2019-2020学年八年级物理下册期中期末考点大串讲-专题06 气体压强与流体压强(知识点串讲)(解析版)
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专题06 气体压强与流体压强(知识点串讲)
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重难点突破
知识点一 大气压的存在
1.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,一般有p
0
表示。
2.产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
3.大气压的存在——实验证明:历史上著名的实验——马德堡半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验。
说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。
高压锅
外称大气压。
典例1:(2019春•江北区期中)如图所示是物理教材中的演示实验
或示例图片,用来说明大气压强存在的是
( )
【答案】A
【解析】
活塞式抽水机是利用大气压强工作的,当活塞向上运动时,里面的气压减小,水在外界大气压的作
用下向
上运动,故A正确;茶壶的壶嘴和壶身构成了连通器,同种液体静止时,液面相平,故B错误;锅
炉水位
计也是利用连通器的原理制成的,故C错误;船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,故
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D错误。
故选:A
知识点二:大气压的测量及工具
1.大气压的实验测定:托里拆利实验。
2.测量
结果:p
0
=760mmHg=76cmHg=1.01×10
5
Pa(叫标
准大气压)
说明:
(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为
真空;若未灌满,则测量结果偏小。
(2)将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
3.测定大气压的仪器叫气压计;分为:水银气压计和无液气压计
典例2:(2019春•硚
口区期中)大气压强,如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,
下面说法正确的是
( )
A.玻璃管内水银面的上方有少量空气会使实验测量值偏大
B.将该装置从山底拿到山顶做实验,水银柱会变低
C.标准大气压大约可抬起760cm高的水银柱
D.玻璃管倾斜会使得水银柱变高
【答案】B
【解析】实验中玻璃管内水银面的上方是真空,若水银面的上方有少量空气,则水
银面上方就有一琮的气压,
这时就会将水银向下压一些,测量值会偏小,故A错误;大气压随高度的增加
而降低,而水银柱的高度是
由外界大气压决定的,外界大气压越大,水银柱就越高,而山顶上的大气压更
小,所以水银柱会变低,故B
正确;标准大气压大约可支撑760mm=76cm高的水银柱,故C错误
;由于外界大气压不变的情况下,玻璃
管内的水银柱的高度不会变,故D错误。
故选:B。
典例3:(2019春•鄂伦春自治旗期末)如图所示是“估测大气压的值”的实验装置,下列关于该实
验的分析中
错误的是( )
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A.测量活塞受到的大气压力时,利用了二力平衡的知识
B.将活塞推至注射器简的底端是为了排尽筒内空气
C.如果装置漏气会造成大气压的测量值偏小
D.为计算活塞的横截面积,需要测出注射器的全部长度
【答案】D
【解析】当注射器中的活塞开始滑动时,说明弹簧测力计的拉力恰好等于大气对活塞的压力,故A正确;
为了排尽注射器内的空气,实验时应将活塞推至注射器筒的底端,故B正确;当注射器漏气时,活塞受到
内
部气压的压力作用,而导致弹簧测力计的拉力F减小,所以所测大气压值会偏小,故C正确;根据公式
p
可知,要测出活塞的横截面积,只需要测出内部空间中的容积及长度即可,故D错
误。
故选:D。
知识点三: 大气压的变化
1.大气压随高度增加而减小,在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa;
2.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。
3.沸点与气压:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
4.体积与气压
:内容: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。
典例4:(2019春•沙坪坝区校级月考)意大利杰出物理学家
第一次测出了大气压强的大小。
F
S
在高山上“煮米饭不熟”,这是由于高山上气压较
