2023年秋初二科学复习讲义——第5讲 大气压及相关计算

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2023年秋初二科学复习讲义——第5讲 大气压及相关计算

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5 大气压强及相关计算
一、大气层
1.大气的存在
概念理解:包围地球的空气层就叫_大气层_,由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等组成,主要集中在地表以上_1000_千米左右的高度内。
大气作用:(1)保护地球;(2)保温作用;(3)是人类不可缺少的资源;(4)大气中的水蒸气是形成云的重要条件;(5)为飞机的飞行、鸟类的飞翔等提供了重要的物质条件。
大气的温度:大气温度随高度的升高而_变化;大气温度的变化范围约在-84~2500℃之间。在85千米以上,大气的温度呈逐渐上升趋势;在0~12千米、55~85千米之间气温随高度的增加而_降低_;在12~55千米之间,气温随着高度的增加而_升高_。
3.大气的分层
分层依据:大气温度在_垂直_方向上的变化。
大气分层:根据大气的温度、密度和物质组成等特点,把大气层分为五层,即_对流层_、平流层_、中间层、_暖层/电离层_和_外层/散逸层_,各层的温度随高度上升的变化分别是下降_、升高_、下降_、升高_、升高。
4.对流层
对流层的厚度:对流层在两极地区的厚度约为_8_千米,到赤道则增大到_17~18_千米。其他12千米
对流层的特点:A.最显著的是有强烈的_对流_运动;
B. 各种复杂的天气现象(如云、雨、雪、雷电等)都发生在对流层
对流层集中了地球3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质
C.对流层的厚度不均匀,表现在两极厚度小,赤道厚度大
对流运动规律:热空气上升_,冷空气下沉_。
拓展:(1)对流层——气温垂直递减率为0.6℃/100米;
  (2)平流层——_臭氧_集中层,能大量吸收太阳_紫外线_,使气温随高度增加而迅速上升_;
(3)中间层——陨石在此燃尽(也有对流现象);
  (4)暖层——电离层,气温高达_1000_℃以上,反射电磁波信号;
  (5)外层——空气稀薄,在1000千米以上的高度,大气密度非常小,到距地表5000千米处接近真空。
二、大气压
1.大气压强的存在
(1)、大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强
a.用纸片将盛满水的杯子严密盖住,可倒置提在空中,水不会流出来,
b.滴管中的液体不滴落下来
c.挂钩会吸在墙上
d.自来水笔吸墨水;
e.吸管吸饮料,吸尘器除尘
f.用吊瓶向静脉注射药物时,要在药水瓶的橡皮塞上再插进一个针头
(2)、马德堡半球实验证明——1)大气压强的存在2)大气压强是很大的
2.大气压强的大小
(1)、标准大气压P=1.01×105Pa(在海平面的大气压)即760mm水银柱
(2)、大气压的大小常用空盒气压计或水银气压计进行测量
(3)、大气压的大小跟大气的密度直接相关,离地面越高的地方,大气压就越小;
(4)、人体内也有压强,它抗衡着体外的大气压。
3 .流速与压强的关系
气体(液体)的压强会随流速的增大而减少
(1)当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,原因是:流速大,压强小,离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强,会被大气压向铁轨处,非常危险。
(2)两船平行行驶时,要保持一定的距离
(3)把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗吹气,乒乓球不会掉下来
(4)飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
4.大气压对天气的影响
(1)、在同一高度,不同区域的大气压不一定相同;在同一高度,同一区域,不同时间的大气压不一定相同;
(2)、在相同高度上,气压高的区域叫高压区,气压低的区域叫低压区,
(3)、高压区:地面气压高,密度大,气体向四周扩散,高空气体下沉补充,气体气温升高,水汽消散天气晴朗,空气干燥;
低压区:地面气压低,密度小,气体向上方扩散,气体温度降低,容易凝结成云雨,多为阴雨天气,天空多云。
5.大气压对人体的影响
(1)、高原反应
(2)、拔火罐原理
(3)、飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压
(4)、宇航员在太空行走时必须穿上加压的宇航服
6.大气压对液体沸点的影响
(1)、气压增大时,液体沸点升高,
(2)、气压减小时,液体沸点降低,
应用:在高山上,气压降低,沸点降低。煮饭要用高压锅
7.生活用品与大气压
(1)、真空压缩保存袋
(2)、吸尘器:利用大气压工作的一种清洁工具
三、大气压计算相关题型
1.高压锅相关计算
利用对高压锅减压阀的受力平衡公式来计算大气压
P大气压×减压阀出气孔面积+减压阀重力=P高压锅内气压×减压阀出气孔面积
P气×S+G=P锅内×S
2.吸盘相关计算
利用对吸盘的受力平衡公式来计算大气压
P大气压×吸盘面积=吸盘重力/吸盘及挂重总重力
P气×S=G
3.针筒相关计算
利用针筒左右压力平衡公式来计算大气压
P大气压×针筒面积=活塞拉力(考虑活塞与针筒摩擦力的时候,根据活塞运动情况,增加反向的摩擦力)
P气×S=F
4.实验相关题型
四、典型例题
(一)考点:大气层
【例1】(2022建功期中)2020年12月17日,经过23天的太空之旅,嫦娥五号返回器携带2 千克月壤样品成功从月球返回地球。航天器进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生大量热量,以下关于地球大气层的说法不正确的是 ( )
A. 外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B. 随着高度的上升, 大气逐渐变得稀薄
