B符合题意； C．同种液体深度越深压强越大，所以只用几杯水就能将木桶撑裂，利用了液体压强的特点，与大气压无关，故C不符合题意； D．玻璃管底端橡皮膜向外凸，表明液体对容器底部有压强，这是由于液体受到重力的作用，与大气压无关，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】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。 题型2：大气压的测量及标准大气压 【典例2】用如图所示装置测量大气压强的值。若实验时没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强。查阅资料发现高原上的气压值小于标准大气压，这是因为大气压强会受到 的影响。 【答案】 750 海拔 【详解】[1]若实验时没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，大气压强不变，支撑的水银柱的高度不变，则此时大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。 [2]海拔越高，大气压越小，若在高山顶上做此实验，大气压变小，则水银柱的高度将变小。 【变式2-1】针对如图甲所示的托里拆利实验，学习小组的同学们进行了讨论：由于大气压受海拔高度的影响，若将此实验拿到高山上进行，玻璃管中的水银柱会 （选填“升高”或“降低”）；如图乙所示，若用来做实验的玻璃管长度只有50cm，此时大气压可支持76cm高的汞柱，在M处开一小孔，管内水银 （选填“会”或“不会”）涌出形成“喷泉”。 【答案】 降低 不会 【详解】[1]若将此实验拿到高山上进行，海拔升高，气压变小，则玻璃管中的水银柱会降低。 [2]若在玻璃管的顶部M处开一个小孔，玻璃管和水银槽构成一个连通器，根据连通器特点可知，管内的水银下降，直到与外面的水银面相平，不会喷出。 【变式2-2】如图所示是用托里拆利实验测量大气压值的实验装置，玻璃管上方真空，此时的大气压强等于 高的水银柱产生的压强；如果玻璃管的长度只有，实验时在玻璃管的上方不会出现真空。此时若在玻璃管的顶部开一个小孔，管内的水银 （选填“会”或“不会”）喷出。 【答案】 760 不会 【详解】[1]由图可知，玻璃管内外水银的高度差为760mm，且玻璃管内上方是真空，则此时的大气压强等于760mm高水银柱产生的压强。 [2]若在玻璃管的顶部开一个小孔，玻璃管和水银槽构成一个连通器，根据连通器特点可知，管内的水银下降，直到与外面的水银面相平，不会喷出。 题型3：大气压与地理因素的关系 【典例3】用普通的锅在高山上烧水时，水沸腾时的温度 （高于/等于/低于），但用高压锅却能将饭煮熟，这是因为气压越高，沸点越 。 【答案】 低于 高 【详解】[1][2]因为大气压随高度的增加而减小，所以，在高山上的大气压强比平原地区小得多；在高山上气压低，水的沸点低，在高山上用普通锅烧水时，水也能沸腾，但是因为普通锅的密封性能较差，锅内气压较小，使得水的沸点低于100℃，所以在高原上一般用高压锅来烧水，这是因为气压越高，沸点越高。 【变式3-1】在高原地区，要使用压力锅才能煮熟食物，这是由于高原地区的大气压较 ，水的沸点较 。如图所示，输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用 使输液能顺利地进行。 【答案】 低 低 大气压 【详解】[1][2]改变气压可以改变沸点，当大气压降低时，水的沸点会降低。由于高原地区的大气压较小，水的沸点会很低，所以煮的食物会不熟，吃了会伤害身体。 [3]治病输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，目的是保证瓶子内外有一定的压强差，其中插C管的目的是利用大气压使输液能顺利地进行。 【变式3-2】如图所示为小明设计的气压计，先向瓶中装入适量红色的水，用插有玻璃管的瓶塞塞紧瓶口后，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，此时应向瓶内 （选填“吸气”或“吹气”），使水上升到瓶口以上适当位置。携带该气压计从一楼到五楼，玻璃管内的液面会 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】 吹气 升高 【详解】[1]由题意知道，简易气压计的玻璃管中液面高度略高于瓶口，此时装置内气压较小，可以向瓶内吹气增大瓶内的气压，使液柱升高到瓶口以上适当位置。 [2]从一楼到五楼，海拔升高，瓶内气压不变，外界大气压变小，在气压差的作用下玻璃管内液面升高。 题型4：流体压强与流速的关系 【典例4】王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律。如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是（    ） A．口吹硬币跳跃木块 B．吹气时纸条向上飘 C．用吸管从瓶中吸饮料 D．吹气时乒乓球不下落 【答案】C 【详解】A．在硬币上方用力吹一口气，使硬币上方的空气流速大，压强变小，硬币下方的空气流速小，压强大，硬币上下的面积是相同的，硬币受到一个竖直向上的压力差，所以硬币就被托起来了，故A不符合题意； B．将一纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，因为纸条上方的空气流速大，压强小，纸条下方的空气流速小，压强大，纸条受到一个竖直向上的压力差，所以纸条就飘起来，故B不符合题意； C．用吸管吸饮料是利用了大气压的作用，不能揭示流体压强与流速的关系，故C符合题意； D．将一个乒乓球对着漏斗的细管处，对准漏斗细管口用力向下吹气，因为乒乓球上方的空气流速大，压强小，乒乓球下方的空气流速小，压强大，乒乓球受到一个竖直向上的压力差，所以乒乓球紧贴在漏斗上，故D不符合题意。 故选C。 【变式4-1】下图所示的是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，另一个是隆起的土堆。当草原有风从左向右吹过时，下列说法正确的是（   ） A．隆起土堆的洞口气流速度大，压强小，风从右洞进 B．隆起土堆的洞口气流速度大，压强小，风从左洞进 C．平的洞口气流速度大，压强小，风从右洞进 D．平的洞口气流速度大，压强小，风从左洞进 【答案】B 【详解】等量的空气在相同的时间内通过两个出口的上表面，由于左边出口平直，右边出口向上隆起，因此空气通过左边出口上表面时流速小，压强大，通过右边出口上表面时流速大，压强小，在两个出口间形成一个向右的压强差，因此风从左洞进，右洞出，故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式4-2】如图所示，龙卷风是一种局部的剧烈天气现象，龙卷风空管状的旋转气流能把附近的物体“吸入”其中。其原因是旋转的气流（    ） A．流速快，压强大 B．流速快，压强小 C．流速慢，压强小 D．流速慢，压强大 【答案】B 【详解】在流体（如空气）中，流速越快，压强越小；反之，流速越慢，压强越大。在龙卷风的情况下，旋转气流的中心部分流速非常快，因此压强会显著降低，形成一个低压区，而周围的空气流速较慢，压强相对较高。由于压强差的存在，周围的空气和物体会被“吸入”低压区，这就是龙卷风能够将物体吸入其中的原因。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 题型5：大气压强的计算 【典例5】小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔洞面积为12.5mm2，排气孔盖着限压阀，当锅内气压达到预定值时，限压阀将被顶起，让锅内保持稳定气压，防止锅体破裂或爆炸等安全事故的发生。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产高压锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。（锅外大气压为，锅内最高温度与锅内气压的关系如图所示） (1)如果高压锅烹饪温度为100℃，锅内气压为多少?此时是否需要使用限压阀? (2)为了使锅内最高温度可以达到120℃，请通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀? 【答案】(1)；此时锅内外气压相等，没有必要使用限压阀 (2)100g的限压阀 【详解】（1）由图丙可知，当温度为100℃时，锅内气压为1.0×105Pa，此时锅内外气压相等，没有必要使用限压阀。 （2）已知锅外大气压，排气孔洞面积为为 由图可知，当温度为120℃时，锅内气压为，承受的大气压力为 锅内的压力为 由于限压阀此时恰好被顶起，所以 小明应该的限压阀为 【变式5-1】高压锅是生活中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，实现了对锅内气压的控制。