(选填“高”或“低”),从而使得水的沸点较低。
【答案】托里拆利;低
【解析】意大利
科学家托里拆利,利用一根1m长的玻璃管测出了大气压;随着海拔的升高,气压反而越小,
沸点越低,
故在高山上“煮米饭不熟”。
知识点四: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
2.液体的压强:液体流动时产生的压强叫流体压强
3.液体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大
典例5:(2019春•华安县月考)高速航行的轮船如果靠得太近,两船内侧的流速
外侧的流速,所以内
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侧的压强
外侧的压强,船体在流体压力作用下,会发生碰撞事故(选填“大于”、“小于”、“平衡”)。
【答案】大于;小于。
【解析】由于船侧面为凸面,在航行中,如果两艘船靠得很近并肩行驶
时,内侧两船的中部空间比较小,水
的流速更大,大于两船外侧水的流速,导致中间的压强小于两船外侧
的压强,则两船外侧水对船的压力大于
内侧水对船的压力,故船体在流体压力作用下,会发生碰撞事故。
同步练习
一、单选题
1.(2019春•龙岩月考)下列现象中,说明大气压存在的是( )
A.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
B.茶壶的壶嘴和壶身要大致等高
C.用抽气机抽出灯泡中的空气
D.医生推针管里的活塞,将药液注入病人体内
【答案】A
【解析】用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中,靠的是大气压,故A正确;茶壶的
壶嘴与壶身构成了连通
器,两者等高,是利用了连通器原理,故B错误;用抽气机抽出灯泡里的空气是利
用流体压强与流速的关系,
在灯泡外面加速空气的流动,形成低气压,灯泡内的空气就会出来,故C错误
;医生推针管里的活塞,将药
液注入病人体内,是利用压强的作用,与大气压无关,故D错误。
故选:A。
2.(2018秋•西湖区校级月考)在教室内常放置一台饮水机。现将一满罐饮
用水(高约40cm)开口朝下浸没
在水中,如图所示,现将饮水机罐慢慢朝上提起,在瓶口离开液面前
,出现的结果是( )
A.仍是满灌水
C.水将全部流出
【答案】A
【解析】由于瓶内无气压,而外面的水面上受到大气压的作用,大气压能支撑约1
0.3m的水高,所以能将罐
内的水支撑起来。
B.水将流出一部分
D.以上答案都不对
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故选:A。
3.(2019春•武汉月考)下列物理现象解释正确的是(
)
A.硬币能越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大
B.松开手后挂在绳下的铁锁只受到重力的作用
C.箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
D.利用惯性使锤头套紧
【答案】D
【解析】从硬币上方吹气时,空气流动速度增
大,压强减小,而硬币下方的压强几乎不变,所以硬币越过“栏
杆”,故A错误;挂在绳下的铁锁除了受
到重力作用外,还受到绳子对它的拉力作用,故B错误;
箱子没有被推动,箱子保持静止状态,说明物
体受力平衡,而水平方向上受到摩擦力和推力,所以这两个力
大小相等,故C错误;锤子的锤头松了,用
锤柄撞击地面前,锤柄和锤头是运动的,撞击时,锤柄停止运动,
锤头由于惯性保持原来的运动状态,紧
紧地套在锤柄上,故D正确。
故选:D。
4.(2020•河北区一模)用托里拆利实验测
定大气压的数值(玻璃管内水银面上方是真空),下列过程会导致
测量数值发生变化的是( )
A.使玻璃管稍下降一点 B.使玻璃管稍倾斜一点
C.将实验从山下移到山上 D.换用稍粗点的玻璃管
【答案】C
【解析】利用托里拆利实验测定大气压时,只要玻璃管露出水银面的高度大于76
0mm,露出的高度高点或
低点、是否有倾斜等都不影响,故选项A、B错误;与决定水银柱高度的是外
界大气压与管内气压之间的差
异大小,与管的粗细无关,故选项C正确、选项D错误。
二、填空题
5.(2019春•工业园区月考)一根饮料吸管,用小刀从管的中间割一个口,
有一部分连接,然后弯成直角,
将管的一端插入盛有水的烧杯中,如图,从另一端向管内吹气,会看到管
中液面 (填“上升”、“不变”
或“下降”)。其原因是
。
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【
答案】上升;向管内用力吹气时,管上方空气的流速大,压强小,所以直管中的水在大气压的作用下从竖
管中上升。
【解析】把吸管一端放进水里,从另一端用力吹气时,直管上方的空气流速变大,压强变小
,水在大气压的
作用下从竖管中上升。
6.(2018秋•西湖区校级月考)如图所示,用双
手分别捏着两张纸条的一端,使它们垂挂在胸前,如果沿两
张纸的中间向下吹气,可能会发生什么现象?