C. 大气温度在垂直方向上的变化, 是大气层分层的主要依据
D. 返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
【答案】D
【例2】(2022绍初期中)小捷暑假乘飞机旅行,起飞时天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨。起飞一段时间后,突然窗外阳光明媚,天碧蓝碧蓝的,白云竟都在他的脚下,看上去像无际的雪原。下列小明对这些现象作出的分析中错误的是( )
A.“天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候特征
B.飞机起飞的原理是利用“流体压强与流速关系”的原理
C.地面阴雨绵绵,高空却阳光灿烂,这是因为飞机进入了平流层
D.云、雨、雪等天气现象都发生在对流层
【答案】A
【例3】(2023·浙江期中)下列不是地球大气层的功能的是(  )
A.为人类提供资源 B.对地球有恒温保温的作用
C.为生物提供氧气 D.为植物光合作用提供能量
【答案】D
【例4】(2022建功单元)读气温的垂直分布图,完成下列问题:
(1) 在 ABCD 四层中,C为_________; D为_________.
(2)用图中字母填空:天气现象发生在_________,臭氧主要集中在_________与人类生活关系最密切的是_________,有利于高空飞行的_________航天飞船活动的主要空间是_________
(3) D中气温随高度增加而降低,说明了__________(填字母)
A 空气越稀薄, 保温作用越差 B.该层顶部是臭氧层
C. 地面是该层的主要直接热源 D.该层热量直接来自于太阳辐射
【答案】平流层 对流层 D C D C A C
(二)考点:大气压
【例1】(2022建功单元)先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),如图所示,将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。对整个探究活动的分析正确的是( )
A. 探究问题: 大气压强有多大
B. 探究假设: 大气向各个方向都有压强
C. 探究目的: 研究大气的压强与热水温度的关系
D. 探究结论: 大气各个方向压强都相等
【答案】B
【例2】(2022建功单元)2016年7月1日起,全省二级以上医院(除儿童医院)全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物:如图是医院为病人输液部分装置,图中A为输液瓶, B为滴壶, C为透气管与大气相通,则在输液过程中(瓶A中尚有液体),下列说法正确的是( )
①瓶A中液面下降,但A中上方气体的压强不变;
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大:
③在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变;
④滴壶B中的气体压强随A 中液面的下降而减小;
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【例3】(2022建功单元)下列关于气压、高度、气温三者关系的叙述, 正确的是( )
①气压随高度增加而减小 ②在对流层,气温随高度增加而降低③在同一高度上气温高气压低 ④气体的流速越大,气压越大⑤空气总是由低压的地方流向高压的地方
A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.①②④
【答案】A
【例4】(2022建功单元)如图所示是工厂房顶安装的无动力风帽,其凸起的球状体为涡轮,在自然风的推动下,快速旋转,能有效将室内气体向外抽出的通风设施。下列与它工作原理相同的是( )
A. 覆杯实验B. 吸盘挂钩C. 真空压缩袋D. 飘出的窗帘
【答案】 D
【例5】(2022建功单元)小明将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风,在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。你认为下列说法合理的是( )
A. 此实验原理与高压锅工作原理相同
B. 三个通道的左端口处, C 处压强最小
C. 增大吹风机的风速,乒乓球向左移动更明显
D. 若通道变宽,乒乓球向左移动更明显
【答案】 C
【例6】(2022建功单元)如图所示是测量大气压强的实验装置,此时管内外水银液面高度差为760mm,下列对此实验的描述正确的是( )
A. 如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mm
B. 将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
C. 如果不小心管顶部破了个洞, 管中的水银将从上面喷出
D. 将玻璃管稍微倾斜一些,管内水银柱的长度将变大
【答案】 D
【例7】(2022绍初期中)如图是小捷自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中。对此说法正确的是( )
A. 接水后与接水前相比较,玻璃管外的水面上升
B. 接水后与接水前相比较,玻璃管口的水面上升
C. 接水过程中,容器底内表面 a点的压强减少
D. 接水过程中,容器内的水中出现了气泡
【答案】 D
(三)考点:大气压相关计算
【例1】(2022绍初期中)家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好,图乙是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 1.0×105(Pa)。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。气孔 3 正常情况下无作用,图乙未画出。设锅内气压每增加5×10 Pa,水的沸点相应增加 1℃。
此高压锅限压阀的质量为100g,气孔2的面积为10mm ,则锅内的最高温度可达到多少?
