2024年中考物理模型复习专题14 大气压强和流体压强讲义(含解析)

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2024年中考物理模型复习专题14 大气压强和流体压强讲义(含解析)

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专题14 大气压强和流体压强
一、大气压强 定义由于空气能流动,因而空气内部向各个方向都有压强,大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。产生原因地球周围被厚厚的气体包围着,包围地球的空气层叫大气层,大气层的气体与固体、液体一样也受重力作用,且具有流动性,所以空气内部向各个方向都有压强,这就产生了大气压强。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)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、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)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快); (4)体积与压强: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。证明其存在的例子马德堡半球实验、钢笔吸墨水、覆杯实验、瓶口吞鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖上的吸盘等等。
二、大气压的测量与变化 1.托里拆利实验 实验装置实验步骤(1)拿一根大约l m长的一端封闭的玻璃管,在管内灌满水银; (2)用食指堵住开口的一端,把管竖直倒立在水银槽里,放开食指,管内水银面就下降; (3)管内水银面不再下降,用刻度尺测出水银柱的竖直高度,这个水银柱产生的压强就等于大气压。注意事项(1)如果管倾斜,水银柱的长度变长,但竖直高度不变; (2)改变管的粗细,管内水银柱竖直高度不变; (3)管内混入了空气,水银柱竖直高度减小。选用水银的原因因为水银是常温下密度最大的液体,如果换用其他液体,则在同样情况下,所用的玻璃管就必须很长,如果用水来做这个实验,则须大约10米高的水柱才能产生如此大的压强。
2.大气压的变化和测量 标准大气压1标准大气压=1.013×105 Pa=760 mmHg,粗略计算时,可取p0=105 Pa。变化规律大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、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。在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。液体的沸点与气压的关系(1)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。 (2)应用:高压锅、除糖汁中水分等。气压计(1)定义:测定大气压的仪器叫气压计。 (2)分类:水银气压计和无液气压计。 (3)说明:若水银气压计斜挂,则测量结果变大。将无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
三、流体压强 流体压强与流速的关系(1)流体:流动的物体,指的是液体和气体; (2)液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。飞机升力的产生原因(1)飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状;(2)当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大;(3)机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
1.大气压在生活中的应用分析思路 (1)首先应明晰应用大气压工作的原理:是在某处使气压降低,由于存在大气压差,在外界大气压的作用下,产生了某种效果。 (2)分析实例中的内、外位置处是否存在大气压差进行解答。 2.生活中常见的利用大气压工作的实例:钢笔囊吸墨水,吸管吸饮料,抽水机抽水,真空采血管采血,吸盘挂钩紧贴墙壁等。 注意:在有关大气压的很多实例中,所谓的“吸”其实都是大气压的“压”在起作用。 3.利用流体压强与流速的关系解释现象 (1)首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢; (2)其次根据流体压强与流速的关系判断哪部分受到的压强大,哪部分受到的压强小; (3)根据物体所受压强差作用将会产生什么表现形式和现象。 4.流速大小关系的判断方法 (1)自然流动——如流动的空气、水流,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。 (2)高速运动的物体周围,离物体越近的地方流体的流速越大,压强越小。 (3)物体表面凸出的地方,其周围流体的流速大。
模型1 大气压的存在