你看到了什么现象?对此你产生了什么疑问?将它记录在下面
的横线上。
(1)可能发生的现象是: ;
(2)动手实验后看到的现象是: ;
(3)存在的疑问是: 。
【答案】(1)两张纸分开或两张纸向中间靠拢;(2)两张纸向中间靠拢;(3)为什么两
张纸向中间靠拢,而
不分开。
【解析】此实验为课本中的一个小实验,实验说明流体压强与流
速的关系;当向中间吹气时,中间的空气流
动速度增大,压强减小,纸外侧的压强不变,纸受到向内的压
强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外
的压力,将看到纸在压力差的作用下向中间靠拢;此现象说
明气体流速越大的地方压强越小。
7.(2018秋•西湖区校级月考)阅读下列材料,然后回答问题。
物理学中把具有流动性
的液体和气体统称为流体。当流体处于流动状态时,内部各处的压强有什么规律?
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(1)小明同学将图A所示的玻璃管装置接到水流稳
定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个
轻直管中液面的高度并不相同,从图中可以看出在
A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大。
可见流体的压强与流速之间有着一定的关系,
由图A所示的实验,可以得出流体的压强与流速之间的关系
是:
。
(2)小明又自制了一个飞机翼模型(如图B),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用
电扇迎面
吹风来模拟飞机飞行时的气流,比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系,在
图B所示的
实验中,电扇转动后,机翼上方气流的速度
(选填“减小”“增大”或“不变”),机翼上方气体的压强将
(选填“减小”“增大”或“不变”),托盘测力计的示数
(选填“减小”“增大”或“不变”)。
【答案】
(1)流速越大的位置压强越小;(2)增大;减小;减小
【解析】(1)A图中,在流量一定时,管
子越细,水的流速就越大,而管上方液柱的高低反映了压强的大小,
由此得出流体压强与流速的关系:流
速越大的位置压强越小;
(2)电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路
程长,流速大,压强小,从而
形成了一个向上的压强差,相当于受到一个向上托的力,使托盘测力计的示
数减小。
三、实验题
8.(2018春•惠来县月考)小梁同学用实验测量某地大气压的值
。她在长约1米,一端封闭的玻璃管里灌满
水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,
管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如
图所示。
(1)这是著名的
实验,以下操作中会影响测量值的是 。
A.玻璃管稍粗些B.将玻璃管倾斜
C.把玻璃管稍向上提一些,但不离开液面D.外界大气压发生变化
(2)如图,此时的大气压值为 毫米水银柱,已知水银的密度为13.6×10
3
kgm
3
,她通过计算得出大
气压的值为 Pa。
【答案】(1)托里拆利;D;(2)9.3296×10
4
。
【解析】(1)托里拆利实验测定大气压时,水银柱高度的是外界大气压与管内气压之间的差异大小有关,与
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玻璃管的长度无关,只要玻璃管露出水银面的
高度大于760mm即可;也与玻璃管是否有倾斜、管的粗细等
都不影响。故选D。
(2)水银柱的高度应为竖直高度,即为70cm=700mm,计算得到大气压强值:
p=
ρgh=13.6×10
3
kgm
3
×9.8Nkg×0.7m=9.329
6×10
4
Pa。
9. (2019•泰州中考)小明用2mL的注射器、量程为0
~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本
实验的原理是二力平衡和p=
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞
时,记下弹簧测力计的
示数为5.2N;
步骤三:用刻度尺测出注射器
长度为4.00cm
步骤四:算出大气压强值为 Pa
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先
将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的
小孔,这样便于
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的
(摩
擦力大气压力)为0.3N.
小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值 【答案】
F
;刚被拉动;刻度部分;1.04×10
5
;排空注射器内的
空气;摩擦力
S
【解析】实验的原理是二力平衡和
p
F
;安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚
S
被拉动时,记下弹簧测力计
的示数;用刻度尺测出注射器刻度部分长度,大气压强值为
p
FL
5.2N
0.04m
5
1.0410Pa
;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞
至注射器筒的底
63
V
210m
端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这
样便于排空注射器内的空气;取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧
测力计的示数为0.3N由此可
知,此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。
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