(2)经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过 1.8×10 Pa,要使此高压锅能继续安全使用,应配一个质量为多大的限压阀
【答案】 (1) 120℃ (2) 80g
【例2】(2022浙江专题)小科想测量大气压的大小,实验过程如图所示。
(1)将吸盘紧压在厚玻璃板上,往小桶里慢慢加沙,直到吸盘被拉下来为止,如图甲所示。把吸盘和装有沙的小桶放在天平上称量,横梁恢复平衡时。右盘砝码与游码位置如图乙所示,则桶和沙的总质量m=_______ 克。
(2)如图丙,用刻度尺测出吸盘的直径D=_________毫米。
(3)根据上面的测量,写出大气压的表达式:p= ,(用m、D、g、等字母表示)
(4)实验中,小科正确使用了测量仪器,且读数正确,但他发观测量结果总是偏小,其主要原因是 。
【答案】 56.2 15.0 吸盘中的空气没有完全被挤出/未称量吸盘质量
【例3】(2022建功期中)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0.2cm 。
(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__________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,慢慢退回注射器筒。在活塞刚要到针筒内底部时弹簧测力计示数为F’,则摩擦力f=__________,大气压值P=__________(用F、F’ 、V、L表示)
【答案】 注射器带刻度部分 活塞刚好被拉离底部/活塞刚好开始相对针筒滑动时 105000 (F-F’)/2 (F+F’)L/2V
五、学力训练
A组 夯实基础
1.(2022台州期末)2021年6月17日,神舟12号载人飞船成功发射,中国人首次进入自己的空间站。在飞船顺利升空过程中,下列说法不正确的是(  )
A.必须穿过对流层、平流层 B.周围大气密度一直在变小
C.周围环境温度一直在降低 D.周围大气压强一直在变小
【答案】C
2.(2023·湖州中考)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A. B.C.D.
A对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C加热空气后,热气球不断上升 D 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
3.(2022建功单元)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大、压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案最不可行的是( )
A.上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验, 观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
【答案】C
4.(2022建功期中)小明利用废旧饮料瓶制作了如下图装置来模拟风的形成,将其放置在无风的环境中,先点燃大瓶内蜡烛,再点燃小瓶瓶口附近的线香。图中C点线香烟雾的飘动方向为( )
A .向上 B. 向下 C.向左 D. 向右
【答案】C
5.(2023浙江一模)如图所示,某同学将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃板上,再将该玻璃板放置在密闭的玻璃钟罩内,不断抽出钟罩内的空气,一段时间后吸盘滑下。下列是对“抽气后吸盘滑下”原因的解释:①玻璃板受到吸盘的压力减小;②吸盘受到玻璃板的摩擦力减小;③钟罩内气体被抽出,气压减小;④当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时,开始下滑。该解释的合理顺序是(  )
A.②①④③ B.③①②④ C.④③①② D.③②①④
【答案】B
B组 强化提高
1.(2023浙江期中)下列现象中与大气压无关的是(  )
A.山下带的密封食品包装袋到山顶会鼓起来
B.用注射器注射药液
C.用吸管吸饮料盒中的牛奶
D.瓷砖表面的“吸盘式”挂钩,是利用大气压将吸盘紧压在瓷砖表面
【答案】B
2.(2022浙江期中)用锅煮鸡蛋,水沸腾后,为使鸡蛋快速煮熟,将一大碗倒扣在鸡蛋上方(图甲),熄火后过一会儿,发现碗外面的水几乎全跑到碗里去了(图乙)。下列现象中,与碗外的水进入碗内的原因相同的是(  )
A.用螺丝钉拧紧的挂钩可以悬挂重物
B.用手握紧瓶子,瓶子不会掉下来
C.使用高压锅炖汤,汤熟得更快
D.装热水的杯子拧紧,冷却后却盖得更紧了
【答案】D
3.(2022建功期中)中国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被南极强横风吹得移位, 其独特的支架悬空形状发挥了作用。泰山站的悬空形状接近于下图中的( )
【答案】A
4.(2022绍初期中)下列都是《科学》课本中的活动,下列分析正确的是( )
A.在如图位置加热,对流管内液体会沿顺时针方向循环流动
B.当用注射器向烧瓶内充气时,正在沸腾的液体停止沸腾
C.通过纸飞机实验,可知风向是风向标箭尾所指的方向
D.用力将注射器的活塞向右推送气体, “潜水艇”做下沉运动
【答案】B
5.(2023浙江期中)将平底装满水的瓶子倒放在水槽里,如图所示,如果瓶底破了个小孔,则瓶里的水会(  )
A.从小孔流出
B.水既不从小孔流出,也不下降到水槽中
C.水槽中水面下降
D.水流入水槽,直至瓶内外水面相平
【答案】D
6.(2022建功单元)如图所示.甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在 A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升, 设B管内水柱产生的压强为P1,C管内器精产生的压强为P2则p1____p2,h _____h (选域“>”“=”或“<”) .