图示为某品牌高压锅的实物和结构示意图，锅内部可看成一个规则圆柱体，底面积为100cm2，当锅内只加入1.2kg的水时。求：（ρ水=1.0×103kg/m3、标准大气压取p0=1.0×105Pa） (1)水的体积； (2)水对锅底的压强； (3)水对锅底的压力； (4)限压出气孔的横截面积为8×10-6m2，要使锅内的气压达到2个标准大气压，试估算限压阀的质量应为多大？ 【答案】(1) (2) (3)12N (4)80g 【详解】（1）水的体积 （2）水的深度为 水对锅底的压强 （3）水对锅底的压力 （4）限压阀受到了向下的重力，大气压给其向下的，而锅内气体给其向上的力，限压阀所受的重力为 限压阀的质量为 【变式5-2】如图所示是高压锅的示意图，锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔，空心柱上配有一个限压阀，当高压锅内的气体压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为，限压阀的质量为100g的高压锅，用它来煮饭，若当时的大气压为。求： (1)此高压锅内气体的最大压强是多少？ (2)经商品质量检测部门检测，此高压锅气体的最大压强不能超过，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配一个质量为多大的限压阀。 (3)试说明为什么高压锅能将食物加热到100摄氏度以上。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）根据题意限压阀的压力为自身的重力与外界大气压力之和，则有 此高压锅内气体的最大压强是 （2）因为 所以该高压锅不能继续使用。由题意得限压阀产生的压强为 限压阀的重力为 限压阀的质量为 （3）水的沸点随大气压的升高而升高，高压锅内的大气压大于标准大气压，所以高压锅内水的沸点大于100℃，即可以把高压锅内的食物加热到100℃以上。 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．如图所示，在玻璃杯中装满水，用硬纸片把杯口盖严后倒置，压住纸片的手松开后，纸片和水不会掉下来，这是因为（    ） A．杯内的水渗透到纸片里，把纸片粘住了 B．纸片和杯内的水由于惯性还保持原来的静止状态 C．杯内的水对纸片有向上的作用力 D．大气对纸片有向上的作用力 【答案】D 【详解】在玻璃杯中装满水，用硬纸片把杯口盖严后倒置，压住纸片的手松开后，纸片和水不会掉下来，杯口朝下时，由于杯内没有空气只有水，而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压，大气对纸片有向上的压力。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．在高山上要煮熟食物，可采用的方法是（    ） A．把炉火烧得更旺一些 B．加热时间长一些 C．不盖锅盖，加快锅面水蒸气的流动 D．在锅与锅盖之间加密封圈，不让水蒸气逸出 【答案】D 【详解】在高山上，由于气压较低，水的沸点会相应降低，通常不到100℃水就开始沸腾。要将食物煮熟，通常需要水温达到或超过100℃。液体的沸点与气压有关，气压越高沸点越高，气压越低沸点越低。在高山上，由于气压低，水的沸点降低，导致食物难以煮熟。为了解决这个问题，需要采取措施增大锅内的气压。把炉火烧得更旺一些，只能加快水的加热速度，但并不能提高水的沸点；加热时间长一些，可以使食物在较低的温度下更长时间地受热，但并不能改变水的沸点； 不盖锅盖，加快锅面水蒸气的流动，这样做会降低锅内的气压；在锅与锅盖之间加密封圈，不让水蒸气逸出，这样做可以有效地增大锅内的气压，因为水蒸气无法逸出，会在锅内积累而增加气压。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．下列现象中与大气压无关的是（　　） A．用自来水笔吸墨水 B．用塑料吸管喝牛奶 C．用注射器把药液注射到肌肉里 D．纸片能托住倒置的一满杯水 【答案】C 【详解】AB．用自来水笔吸墨水和用塑料吸管吸饮料，都要先把管内的空气吸出，在外界大气压的作用下，墨水或饮料就被压进管里，故AB错误； C．医生用针筒把药水推入病人肌肉中利用的是人的推力，不是大气压，故C正确； D．