(2022 绵阳)拿一个铁皮罐,装少量水,罐口打开,用火加热,将水烧开后,用盖子将铁皮罐罐口盖紧,放入盆内,用冷水浇铁皮罐。铁皮罐塌陷变扁,这是由于(  )
A.罐内气体压强比罐外气体压强高
B.罐内气体压强比罐外气体压强低
C.罐内气体温度比罐外气体温度高
D.罐内气体温度比罐外气体温度低
【答案】B
【分析】加水烧开的目的是排出空气,浇水的目的使得水蒸气液化,缺少空气使得内部压强减小,小于外部大气压,内外压力差压扁铁皮罐。
【解答】解:AB、铁皮罐内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,空气被排出,水蒸气充满罐子,再浇上冷水,水蒸气液化,空气很少,使得铁皮罐内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁皮罐被压扁了。故A错误,B正确;
CD、浇水使得温度降低,最终与浇的水温度相同,而浇的冷水是放在空气中,故最终内外温度都等于室温,故CD错误。
名师点拨:本题通过浇水使得内外产生压强差,从而显示大气压的存在
【变式练1】(2023 天津)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是(  )
A.瓶子悬空水不流出
B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片
D.将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【分析】逐一分析各选项中现象产生的原因,找出符合题意的答案。
【解答】解:A、纸片能托住水不流出,是因为大气压给纸片一个向上的作用力,因此该实验能证明大气压的存在,故A正确;B、水从侧孔喷出,水的深度越深,水喷得越远,说明同种液体内部压强随着液体深度的增加而增大,与大气压无关,故B错误;C、用手弹开纸片,钢球掉入瓶中,钢球没有随纸片一起运动,说明钢球具有惯性,同时钢球掉入瓶中,是因为钢球受到重力作用,与大气压无关,故C错误;D、将瓶按入水中感到费力,是因为瓶子排开水的体积增大,受到的浮力增大,瓶子给手向上的作用力增大,与大气压无关,故D错误。
【点评】本题考查证明大气压存在的实例,难度不大。
【变式练2】(2022 金昌)如图所示,为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上,是因为吸盘内部的气压    外界大气压,吸盘受到的摩擦力   吸盘和重物受到的总重力(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】小于;等于
【分析】排净吸盘内的空气,使里面的大气压减小,外界大气压将吸盘压在墙上;物体处于静止状态时,为平衡状态,受平衡力,只要找出哪两个力是平衡力,然后根据平衡力的特点解题就可。
【解答】解:排净吸盘内的空气,使里面的大气压减小,小于外界大气压,外界大气压将吸盘压在墙上;
吸盘不会掉下来,处于静止状态,吸盘受力平衡,吸盘受墙壁对吸盘竖直向上的摩擦力和自身的重力及悬挂物向下的拉力,且悬挂物对吸盘向下的拉力等于物体重力,故吸盘受到的摩擦力等于吸盘和重物受到的总重力。
【点评】本题考查了大气压的应用、摩擦力的大小、二力平衡条件的应用,难度不大。
【变式练3】(2022 大连)如图所示,将两个吸盘向竖直墙面上按压,发现扎孔的吸盘无法吸在墙面上,而不扎孔的吸盘很容易吸在墙面上。二者对比可以证明   的存在;静止在墙面上的吸盘受到的重力和摩擦力相互   。
【答案】大气压;平衡。
【分析】(1)吸盘能吸在墙面上,是大气压强的作用;
(2)二力是平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解;(1)不扎孔的吸盘很容易吸在墙面上,是大气压把吸盘压在墙面上;
(2)吸盘受到的竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,在两个力的作用下处于静止状态,所以两力相互平衡。
【点评】本题考查大气压强的应用和平衡力的判断,是对基础知识的考查。
模型2 大气压的应用
(2023 徐州)如图所示,将压水泵插入水桶中,从上端向下按压,水就会从出水口流出。按压的作用是使桶内气压(  )
A.大于大气压 B.等于大气压
C.小于大气压 D.变为零
【答案】A
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:将压水泵插入水桶中,从上端向下按压,桶内空气变多,气压变大,当桶内水面上方的气体压强大于大气压时,水就会从出水口流出。故选:A。
名师点拨:本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
【变式练1】(2023 益阳)下列情景中利用了大气压的是(  )
A.将药物注射进肌肉 B.气体将活塞冲出
C.飞艇上升 D.用拔子疏通下水道
【答案】D
【分析】大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