【答案】= <
7.(2022建功单元)小明想用如下的方法测量大气压强:将一个面积为0.001平方米的吸盘浸水后按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是 5N 的弹簧测力计测量大气压力(如图所示),然后计算大气压强,若大气压强为 1.01×10 Pa,则吸盘受到的大气压力是__________.浸水的目的是_____________________小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是____________________
【答案】 101N 排尽吸盘中的空气 超出测力计量程
8.(2022建功单元)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)小明不能采用__________(填“甲”、“乙”)图的装置来测气体压强、其原因是__________
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是__________
(3)如图1.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂上后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为40N.
如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为__________
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因__________
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进:他采用了图3装置一将注射器固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.4kg的烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2k g水时,活塞又开始向右滑动,见活塞与注射器筒之间的摩擦力为__________N,所测大气压的值应为__________Pa
【答案】 乙 活塞重量会影响测量准确度 排尽空气,保证密封 3.3平方厘米 活塞与针筒有摩擦力 11N 100000
9.(2022建功期中)美国东面是大西洋,西面是太平洋,每年都会受到龙卷风的袭击,造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时,室外的气压急剧下降到 9×104pa, 当时门窗紧闭,室内气压约为 1×105pa。
(1)为什么龙卷风发生时,室外的气压会急剧下降
(2)若水平屋顶的面积为100㎡,试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小并判断方向。
【答案】 当龙卷风发生时,室外空气的流速大,压强小 (2)当龙卷风来临时,室内、外的压强差 p=100 kPa一90kPa=10000Pa,则室内、外的压力差F=pS=10000PaX100m=1X106N,方向由下向上
10.(2022建功单元)开发和生产某种产品,应进行相应的科学研究。如研制压力锅,就应研究气压跟温度的关系。其研究结果用图像表示如下。
现有一直径为24cm的压力锅,其限压阀由内阀和外套组成,测得限压阀的整体质量为 125.6g,压力锅排气孔的直径为4mm。
(1)烹调较嫩或易熟的菜时,宜采用__________方式(选择“低压烹饪”或“高压烹饪”,下同):烹调肉类食品,宜采用__________的方式。
(2)用高压锅煮粥,熄火后用冷水将锅冷却(即粥无法从锅体吸热),拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,而普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法正确的是( )
A.熄灭时,锅内温度降到 100℃以下,但由于打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.熄灭后,锅内温度仍高于 100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还在沸腾
C.熄灭后,锅内温度仍高于 100℃,打开锅盖后锅内气压比原来低,所以重新沸腾
D.粥的流动性差,不易降温,熄灭后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
(3)当压力锅烧煮食物时限压阀排气,锅内最高温度大约能达到多少 (当时的大气压为100kPa)
(4)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过 1.8×105Pa,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,应该再配备一个质量为多大的限压阀
【答案】 低压烹饪 高压烹饪 C 123℃ 不能 100.5g
C组 瞄准中考
1.(2022浙江专题)小乐将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶(  )(设大气压为)
A.10N B.50N C.100N D.1000N
【答案】C
2.(2022建功期中)如图所示,倒置的玻璃瓶内装有水、瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平、且水平端加接口段更细的硬管住为喷嘴,水从喷嘴射出,在瓶中水而降到A处以前的一段时间内( )
A.瓶内水面上方的气压其始终等于大气压强 B. 瓶内B处的压强越来越小
C.从喷嘴射出的水流速度越来越小 D. 从喷嘴射出的水流速度不变
【答案】D
3.(2022绍初期中)在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小捷同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水, 当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为 100g, 活塞面积为 轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为( )
A. 1.26×10 Pa B. 1.10×10 Pa C. 1.01×10 Pa D. 0.96×10 Pa
【答案】B
4.(2022建功单元)科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,其内部各处的压强有什么规律呢 小李同学将粗细不同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以看到两个竖直管中水面的高度并不相同,实验现象如图(甲)所示. 接着。小李同学又自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,观察测力计示数,如图(乙)所示,在机翼模型正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,观察到测力计的示数变小了。
(1) 由图甲所示的实验现象,可得出流体压强与流速之间的关系的初步结论是:__________
(2) 在图乙所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数变小了 原因是:机翼上凸下平,上方气流速度比下方大,造成机翼上方压强__________(选填“大于”或“小于”)下方压强,所以机翼获得向上的升力,使测力计读数变小。
(3)在下列情形中,能够运用上述结论进行解释的是__________。(选填序号)
A.将氢气球放手后,它会飘向空中 B. 大风吹过, 未插住插销的窗户向外推开
C.直升飞机能够停在空中一定高度处 D. 地铁站台上,人必须在警戒线外候车
【答案】流速越大,压强越小 小于 BD
5.(2022绍初期中)小捷想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的。于是小捷进行了如下实验和思考。
实验一:按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积, 由此计算出大米的密度。
(1)使用托盘天平称取5克大米。称量过程中发现天平指针偏向右边(如图甲),接下来小捷应如何操作? 。
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量简直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏 。
小捷思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢?
