专题10-3大气压强流体压强与流速的关系

第十课压强第3节大气压强流体压强与流速的关系基础知识过关一、大气压强1.定义：大气对浸在它里面的物体产生的压强。2.产生原因：由于气体受到重力作用且具有流动性。3.大气压的测量：意大利科学家托里拆利最早测出大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强，标准大气压P0≈1.013x105Pa，在粗略计算时，标准大气压可以取为1x105Pa。注意：①管内水银柱由大气压支撑，则这段水银柱产生的压强与大气压强相等；②管内外水银柱的高度差与管的倾斜程度、管的粗细、管的位置（上下）等因素无关；③管内外水银柱的高度差与外界大气压、管内是否混有空气等因素有关；④托里拆利实验不仅证明了大气压的存在，也测量出了大气压值。4.与高度的关系：海拔越高，大气压越小。5.对沸点的影响：沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高，标准大气压下水的沸点为100℃。二、流体压强与流速的关系1.流体：把具有流动性的液体和气体统称为流体。2.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。3.飞机的升力：飞机机翼横截面的上表面弯曲，下表面比较平，飞机前进时，机翼上方的空气流速较快，压强较小；下方空气的流速较慢，压强较大。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有向上的压力差，这就是产生升力的原因。高频考点过关考点一：大气压强1．（2022•湘潭）有关大气压的说法正确的是（）A．马德堡半球实验证明了大气压强的存在 B．牛顿最早精确测出了大气压强的值 C．离地面越高，大气压强越大 D．气压越低，水的沸点越高【答案】A【解答】解：A、马德堡半球实验最早证明了大气压的存在，故A正确；B、托里拆利最早测出了大气压的数值，故B不正确；C、大气压强随海拔高度的增加而减小。离地面越高，大气压强越小，故C不正确；D、水的沸点与气压有关，气压越高，沸点越高，故D不正确。故选：A。2．（2022•枣庄）如图是测量大气压强的实验装置，玻璃管长约1米，槽内装有水银。下列说法正确的是（）A．将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜，玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm B．若将玻璃管向上提2cm，但玻璃管口仍在槽内水银面以下，则玻璃管内外水银面高度差变为780mmC．在实验中，若玻璃管内混入少量空气，所测的大气压值偏大 D．将此装置从山脚移到山顶，管内外水银面高度差变大【答案】A【解答】解：A、在测量过程中，由于外界的气压不变，则支持的水银柱的高度不变，如果玻璃管倾斜，管内水银的长度会变长，但高度差不变，故A正确；B、水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，若将玻璃管向上提2cm，但玻璃管口仍在槽内水银面以下，不会影响水银柱的最终高度，则玻璃管内外水银面高度差仍为760mm，故B错误；C、玻璃管中混入了空气，空气会对水银柱产生向下的压强，抵消了大气压的部分作用效果，所测高度将变小，则所测的大气压值偏小，故C错误；D、因为大气压随高度的升高而降低，故将此装置从山脚移到山顶，管内被托起的水银将下降，即管内外水银液面高度差减小，故D错误。故选：A。3．（2022•贺州）下列选项中，与大气压作用有关的是（）A．弹簧测力计 B．吸盘式挂钩 C．破窗锤 D．密度计【答案】B【解答】解：A、弹簧测力的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比或者是在弹性限度内，弹簧所受的拉力越大，弹簧的伸长量就越大，与大气压无关，故A不合题意；B、把吸盘紧压在光滑的墙上，把吸盘内的空气排出，大气压就把吸盘紧压在了墙上，在钩上可以挂衣服，故B符合题意。C、破窗锤两端做成锥形，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，与大气压无关，故C不合题意；D、密度计是用来测量液体密度的测量仪器，与大气压无关，故D不符合题意。故选：B。4．（2022•成都）又到了轻松而愉快的周末，家住成都的小新同学起床洗漱后，吃着糕点，喝着牛奶，推窗远望，眼前是城区与雪山同框的一幅美丽画卷。对于小新生活场景（如图）的分析，正确的是（）A．甲图中，塑料吸盘挂钩靠分子引力贴在墙壁上 B．乙图中，吸管一端做成斜切口是为了增大压力 C．丙图中，使用吸管喝牛奶利用了大气压的作用 D．丁图中，远处雪山山顶的大气压比成都城区高【答案】C【解答】解：A、塑料吸盘被大气压挤压，挂钩靠摩擦力贴在墙壁上，故A错误；B、吸管一端做成斜切口是减小受力面积，增大压强，故B错误；C、使用吸管喝牛奶，吸管内的压强小于外界压强，大气压将液体压入吸管，故C正确；D、海拔越高，气压越低，所以远处雪山山顶的大气压比成都城区低，故D错误；故选：C。5．（2021•泸州）目前，我国上市的新冠疫苗已经达到4个，据了解疫苗需在2～8℃的冰箱中保存。