【解答】解:A.将药物注射进肌肉依靠人的推力产生的压强,不是利用大气压,故A错误;B.气体将活塞冲出是内部水蒸气对外做功,内能转化为机械能,不是利用大气压,故B错误; C.飞艇上升是依靠空气的浮力升空的,不是利用大气压,故C错误; D.用拔子疏通下水道时,先下压排除拔子内的空气,拉起时恢复原状,内部压强减小,在管道下方的大气压作用下,使得下水道疏通,是利用大气压,故D正确。
【点评】本题考查压强、内能的转化、浮力的应用、大气压的应用,属于中档题。
【变式练2】(2023 青岛)下列生活中的实例与大气压强无关的是(  )
A.用吸管喝牛奶
B.吸盘被紧压在平滑的墙上
C.用胶头滴管吸药液
D.潜水员在浅海中采集海参
【答案】D
【分析】大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压,大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果,据此进行分析。
【解答】解:A.用吸管吸牛奶时,管内的空气被吸走,气压减小,小于大气压,牛奶在大气压的作用下进入嘴里,利用了大气压,故A正确;B、塑料吸盘紧贴在平滑的墙上,塑料吸盘与墙壁之间的空气被挤走,大气压把塑料吸盘紧压在平滑的墙上。利用了大气压,故B正确;C、用胶头滴管吸药液时,管内的空气被吸走,气压减小,小于大气压,药液在大气压的作用下进入嘴里,利用了大气压,故C正确;D.潜水员在浅海中采集海参,液体压强与液体深度的关系,与大气压无关,故D错误。
【点评】此题考查了大气压强的存在,属于基础题,分析时不要说成“被吸上来”,而是“被外界的大气压压上来”
【变式练3】(2023 衡阳)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是(  )
A.拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C.磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
【答案】A
【分析】(1)由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等;
(2)由于摩擦而使物体带电叫摩擦起电,带电体具有吸引轻小物体的性质;
(3)磁铁的性质:磁铁具有磁性,它能吸引铁、钴、镍等;
(4)在流体中,流速越大的位置压强越小。
【解答】解:用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里;
A、拔火罐使用时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,故A符合题意;
B、穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘,因为化纤衣服摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,与大气压无关,故B不符合题意;
C、磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,故C不符合题意;
D、当列车驶进铁轨时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速小、压强大,而内侧(列车周围)空气流速大、压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险,故D不符合题意。
【点评】此类题举出的例子一般都是学生平时生活中接触过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象,体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
【变式练4】(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
【分析】(1)弹簧测力计原理是:在弹性限度内,弹簧所受的拉力越大,弹簧的伸长量就越大;(2)吸盘式挂衣钩利用的是大气压强;(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;(4)密度计是用来测量液体密度的测量仪器,密度计在液体中漂浮,液体的密度越大,排开液体的体积越小。
【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。
【点评】解答本题的关键是学生对弹簧测力计、吸盘式挂衣钩、破窗锤以及船闸的原理要有一个明确的认识,然后方可知道是否利用大气压工作的,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释。
模型3 大气压的测量及变化
(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780mm
C.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
【分析】(1)此装置为托里拆利实验装置,玻璃管倾斜,不会影响所测水银柱高度;
(2)在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变。
(3)混入空气后,受管内气压的影响,测量高度要小;
(4)大气压随高度的升高而降低.