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了实验二:称取 10克大米并装入注射器内(如图丙),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2P时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如表。
注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积 注射器内空气体积
压缩前 P 28 毫升 V
压缩后 2P 18 毫升 0.5V
(3)由实验二测得大米的密度为 克/厘米 。
【答案】 (1) 继续向左盘中添加大米直至天平平衡 (2)大 (3) 1.25
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5 大气压强及相关计算
一、大气层
1.大气的存在
概念理解:包围地球的空气层就叫 ,由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等组成,主要集中在地表以上 千米左右的高度内。
大气作用:(1)保护地球;(2)保温作用;(3)是人类不可缺少的资源;(4)大气中的水蒸气是形成云的重要条件;(5)为飞机的飞行、鸟类的飞翔等提供了重要的物质条件。
大气的温度:大气温度随高度的升高而 ;大气温度的变化范围约在 ℃之间。在85千米以上,大气的温度呈逐渐 趋势;在0~12千米、55~85千米之间气温随高度的增加而 ;在12~55千米之间,气温随着高度的增加而 。
3.大气的分层
分层依据:大气温度在 方向上的变化。
大气分层:根据大气的温度、密度和物质组成等特点,把大气层分为五层,即 、 、 、 和 ,各层的温度随高度上升的变化分别是 、 、 、 、 。
4.对流层
对流层的厚度:对流层在两极地区的厚度约为 千米,到赤道则增大到 千米。其他12千米
对流层的特点:A.最显著的是有强烈的 运动;
B. 各种复杂的天气现象(如云、雨、雪、雷电等)都发生在对流层
对流层集中了地球3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质
C.对流层的厚度不均匀,表现在两极厚度小,赤道厚度大
对流运动规律:热空气 ,冷空气 。
拓展:(1)对流层——气温垂直递减率为0.6℃/100米;
  (2)平流层—— 集中层,能大量吸收太阳 ,使气温随高度增加而迅速 ;
(3)中间层——陨石在此燃尽(也有对流现象);
  (4)暖层——电离层,气温高达 ℃以上,反射电磁波信号;
  (5)外层——空气稀薄,在1000千米以上的高度,大气密度非常小,到距地表5000千米处接近真空。
二、大气压
1.大气压强的存在
(1)、大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强
a.用纸片将盛满水的杯子严密盖住,可倒置提在空中,水不会流出来,
b.滴管中的液体不滴落下来
c.挂钩会吸在墙上
d.自来水笔吸墨水;
e.吸管吸饮料,吸尘器除尘
f.用吊瓶向静脉注射药物时,要在药水瓶的橡皮塞上再插进一个针头
(2)、马德堡半球实验证明——1) 2) 2.大气压强的大小
(1)、标准大气压P= (在海平面的大气压)即 mm水银柱
(2)、大气压的大小常用 气压计或 气压计进行测量
(3)、大气压的大小跟大气的密度直接相关,离地面越高的地方,大气压就越小;
(4)、人体内也有压强,它抗衡着体外的大气压。
3 .流速与压强的关系
气体(液体)的压强会随流速的增大而 (1)当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,原因是: 。
(2)两船平行行驶时,要保持一定的距离
(3)把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗吹气,乒乓球不会掉下来
(4)飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
4.大气压对天气的影响
(1)、在同一高度,不同区域的大气压不一定相同;在同一高度,同一区域,不同时间的大气压不一定相同;
(2)、在相同高度上,气压高的区域叫 ,气压低的区域叫 ,
(3)、高压区:地面气压高,密度大,气体向四周扩散,高空气体下沉补充,气体气温升高,水汽消散天气 ,空气干燥;
低压区:地面气压低,密度小,气体向上方扩散,气体温度降低,容易凝结成云雨,多为 天气,天空多云。
5.大气压对人体的影响
(1)高原反应
(2)拔火罐原理
(3)飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压
(4)宇航员在太空行走时必须穿上加压的宇航服
6.大气压对液体沸点的影响
(1)气压增大时,液体沸点 ,
(2)气压减小时,液体沸点 ,
应用:在 。
7.生活用品与大气压
(1)真空压缩保存袋
(2)吸尘器:利用大气压工作的一种清洁工具
三、大气压计算相关题型
1.高压锅相关计算
利用对高压锅减压阀的受力平衡公式来计算大气压
P大气压×减压阀出气孔面积+减压阀重力=P高压锅内气压×减压阀出气孔面积
2.吸盘相关计算
利用对吸盘的受力平衡公式来计算大气压
P大气压×吸盘面积=吸盘重力/吸盘及挂重总重力
3.针筒相关计算
利用针筒左右压力平衡公式来计算大气压
P大气压×针筒面积=活塞拉力(考虑活塞与针筒摩擦力的时候,根据活塞运动情况,增加反向的摩擦力)
四、典型例题
(一)考点:大气层
【例1】(2022建功期中)2020年12月17日,经过23天的太空之旅,嫦娥五号返回器携带2 千克月壤样品成功从月球返回地球。航天器进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生大量热量,以下关于地球大气层的说法不正确的是 ( )
A. 外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B. 随着高度的上升, 大气逐渐变得稀薄
C. 大气温度在垂直方向上的变化, 是大气层分层的主要依据
D. 返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