下列说法正确的是（）A．注射器吸取疫苗液体的原理和用吸管喝牛奶的原理相同 B．注射疫苗前，用酒精对皮肤消毒，因酒精升华吸热使皮肤感觉凉爽 C．注射疫苗时选用的注射器针尖较细是为了减小压强 D．打开冰箱时看到周围有“白雾”，这是由于水蒸气吸热汽化形成的【答案】A【解答】解：A、注射器吸取疫苗液体的原理和用吸管喝牛奶的原理相同，都是利用了大气压，故A正确；B、皮肤感到凉爽，是因为酒精汽化吸热使皮肤降温，故B错误；C、注射器的针尖做得很细，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C错误；D、打开冰箱门时冒出一团“白气”是空气中的水蒸气遇冷就会液化形成“白气”，故D错误。故选：A。6．（2021•绍兴）用真空采血管抽血时，将采血针一端刺入人体静脉后，另一端插入真空采血管的胶塞，血液便会自动流入采血管。血液能够流进真空采血管的动力来自（）A．大气压 B．人体内血压 C．护士的拉力 D．血液自身重力【答案】B【解答】解：真空采血管在组装后应保持一定的负压，即真空试管内气体的压强低于大气压，针头插入检查者的静脉时，在检查者体内血压的压力下，血液流入真空采血管。故B正确，ACD错误。故选：B。7．（2022•辽宁）中考过后，小鹏去森林公园游玩，森林中气温比外界低，原因之一是森林涵养水源。水的较大，气温上升得慢。溪水沿着石缝向下流淌，因为受到力的作用。他带着自制的气压计（如图所示），到达山顶时，液柱高度会。【解答】解：森林里的空气中含有水分多，水的比热容大，在其他条件相同的情况下，吸收相同的热量，水温升高少，使得气温上升的慢；地球周围的物体始终受到重力的作用，并且重力的方向竖直向下，所以溪水沿着石缝向下流淌；把自制气压计从地面到达山顶时，瓶内空气的压强不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的高度会变大。故答案为：比热容；重；上升。8．（2021•苏州）如图是小明利用V＝2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。（1）利用刻度尺测量出的长度l为10cm，即可算出活塞横截面积为cm2；（2）把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F＝2.1N，据此可测得大气压值p＝Pa；（3）考虑到活塞与筒壁之间有摩擦，小明继续拉动一小段距离后，缓慢退回注射器筒，在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F'，则大气压值p'＝（用题中出现的物理量符号表示）；（4）实验时若筒内空气没有排尽，此因素将导致所测大气压值（偏大/偏小/不变）。【解答】解：（1）注射器带刻度部分的容积为2mL，长度l为10cm，则活塞的横截面积：；（2）大气压：＝；（3）由题意知，设外界大气对活塞的压力为F0，筒与筒壁之间的摩擦为f，第一次活塞被拉出注射器时，活塞受力情况为：F＝F0+f，第二次活塞退回注射器时，活塞受力情况为：F0＝F′+f，则外界大气对活塞的压力为F0＝，故大气压值为；（4）若筒内空气没有排尽，则所需拉力偏小，在受力面积一定时，所测大气压值就偏小。故答案为：（1）注射器带刻度部分；0.2；（2）1.05×105；（3）；（4）偏小。9.（2020•益阳）“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示，医生先用点燃的酒精球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105Pa，小罐底部和开口部位的面积均为10cm2，罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104Pa，不计小罐重力。求：（1）罐内空气对皮肤的压力；（2）皮肤对小罐的支持力。【解答】解：（1）罐内空气对皮肤的压力：F内＝pS＝9.0×104Pa×10×10﹣4m2＝90N；（2）皮肤受到的外界大气压力：F外＝p外S＝1.0×105Pa×10×10﹣4m2＝100N，由力的平衡得火罐对皮肤的压力：F压＝F外﹣F内＝100N﹣90N＝10N，因为压力和支持力是一对相互作用力，故皮肤对火罐的支持力：F支＝F压＝10N。答：（1）罐内空气对皮肤的压力为90N；（2）皮肤对小罐的支持力为10N。考点二：流体压强与流速的关系10.（2022•遵义）出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线，如图所示。下列相关说法正确的是（）A．足球在飞行过程中没有受到力的作用 B．足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转 C．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大，外侧流速小 D．