纸片能托住倒置的一满杯水，是因为装满水的杯子排出了杯内的空气，在大气压的作用下纸片掉不下来，说明了大气压强的存在，故D错误。 故选C。 4．盆景的一个简易自动供水装置如图所示。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，使瓶口刚刚被水浸没。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。瓶中水不会持续流出，是因为（　　） A．瓶内气压大于外界大气压 B．瓶外大气压等于瓶内水的压强与气压之和 C．瓶外大气压等于瓶内水的压强 D．瓶内气压始终等于外界大气压 【答案】B 【详解】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；当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收，水面下降瓶口露出水面时，空气进入瓶内，瓶内的气压等于外界大气压，由于重力作用水会流出，一旦瓶口再次被水淹没，外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和，瓶中的水又停止外流，如此反复，使水不会全部流出而能保留在瓶中，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．如图所示的装置中，利用大气压强工作的是（　　） A．活塞式抽水机 B．拦河大坝 C．船闸 D．锥子 【答案】A 【详解】A．用活塞式抽水机抽水时，通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用了大气压，故A符合题意； B．液体内部压强随着深度的增加而增大，拦河坝设计成下宽上窄，是为了能承受更大的水的压强，故B不符合题意； C．船闸属于连通器，在水不流动时，两侧水面保持相平，利用了连通器原理，故C不符合题意； D．锥子做得尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故D不符合题意。 故选A。 6．在五一文艺晚会上，同学们利用自己所学，各显身手为大家表演了一个个精彩的节目。如图是陈思同学的演示。排在一条线上的三个碗，中间碗内放一个乒乓球，当用小管向球的斜上方吹气时，乒乓球将（　　） A．仍静止 B．运动到左碗 C．运动到右碗 D．无法确定 【答案】C 【详解】当用小管向乒乓球斜上方吹气时，上方气体流速大，压强小，乒乓球受到一个向上的压强差，压力差，所以会上升。当乒乓球上升后，其右侧空气流速大、压强小，左侧空气流速小、压强大，所以乒乓球会运动到右侧，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼，当船在高速航行时，水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面，从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】依据伯努利原理，在流体中，流速大的地方压强小。水翼设计为一面为凸面，流经凸面一侧水流流速较快，压强较小，另一面为平面，流经平面的水流流速较慢，压强较大；要使在高速航行时的船身整体抬高，则水翼上面压强应该小，下面压强应该大，并且两个水翼的安装情况应当相同，不然两个水翼受到的作用力方向相反，不能使船身整体抬高离开水面。所以船体下安装的两个水翼，上面都应该为凸面，下面都应该为平面。故B正确，ACD错误。 故选B。 二、填空题 8．如图所示，用力将塑料挂钩的吸盘压在光滑的墙面上，排出里面的空气，吸盘紧贴在墙面上，这是因为 。 【答案】有大气压存在 【详解】用力挤压，排出吸盘内的空气，使里面接近真空，内部气压远小于外界大气压，此时吸盘就会在大气压的作用下紧贴在墙面上。 9．如图所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯加热，待水沸腾后撤去酒精灯，并随即用湿纸巾封住罐口。片刻后，你观察到的现象是 。该现象说明 。 【答案】 易拉罐被压瘪了 有大气压存在 【详解】[1][2]水吸热汽化成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小小于大气压，大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。 