【例2】(2022绍初期中)小捷暑假乘飞机旅行,起飞时天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨。起飞一段时间后,突然窗外阳光明媚,天碧蓝碧蓝的,白云竟都在他的脚下,看上去像无际的雪原。下列小明对这些现象作出的分析中错误的是( )
A.“天阴沉沉的,下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候特征
B.飞机起飞的原理是利用“流体压强与流速关系”的原理
C.地面阴雨绵绵,高空却阳光灿烂,这是因为飞机进入了平流层
D.云、雨、雪等天气现象都发生在对流层
【例3】(2023·浙江期中)下列不是地球大气层的功能的是(  )
A.为人类提供资源 B.对地球有恒温保温的作用
C.为生物提供氧气 D.为植物光合作用提供能量
【例4】(2022建功单元)读气温的垂直分布图,完成下列问题:
(1) 在 ABCD 四层中,C为_________; D为_________.
(2)用图中字母填空:天气现象发生在_________,臭氧主要集中在_________与人类生活关系最密切的是_________,有利于高空飞行的_________航天飞船活动的主要空间是_________
(3) D中气温随高度增加而降低,说明了__________(填字母)
A. 空气越稀薄, 保温作用越差 B.该层顶部是臭氧层
C. 地面是该层的主要直接热源 D.该层热量直接来自于太阳辐射
(二)考点:大气压
【例1】(2022建功单元)先在烧瓶中装满沸水,再倒掉沸水,然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙),如图所示,将烧瓶口向右或向左或向下,发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。对整个探究活动的分析正确的是( )
A. 探究问题: 大气压强有多大
B. 探究假设: 大气向各个方向都有压强
C. 探究目的: 研究大气的压强与热水温度的关系
D. 探究结论: 大气各个方向压强都相等
【例2】(2022建功单元)2016年7月1日起,全省二级以上医院(除儿童医院)全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物:如图是医院为病人输液部分装置,图中A为输液瓶, B为滴壶, C为透气管与大气相通,则在输液过程中(瓶A中尚有液体),下列说法正确的是( )
①瓶A中液面下降,但A中上方气体的压强不变;
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大:
③在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变;
④滴壶B中的气体压强随A 中液面的下降而减小;
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【例3】(2022建功单元)下列关于气压、高度、气温三者关系的叙述, 正确的是( )
①气压随高度增加而减小 ②在对流层,气温随高度增加而降低③在同一高度上气温高气压低 ④气体的流速越大,气压越大⑤空气总是由低压的地方流向高压的地方
A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.①②④
【例4】(2022建功单元)如图所示是工厂房顶安装的无动力风帽,其凸起的球状体为涡轮,在自然风的推动下,快速旋转,能有效将室内气体向外抽出的通风设施。下列与它工作原理相同的是( )
A. 覆杯实验B. 吸盘挂钩C. 真空压缩袋D. 飘出的窗帘
【例5】(2022建功单元)小明将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风,在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。你认为下列说法合理的是( )
A. 此实验原理与高压锅工作原理相同
B. 三个通道的左端口处, C 处压强最小
C. 增大吹风机的风速,乒乓球向左移动更明显
D. 若通道变宽,乒乓球向左移动更明显
【例6】(2022建功单元)如图所示是测量大气压强的实验装置,此时管内外水银液面高度差为760mm,下列对此实验的描述正确的是( )
A. 如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mm
B. 将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
C. 如果不小心管顶部破了个洞, 管中的水银将从上面喷出
D. 将玻璃管稍微倾斜一些,管内水银柱的长度将变大
【例7】(2022绍初期中)如图是小捷自制的盛水容器的示意图,容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管,橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的,玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K,接一杯水后,关闭阀门,此时玻璃管的下端仍在水中。对此说法正确的是( )
A. 接水后与接水前相比较,玻璃管外的水面上升
B. 接水后与接水前相比较,玻璃管口的水面上升
C. 接水过程中,容器底内表面 a点的压强减少
D. 接水过程中,容器内的水中出现了气泡
(三)考点:大气压相关计算
【例1】(2022绍初期中)家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好,图乙是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 1.0×105(Pa)。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。气孔 3 正常情况下无作用,图乙未画出。设锅内气压每增加5×10 Pa,水的沸点相应增加 1℃。
此高压锅限压阀的质量为100g,气孔2的面积为10mm ,则锅内的最高温度可达到多少?