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小，外侧流速大【答案】C【解答】解：A、足球在飞行过程中受到竖直向下的重力、空气的阻力的作用，故A错误；B、惯性是一种性质，不能说物体受到惯性的作用，故B错误；CD、足球向内侧偏转，这说明外侧空气的压强大、内侧空气的压强小，内侧的流速大、外侧的流速小，故C正确、D错误。故选：C。11．（2022•梧州）学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏漩涡，若被卷其中可能会出现危险，因为漩涡中心（）A．水流速度大，压强大 B．水流速度小，压强小 C．水流速度大，压强小 D．水流速度小，压强大【答案】C【解答】解：漩涡的外部的水流速小，压强大，漩涡内的水流速大，压强小，在压强差的作用下，容易将附近的人“吸”进漩涡，发生危险。故选：C。12.（2022•福建）如图，小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升，这是因为吸管上方空气（）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【答案】B【解答】解：在吸管的上方推动注射器的活塞时，吸管上方空气的流动速度较大，压强较小，在瓶内气压作用下水面上升。故选：B。13．（2022•广州）如图1，连通器中的水静止，此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气，水面稳定后如图2所示，此时a、b处的气压为pa、pb，水面下c、d处水的压强为pc、pd，若大气压保持不变，则（）A．pc＞pd B．pa＞pb C．pa0＞pa D．pb0＝pb【答案】B【解答】解：吹气前，该装置为连通器，连通器的水静止不流动时，水面是相平的，水面上方的压强是相同的，所以pa0＝pb0；在b上方持续水平吹气，b中液面的上方的空气的流速变大，压强变小，所以pa＞pb；由于b处的流速变大，压强变小，所以pb0＞pb；此时左侧两管相等于是一个连通器，液体密度相同，c、d处深度相同，所以pc＝pd；综上所述，B正确。故选：B。14．（2021•威海）如图所示，水平放置的“H”形容器，右侧装有植物油，左侧可能装有水或酒精，中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封，活塞处于静止状态，则左侧可能装有哪种液体？若想让活塞向左侧移动，可以在什么位置水平吹气？（ρ水＞ρ植物油＞ρ酒精）（）A．水a处 B．水b处 C．酒精a处 D．酒精b处【答案】C【解答】解：由图知，活塞处于静止状态，则左右两侧受到液体的压强是相同的，且左侧液体的深度要大于右侧液体的深度，根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度要小于右侧液体的密度，已知右侧装有植物油，且ρ水＞ρ植物油＞ρ酒精，所以左侧装的液体为酒精；若想让活塞向左侧移动，则需要减小左侧上方的气体压强，可以在a处吹气，a处空气的流速变快，气体压强变小，则压强差的作用下，活塞会向左移动。故选：C。15．（2020•温州）兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系，将吹风机对准竖管上端管口向下吹风，在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是（）A．乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B．装置中三个水平玻璃管的横截面积不同 C．三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D．该装置可以测量竖管中各处的压强大小【答案】C【解答】解：由图中实验装置可知，将吹风机对准竖管上端管口向下吹风，由于竖管口越来越粗，所以风的流动速度越来越慢，即最上端的空气流速快、水平玻璃管左端开口处压强小，最下端的空气流速慢、水平玻璃管左端开口处压强大。三个乒乓球右侧的空气流速慢，压强大，产生向左的压强差，且压强差由上至下依次减小，三个乒乓球在压强差的作用下会向左运动，所以会产生三个乒乓球向左运动的位置不同的现象。故只有选项C说法正确。故选：C。16．（2022•镇江）如图为自制发球机示意图，当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体压强变。已知球的质量为2.5g，竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5cm2，若不计管壁摩擦，当球下方和上方气压差为Pa时，球恰能上升；若考虑管壁摩擦，则需要乒乓球上方的风速（g取10N/kg）。【解答】解：当吹风机向水平管吹风时，乒乓球上方的气体流速大，压强小，小于下端管口气体压强，原本静止的乒乓球沿管上升；球的重力G＝mg＝2.5×10﹣3kg×10N/kg＝2.5×10﹣2N，球下方受到的压力F＝G＝2.5×10﹣2N，受力面积S＝12.5cm2＝12.5×10﹣4m2，球下方和上方气压差p＝＝＝20Pa；若考虑管壁摩擦，则需要增大乒乓球上方的风速，则球下方和上方气压差增大，从而使球沿竖直管上升。故答案为：小；20；增大。17