内容正文:
大气压强 流体压强与流速的关系
考点一 大气压强
❶ 产生原因:空气受到重力且具有流动性。
❷ 验证实验:马德堡半球实验证明了① 的存在。如图所示,塑料管中灌满水,用一张纸覆盖管口并压紧,然后将塑料管悬空倒置,管中的水和纸都不会落下,是因为② 的作用。
❸ 测定大小:③ 实验是最早测出大气压值的实验。大气压相当于760 mm高水银柱产生的压强,在粗略计算中,标准大气压可以取为1×105 Pa。
a.玻璃管中水银柱的高度只与水银的密度和大气压的大小有关(p0=ρ水银gh),与玻璃管的粗细、是否倾斜等因素④ 。
b.若用水做托里拆利实验,水柱大约⑤ m高(g取10 N/kg)。
c.若玻璃管漏气,水银柱的高度⑥ ,所测大气压的数值⑦ 。
❹ 说明
(1)大气压与高度的关系:海拔越高,大气压强越⑧ 。
(2)沸点与气压的关系:液体的沸点随气压的减小而⑨ ,随气压的增大而⑩ ,压力锅是利用此原理工作的。
(3)与体积的关系:温度不变时,一定质量的气体,压强随体积的增大而 。
❺ 应用:用吸管吸饮料、拔火罐、吸盘等。
❶ 如图是某科研小组用来观察并研究大气压的两个实验装置,由图甲实验数据可判断当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。若拿着图乙的自制气压计从山脚爬到山顶,玻璃管内液面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
考点二 流体压强与流速的关系
❶ 流体:物理学把具有流动性的 和 统称为流体。
❷ 关系:流体压强与流速的关系:流体中,流速越大的位置压强越 。
❸ 飞机的升力:如图所示,飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面较平,飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,机翼上方的空气流速较 ,对机翼上表面的压强较 ;下方的空气流速较 ,对机翼下表面的压强较 。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生升力的原因。
现象及应用
(1)火车站台上的黄线。
(2)向两张纸片中间吹气,两张纸片向中间靠拢。
(3)从下垂的纸条上方沿水平方向吹气,纸条会飘起来。
(4)两船不能并排高速航行。
❷ (教材素材改编题)如图所示,在两支玻璃棒上放了两个乒乓球,用吸管往两球中间吹气,观察到的现象是 ,这一现象说明 。
❸ (教材素材改编题)用吸管喝饮料,是利用了 (填物理知识或原理)的知识。将一根吸管弯成直角,并在弯折处剪开一个口,如图所示。往B管中吹气,可以看到A管中的水面 。用力从B管中吸气,可以看到A管中的水面 (后两空均选填“上升”“不变”或“下降”)。
重难点一 大气压强
如图所示,通过细玻璃管向瓶中吹入一定量的气体后,玻璃管中的水柱上升至P处,此时瓶内气体的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压。将这个自制气压计从15楼移到1楼,玻璃管中的水柱将 ,这是因为大气压随海拔的减小而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
大气压强的存在会对大气中的物体产生压力的作用,物体受到压力的作用会发生形状或运动状态的改变,据此判断大气压强的存在。
❶ 如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变 。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越 。
重难点二 流体压强与流速的关系
(2025·廊坊一模)下列现象能用流体压强与流速关系知识解释的是 ( )
在解答流体压强与流速的关系的问题时,首先要判断哪部分流速快,哪部分流速慢,流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大。
❷ (2025·邯郸一模)风洞是一种利用人造气流模拟自然环境的实验设备,在航空航天、汽车工业、建筑设计等领域发挥着重要的作用。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,其上方气体流速大,压强 ,下方气体流速 ,压强大,从而获得向上的升力。
命题点一 大气压强
❶ (2025·河北节选)“更喜岷山千里雪,三军过后尽开颜。”诗句抒发了红军将士成功翻越雪山后的豪迈之情。岷山海拔高,山顶处的大气压比山脚下的大气压 。
❷ (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: 。
命题点二 流体压强与流速的关系
❸ (2022·河北改编)如图所示的四幅图中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
❹ (2021·河北改编)如图所示,能够说明流体压强与流速关系的是 ( )
❺ (2025·河北节选)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强 而带来的危险。
❻ (2023·河北节选)在离桌边约20 cm的地方放一枚铝质硬币,在硬币前10 cm左右放置一个高度约2 cm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 。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①大气压 ②大气压 ③托里拆利 ④无关 ⑤10 ⑥降低 ⑦减小 ⑧小 ⑨降低 ⑩升高 减小
对应练习
1.低于 上升
液体 气体 小 大
小 小 大
对应练习
2.两球向中间靠拢 流速大的地方压强小
3.大气压 上升 上升
重点难点·提升训练
重难点一
例1.大于 下降 增大 解析:玻璃管中的水柱上升至P处,高于瓶内液面,说明瓶内气体的压强大于外界大气压;大气压与高度的关系是海拔越高,气压越低,所以将自制气压计从15楼移到1楼,海拔变低,外界大气压变大,瓶内气体的压强不变,水柱下降。
变式训练
1.小于 大 小
解析:用两个吸盘模拟马德堡半球实验,将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强小于大气压强,在内外压力差的作用下,很难拉开。若在吸盘上戳一个小孔,气体进入,吸盘内部气体压强会变大。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越小。
重难点二
例2.D 解析:硬纸板不掉下来利用了大气压,故A不符合题意;飞艇在空中漫步是受到空气的浮力作用,故B不符合题意;向烧瓶浇冷水,烧瓶内水蒸气遇冷液化导致烧瓶内液面上方的气体压强减小,由于液体的沸点与液体表面上方的气体压强有关,气压越低、沸点越低,此时水的沸点降低,停止沸腾的水重新沸腾,故C不符合题意;飞机飞行时,机翼上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生向上的压强差、压力差,从而获得升力,故D符合题意。
变式训练
2.小 小 解析: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。
河北中考·考向体验
1.低 解析:大气压随高度的升高而降低,山顶海拔高于山脚,气压更低,所以岷山的山顶处的大气压比山脚下的大气压低。
2.大气压 空气吸盘(合理即可)
解析:铁桶里的水被加热,产生大量的水蒸气。把桶口堵住,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。大气压的应用在生活中有很多实例,比如空气吸盘,钢笔吸墨水等。
3.D 解析:用吸管吸饮料的原理:先把吸管内的空气吸走,此时吸管内的气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A不符合题意;热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故B不符合题意;向烧瓶上浇冷水,瓶内压强变小,水的沸点降低,停止沸腾的水又沸腾了,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C不符合题意;a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,故D符合题意。
4.D 解析:液体内部的压强随着深度的增加而增大,即越往下面,河水的压强越大,所以拦河坝设计成上窄下宽,故A不符合题意;高压锅可以增大锅内的压强,提高水的沸点,食物在高温下容易煮熟,故B不符合题意;吸盘要固定在玻璃上,需要先用力挤压吸盘,把吸盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在玻璃上了,利用的是大气压,故C不符合题意;在站台上的乘客要站在安全线以外候车,是因为空气流速越大的位置压强越小,故D符合题意。
5.小 解析:人离列车太近,列车进站时,人和列车之间的空气流动速度加快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,会被强大的气流压向列车,从而造成危险,所以小明在站台上的安全线外候车。
6.小 解析: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。
学科网(北京)股份有限公司
$