(2)经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过 1.8×10 Pa,要使此高压锅能继续安全使用,应配一个质量为多大的限压阀
【例2】(2022浙江专题)小科想测量大气压的大小,实验过程如图所示。
(1)将吸盘紧压在厚玻璃板上,往小桶里慢慢加沙,直到吸盘被拉下来为止,如图甲所示。把吸盘和装有沙的小桶放在天平上称量,横梁恢复平衡时。右盘砝码与游码位置如图乙所示,则桶和沙的总质量m=_______ 克。
(2)如图丙,用刻度尺测出吸盘的直径D=_________毫米。
(3)根据上面的测量,写出大气压的表达式:p= ,(用m、D、g、等字母表示)
(4)实验中,小科正确使用了测量仪器,且读数正确,但他发观测量结果总是偏小,其主要原因是 。
【例3】(2022建功期中)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0.2cm 。
(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__________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,慢慢退回注射器筒。在活塞刚要到针筒内底部时弹簧测力计示数为F’,则摩擦力f=__________,大气压值P=__________(用F、F’ 、V、L表示)
五、学力训练
A组 夯实基础
1.(2022台州期末)2021年6月17日,神舟12号载人飞船成功发射,中国人首次进入自己的空间站。在飞船顺利升空过程中,下列说法不正确的是(  )
A.必须穿过对流层、平流层 B.周围大气密度一直在变小
C.周围环境温度一直在降低 D.周围大气压强一直在变小
2.(2023·湖州中考)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A. B.C.D.
A对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C加热空气后,热气球不断上升 D 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
3.(2022建功单元)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大、压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案最不可行的是( )
A.上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验, 观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
4.(2022建功期中)小明利用废旧饮料瓶制作了如下图装置来模拟风的形成,将其放置在无风的环境中,先点燃大瓶内蜡烛,再点燃小瓶瓶口附近的线香。图中C点线香烟雾的飘动方向为( )
A .向上 B. 向下 C.向左 D. 向右
5.(2023浙江一模)如图所示,某同学将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃板上,再将该玻璃板放置在密闭的玻璃钟罩内,不断抽出钟罩内的空气,一段时间后吸盘滑下。下列是对“抽气后吸盘滑下”原因的解释:①玻璃板受到吸盘的压力减小;②吸盘受到玻璃板的摩擦力减小;③钟罩内气体被抽出,气压减小;④当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时,开始下滑。该解释的合理顺序是(  )
A.②①④③ B.③①②④ C.④③①② D.③②①④
B组 强化提高
1.(2023浙江期中)下列现象中与大气压无关的是(  )
A.山下带的密封食品包装袋到山顶会鼓起来
B.用注射器注射药液
C.用吸管吸饮料盒中的牛奶
D.瓷砖表面的“吸盘式”挂钩,是利用大气压将吸盘紧压在瓷砖表面
2.(2022浙江期中)用锅煮鸡蛋,水沸腾后,为使鸡蛋快速煮熟,将一大碗倒扣在鸡蛋上方(图甲),熄火后过一会儿,发现碗外面的水几乎全跑到碗里去了(图乙)。下列现象中,与碗外的水进入碗内的原因相同的是(  )
A.用螺丝钉拧紧的挂钩可以悬挂重物
B.用手握紧瓶子,瓶子不会掉下来
C.使用高压锅炖汤,汤熟得更快
D.装热水的杯子拧紧,冷却后却盖得更紧了
3.(2022建功期中)中国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被南极强横风吹得移位, 其独特的支架悬空形状发挥了作用。泰山站的悬空形状接近于下图中的( )
4.(2022绍初期中)下列都是《科学》课本中的活动,下列分析正确的是( )
A.在如图位置加热,对流管内液体会沿顺时针方向循环流动
B.当用注射器向烧瓶内充气时,正在沸腾的液体停止沸腾
C.通过纸飞机实验,可知风向是风向标箭尾所指的方向
D.用力将注射器的活塞向右推送气体, “潜水艇”做下沉运动
5.(2023浙江期中)将平底装满水的瓶子倒放在水槽里,如图所示,如果瓶底破了个小孔,则瓶里的水会(  )
A.从小孔流出
B.水既不从小孔流出,也不下降到水槽中
C.水槽中水面下降
D.水流入水槽,直至瓶内外水面相平
6.(2022建功单元)如图所示.甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在 A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升, 设B管内水柱产生的压强为P1,C管内器精产生的压强为P2则p1____p2,h _____h (选域“>”“=”或“<”) .