10．物理知识与生产、生活密切相关。如图所示的实例中，主要利用连通器原理工作的是 （填序号，下同），主要利用大气压强工作的是 。 A．茶壶    B．用吸管吸饮料    C．牲畜自动饮水机    D．吸盘式挂钩 【答案】 AC BD 【详解】[1][2]A．茶壶的上端开口、底部相连，是利用了连通器原理； B．吸管吸饮料时，先吸走了管中的空气，使管内气压减小，饮料是在大气压的作用下进入吸管的，所以是利用了大气压； C．牲畜自动饮水机是利用了连通器； D．吸盘式挂钩，先用力挤压吸盘，把吸盘内的空气挤出，这样吸盘内的气压减小，吸盘就被外界的大气压紧紧压住；综上分析可知，利用连通器原理工作的是A、C，主要利用大气压强工作的是B、D。 11．在病人转移急救时，救护车行驶中车身表面空气流动快，压强 （选填“大”或“小”），车内空气会向外排出。因此在运送患有传染病的患者时，为了防止病毒的传播，医院通常会选用如图所示的负压救护车，它利用技术手段使车内气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）外界大气压，保证空气只能由车外流向车内，从而避免更多人群的感染，做到“安全隔离”。 【答案】 小 低于 【详解】[1][2]流体中流速越大的位置压强越小。救护车行驶中车身表面空气流动快，压强小；负压救护车使车内气压低于外界大气压，这样空气在大气压的作用下只能由车外流向车内，避免了车内的污染空气向车外排出，最后将被污染的空气经过过滤装置处理后再排出，做到安全隔离。 12．如图所示是喷雾器的原理示意图。空气从小孔喷出，小孔附近空气的流速较大，压强 （较大/较小，下同），容器内液面上方空气的压强 ，液体就沿细管上升，从管口中流出后，受气流冲击，形成雾状。 【答案】 较小 较大 【详解】[1][2]在喷雾器的工作原理中，空气从小孔喷出时，小孔附近的空气流速会增大。根据流体压强与流速关系，流速越大的位置，其压强越小。因此，小孔附近空气的流速较大时，其压强会较小。此处压强小于容器内液面上方气体压强。水就在容器内液面上方气体的这个较大压强的作用下，沿着细管上升到上端开口处，受气流的冲击，被喷成雾状。 三、计算题 13．近日，江西南昌遭遇强对流天气，对当地建筑物造成巨大破坏，其中多处居民楼窗户玻璃被吹落。当大风来袭时，由于空气流速加大，屋外的气压可急剧下降到，当时门窗紧闭，可以近似地认为屋内的气压是标准大气压，约为。假如某户居民家的落地窗玻璃面积为，这时窗户玻璃所受的内外压力差是多大？ 【答案】 【详解】解：屋内的气压为，屋外的气压，这时屋顶所受到的内外压强差为 已知落地窗玻璃面积为，根据压强公式可得，内外压力差为 答：这时窗户玻璃所受的内外压力差是。 14．如图所示是“擦窗机器人”，它的“腹部”有吸盘。当“擦窗机器人”工作时，它的真空泵将吸盘内的空气向外抽出，若该“擦窗机器人”在重力作用下匀速向下擦窗时，吸盘对玻璃的压力为120N，内外气压差达到4000Pa，此时摩擦力f与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是（g取10N/kg）。求： （1）机器人在重力作用下匀速向下擦窗时，其主机利用内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外部大气压而产生吸力。若用真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）“擦窗机器人”的质量是多少？ （3）“擦窗机器人”与玻璃的接触面积为多少？ 【答案】 小于 变大 1.2kg 0.03 【详解】解：（1）[1]机器人能够吸在玻璃上，是因为机器人内部的气压小于外界气压，外界气压将机器人压在玻璃上。 [2]若用真空泵继续向外抽气，机器人内部的气压变小，在外界大气压的作用下，压力不变，压力差变大，则摩擦力变大。 （2）[3]因“擦窗机器人”匀速向下擦窗时处于平衡状态，受到的摩擦力和重力是一对平衡力，所以，“擦窗机器人”的重力为 “擦窗机器人”的质量 （3）[4根据公式可得，擦窗机器人与玻璃的接触面积为 答：（1）机器人在重力作用下匀速向下擦窗时，其主机利用内部的气压小于外部大气压而产生吸力。若用真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力变大。 （2）“擦窗机器人”的质量是1.2kg； （3）“擦窗机器人”与玻璃的接触面积为0.03m2。 $$