103气体的压强（原卷版）

苏科版八年级下册第十章《压强和浮力》10.3气体的压强【知识梳理】一、大气压1．概念：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，一般用P0表示。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。2．产生原因：因为空气受重力并且具有流动性。3．有关大气压的实验：（1）大气压的存在——实验证明：①历史上著名的实验——马德堡半球实验②小实验——覆杯实验（2）大气压的实验测定：托里拆利实验。①实验步骤：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些后不在下降，这时管内外水银面的高度差约为76cm。②原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动，故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压＝水银柱产生的压强。③结论：大气压P0＝76cmHg＝1.0×105Pa（水银高度差随着外界大气压的变化而变化）④说明：A．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；B．不用水做本实验的原因：水的密度较水银小的多，管内外的液面高度差将超过10m，器材准备不方便；C．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。D．标准大气压：支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。一个标准大气压即：1.013×105Pa（76cmHg）E．如果玻璃管内混入了空气，会导致测量结果偏小。（3）大气压的粗测①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内空气。然后，用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔；②用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L侧面，用这个长度去除它的容积V，由得活塞的横截面积S；③用细线拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后慢慢地拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数（即大气对活塞的压力）F；④再由计算得出大气压值。⑤实验误差分析：误差一：由于实验中不可能将空气排尽，针筒内空气对活塞会有压力，将使得测量结果偏小。如图所示，活塞受力平衡，所以F0=F+F1，则F＜F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）小于真实的大气压力。改进措施：如下图所示，先用注射器吸入一定量的水，然后将针头朝上，将所有水推出，就像医生给病人打针前排空气那样，再用蜡或橡皮帽封住注射器的头。 误差二：由于实验中不可避免的会存在摩擦，从而导致测量结果会偏大。如图所示，活塞受力平衡，所以F0+f=F，则F＞F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）大于真实的大气压力。改进措施：a.在活塞与针筒壁之间涂抹润滑油。b.测量出摩擦力的大小，利用二力平衡知识，计算出大气压力，即F0=Ff。具体做法是：如下图所示，先不要排针筒内空气及封头，使得针筒内气压始终等于大气压，按照正常的实验步骤拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数，此示数即为活塞受到的摩擦力，即F’+F0=f+F0，F’=f。4．大气压的特点（1）大气压特点与液体压强特点类似，可把大气想象成放在一个以地面为容器底部，大气层外边界为液面的液体。因此大气压有以下特点：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大气的密度越大，压强越大。而大气的密度与地点、天气、季节的变化有关。水蒸气比空气密度小，而夏天或阴天空气中的水蒸气含量高与冬天或晴天，所以冬天或晴天的空气密度更大。所以，一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。③大气压随高度增加而减小（类似于液体中深度越小的地方，压强越小），其原因是越高的地方空气越稀薄，空气密度越小，压强越小。（2）大气压变化规律研究：在海拔2000米以内，每上升10m，大气压大约降低100Pa。（3）测量工具：测定大气压的仪器叫气压计。水银气压计和无液气压计。（4）部分气体压强：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；质量一定的气体，体积不变时，温度越高，压强越大，温度越低，压强越小。（5）沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。应用：高压锅。如图是家庭常用的高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀，使得锅内气压维持一大于大气压的定值而不会继续增大。从而更快的做熟食物。气孔3正常情况下无作用，图中未画出。5．大气压应用： 用吸管吸饮料 钢笔吸水 使用带吸盘的挂衣勾活塞式抽水机二、流体压强与流速的关系1．流体：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：流速越大的位置，流体的压强越小。3．实验证明：4．应用：飞机机翼飞机机翼做成上弧面下平面的形状，当空气气流从机翼上下方通过时，由于气流通过上下表面的时间相同，但经过上表面的路程大于下表面的路程，所以上表面空气气流速度更快，压强更小，于是下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的压力F1，使得机翼获得了向上的升力F升=F2F1。5．流体在一根管道中流动，越细的位置流速越快。【典例分析】1．（2023·湖南岳阳·八年级期中）下列说法正确的是（）A．墨水会被吸进钢笔，是利用了大气压强B．船闸、注射器、锅炉水位计利用了连通器原理C．托里拆利实验中换用更粗的玻璃管实验，测量值偏小D．用高压锅能更快地把食物煮熟，是因为气压越高沸点越低2．（2023·广东深圳·八年级期中）如图所示，不能用流体压强与流速的关系来解释的是（） A．用漏斗向下吹气，乒乓球不下落 B．站在安全线以外候车 C．向两张纸中间吹，纸张向中间靠拢 D．水杯倒置，纸片没有掉下来3．（2022·湖北十堰·八年级月考）如图是老师在课堂中所做的大气压强演示实验。（1）图甲中马德堡半球实验不仅证明大气压存在，而且说明______；（2）如图乙，向A中瓶内充气，原先沸腾的水停止沸腾；从B中瓶内抽气，停止沸腾的水又重新沸腾。其中与高压锅原理相同的是______，能验证“在液面气压减小时，液体沸点降低”的是______（均选填图乙中“A”或“B”）。【夺冠训练】一、单选题1．（2023·广西南宁·中考模拟）下列利用流体压强与流速的关系的做法是（）A．用吸管吸饮料 B．设置站台安全线C．盆景自动供水 D．茶壶盖上开小孔2．