7.(2022建功单元)小明想用如下的方法测量大气压强:将一个面积为0.001平方米的吸盘浸水后按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是 5N 的弹簧测力计测量大气压力(如图所示),然后计算大气压强,若大气压强为 1.01×10 Pa,则吸盘受到的大气压力是__________.浸水的目的是_____________________小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是____________________
8.(2022建功单元)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)小明不能采用__________(填“甲”、“乙”)图的装置来测气体压强、其原因是__________
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是__________
(3)如图1.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂上后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为40N.
如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为__________
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因__________
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进:他采用了图3装置一将注射器固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.4kg的烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2k g水时,活塞又开始向右滑动,见活塞与注射器筒之间的摩擦力为__________N,所测大气压的值应为__________Pa
9.(2022建功期中)美国东面是大西洋,西面是太平洋,每年都会受到龙卷风的袭击,造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时,室外的气压急剧下降到 9×104pa, 当时门窗紧闭,室内气压约为 1×105pa。
(1)为什么龙卷风发生时,室外的气压会急剧下降
(2)若水平屋顶的面积为100㎡,试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小并判断方向。
10.(2022建功单元)开发和生产某种产品,应进行相应的科学研究。如研制压力锅,就应研究气压跟温度的关系。其研究结果用图像表示如下。
现有一直径为24cm的压力锅,其限压阀由内阀和外套组成,测得限压阀的整体质量为 125.6g,压力锅排气孔的直径为4mm。
(1)烹调较嫩或易熟的菜时,宜采用__________方式(选择“低压烹饪”或“高压烹饪”,下同):烹调肉类食品,宜采用__________的方式。
(2)用高压锅煮粥,熄火后用冷水将锅冷却(即粥无法从锅体吸热),拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,而普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法正确的是( )
A.熄灭时,锅内温度降到 100℃以下,但由于打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.熄灭后,锅内温度仍高于 100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还在沸腾
C.熄灭后,锅内温度仍高于 100℃,打开锅盖后锅内气压比原来低,所以重新沸腾
D.粥的流动性差,不易降温,熄灭后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
(3)当压力锅烧煮食物时限压阀排气,锅内最高温度大约能达到多少 (当时的大气压为100kPa)
(4)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过 1.8×105Pa,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,应该再配备一个质量为多大的限压阀
C组 瞄准中考
1.(2022浙江专题)小乐将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶(  )(设大气压为)
A.10N B.50N C.100N D.1000N
2.(2022建功期中)如图所示,倒置的玻璃瓶内装有水、瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平、且水平端加接口段更细的硬管住为喷嘴,水从喷嘴射出,在瓶中水而降到A处以前的一段时间内( )
A.瓶内水面上方的气压其始终等于大气压强 B. 瓶内B处的压强越来越小
C.从喷嘴射出的水流速度越来越小 D. 从喷嘴射出的水流速度不变
3.(2022绍初期中)在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小捷同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水, 当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为 100g, 活塞面积为 轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为( )
A. 1.26×10 Pa B. 1.10×10 Pa C. 1.01×10 Pa D. 0.96×10 Pa
4.(2022建功单元)科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,其内部各处的压强有什么规律呢 小李同学将粗细不同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以看到两个竖直管中水面的高度并不相同,实验现象如图(甲)所示. 接着。小李同学又自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,观察测力计示数,如图(乙)所示,在机翼模型正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,观察到测力计的示数变小了。
(1) 由图甲所示的实验现象,可得出流体压强与流速之间的关系的初步结论是:__________
(2) 在图乙所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数变小了 原因是:机翼上凸下平,上方气流速度比下方大,造成机翼上方压强__________(选填“大于”或“小于”)下方压强,所以机翼获得向上的升力,使测力计读数变小。
(3)在下列情形中,能够运用上述结论进行解释的是__________。(选填序号)
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B. 大风吹过, 未插住插销的窗户向外推开
C.直升飞机能够停在空中一定高度处
D. 地铁站台上,人必须在警戒线外候车
5.(2022绍初期中)小捷想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的。于是小捷进行了如下实验和思考。
实验一:按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积, 由此计算出大米的密度。
(1)使用托盘天平称取5克大米。称量过程中发现天平指针偏向右边(如图甲),接下来小捷应如何操作? 。
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量简直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏 。
小捷思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢?
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了实验二:称取10克大米并装入注射器内(如图丙),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2P时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如表。
注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积 注射器内空气体积
压缩前 P 28 毫升 V
压缩后 2P 18 毫升 0.5V
(3)由实验二测得大米的密度为 克/厘米 。
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