（2023·河南开封·中考模拟）同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是（）A．甲图中，装有水的瓶子竖直放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显B．乙图中，当压强计的探头在水中的深度增大时，U形管两边液面高度差变小C．丙图中，测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积，可以估测出大气压强的值D．丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，说明气压减小，水的沸点升高3．（2023·湖南长沙·九年级期中）1912年，海上发生了两船相撞的诡异事件，当时海上航行的“奥林匹克号”与一艘突然从后面高速赶来的巡洋舰并排前行一段时间后，突然被一只看不见的巨手推动使两船相撞，据专家分析相撞原因是两船中间流体流速较大导致的。你认为下列图片中展示的原理与两船相撞的原因相同的是（）A． B．C． D．4．（2020·湖北武汉·中考模拟）水沸腾后把水倒进烧瓶，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，如图所示，在向瓶底浇冷水的过程中，关于烧瓶内液面上方的气体的描述错误的是（）A．分子的无规则运动会减慢 B．内能会减小C．质量不变 D．压强会变大5．（2023·山东枣庄·八年级月考）在冬天，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，且不易拔出，其主要原因是（）A．软木塞受潮膨胀B．瓶口因温度降低而收缩变小C．瓶内气体因温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧D．瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住6．（2021·福建厦门·八年级月考）我国著名发明家邹德俊发明了一种“吸盘式”挂衣钩，如图所示，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上后，可挂上衣帽等物品而不会掉下，其原因是（）A．因为重力比大气压小 B．因为大气压力和重力平衡C．因为摩擦力等于重力 D．以上说法均不对7．（2022·广东佛山·八年级期中）用水平风吹如图所示的四个模型，其中使模型受到向上升力的是（）A． B．C． D．8．（2022·广西南宁·八年级期中）你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。下列有关这一现象及其解释，正确的是（）A．伞面被向下“吸”B．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强大于下方C．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强小于下方D．伞上方的空气流速小于下方，上方的压强小于下方二、填空题9．（2023·广东佛山·八年级期中）某同学利用两个相同玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管，分别组成如图甲、乙所示的两个装置。用力挤压甲玻璃瓶会看到细管中的水面升高，松手后水面降低到原来的高度，这个实验说明玻璃瓶发生了___________（选填“弹性”或“塑性”）形变。乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼，因为气压随海拔高度的升高而___________（选填：“减小”、“不变”或“增大”），会看到细管中的水面___________（选填：“降低”、“不变”或“升高”）。10．（2022·广东佛山·八年级期中）如图所示的托里拆利实验中，测得的大气压强等于___________m高水银柱所产生的压强，该气压下水的沸点___________（选填“高于”、“低于”或“等于”）100℃。11．（2023·重庆市·中考一诊）如图甲所示为日常生活中用的高压锅，用高压锅煮食物熟得快，其原因是液面上方气压越高，液体的沸点______；如图乙所示装置，当向塑料管A中用力吹气时，细管B中液面将会______。12．（2022·吉林四平·八年级期中）一玻璃管如图所示，当从左端吹气时，B端液面会___________，原因是流速越大的地方，压强越___________。13．（2021·贵州遵义·八年级期中）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、___________（可再生/不可再生）能源；（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________（上/下）的力使风叶旋转。14．（2023·安徽合肥·中考模拟）小明用如图所示的方法测量大气压强：将一个面积为的轻质吸盘按压在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，当弹簧测力计示数为9.8N时轻质吸盘刚好被拉开，则大气压强值约为______Pa。15．（2023·广东珠海·中考模拟）如题图，水平桌面上平行放上两支铅笔做导轨，导轨上放上两只乒乓球。用吸管往两球之间吹气，发现两球会相互___________（选填“靠近”或“远离”）。这是因为吹气时，两球间的空气流速___________，造成两球之间的气体压强。如题图，两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向，只能上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB，当相同的风速吹向飞机模型时，FA___________FB（填“大于”、“等于”或“小于”）。三、实验题16．（2023·江苏无锡·八年级期末）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；B．如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。请根据他们设计的方案回答以下问题：（1）测量中，分析研究的是大气对______（选填“针筒”或“活塞”）的压力；（2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处的空气无法排尽，这将会使测量结果______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；（3）测量前，有同学建议在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处：一是活塞的密封性好；二是可以______。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小______对实验的影响，从而提高实验的精确程度；（4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的______（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的