【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。
名师点拨:本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,托里拆利实验的实验依据和实验中注意的事项,以及哪些因素会对测量结果产生影响。
【变式练1】(2023 朝阳)“每天锻炼一小时,幸福生活一辈子”,适度运动有利于身体健康。下列关于运动的说法正确的是(  )
A.人在跑步时有惯性,停下来后惯性消失
B.踢球时,在地面上滚动的足球如果所受外力全部消失将保持静止
C.打篮球时,篮球撞击篮板后反弹回来说明了力能改变物体的运动状态
D.人登山时,大气压随着海拔高度的升高而增大
【答案】C
【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;(2)牛顿一定律:物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;(3)力能改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状;(4)大气压随着海拔高度升高而减小。
【解答】解:A、一切物体都有惯性,人在跑步时有惯性,停下来惯性不会消失,故A错误;B.在地面上滚动的足球是运动的,如果所受外力全部消失将做匀速直线运动,故B错误;C.打篮球时,篮球撞击篮板后反弹是因为力能改变物体的运动状态,故C正确;D.在登山过程中,大气压随着海拔高度升高而减小,故D错误。
【点评】本题通过生活中的现象,考查了惯性、牛顿第一定律、力的作用效果、大气压强与高度的关系等,有一定综合性,但难度不大。
【变式练2】(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
【分析】马德堡半球实验和托里拆利实验都是与大气压强有关的著名实验,其意义和结果却有着较大的区别,一个重在验证大气压的存在,一个重在测量大气压值;
大气压强与高度的关系,高度越高,大气压强越小,水的沸点越低。
【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。
【点评】此题考查了对马德堡半球实验、托里拆利实验的掌握,同时考查了气压与海拔高度的关系及沸点与气压的关系,属基础性题目。
【变式练3】(2022 宜昌)在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是(  )
A.将玻璃管稍微倾斜
B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银
D.玻璃管内混入空气
【答案】D
【分析】测量大气压的实验中,影响实验结果的有:管内进入气泡、实验的地点;而玻璃管的粗细、长度、水银的多少、是否倾斜等不会影响实验结果。
【解答】解:AB、托里拆利实验中,是否倾斜、上提下压、管的粗细都不影响水银柱的高度,故AB错误。C、托里拆利实验中,用密度更小的液体替代水银,液柱的高度变大,故C错误。D、若玻璃管内混进了少许空气,则p水银+p空气=p大气,所以空气会产生一定的压强,从而抵消掉一部分外界大气压,最终测量结果会偏小,故D正确。
【点评】本题考查了托里拆利实验中,水银柱的高度的影响因素,是比较基础的习题,掌握基础知识很重要。
【变式练4】(2023 攀枝花)(多选)对下列四幅图片及情景解释正确的是(  )
A.图甲中,弹簧被手压缩说明力能改变物体的形状
B.图乙中,飞镖箭头做得很尖,是为了减小压强
C.图丙中,汽车刹车时,乘客身体前倾是因为惯性
D.图丁中,拿自制气压计上山,细管内水柱会下降
【答案】AC
【分析】(1)力可以改变物体的形状和物体的运动状态;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫做惯性;
(4)大气压不是一成不变的,与高度、天气都有关,且随高度的增加而减小。
【解答】解:A、图甲中,弹簧被手压缩后形状发生改变,说明力能改变物体形状,故A正确;B、飞镖箭头做得很尖,是压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故B正确;C、汽车和乘客原来都是运动的,汽车刹车时,乘客的脚由于受到摩擦力而改变运动状态,身体由于惯性保持原来的运动状态而前倾,故C正确;D、拿自制气压计上山,高度增加,大气压会随高度的增加而减小,外界大气压变小,瓶内气压不变,所以细管中的水柱将会上升,故D错误;
【点评】本题考查了力的作用效果、增大压强的方法、惯性、大气压等,属于中档题。
模型4 能证明流体压强和流速关系的小实验
(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
【分析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【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。
名师点拨:本题考查流体压强与流速的关系,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
【变式练1】(2022 贺州)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会(  )
A.朝上翻卷 B.彼此远离 C.不动 D.相互靠拢
【答案】D
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张纸中间空气流速大,压强变小,纸外侧的压强不变,两张纸被内外压强差压向中间,故D正确。
【点评】本题考查流体的压强与流速的关系,是一道基础题。
【变式练2】(2022 四川)如图所示,在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球,用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气,会观察到两个乒乓球
  (填“远离”或“靠近”),这是因为流体流速越大压强    (填“越大”或“越小”)。
【答案】靠近;越小
【分析】当向两个乒乓球中间吹气时,分析乒乓球两侧的空气流动速度,根据流体压强跟流速的关系,判断乒乓球两侧的压强大小关系,从而知道乒乓球的运动情况。
【解答】解:在两支铅笔并排做成的水平轨道上放两个乒乓球,用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气,会观察到两个乒乓球靠近,这是因为流体流速大的地方压强小,乒乓球中间的压强小于两侧的压强,在内外气压差的作用下靠近。
【点评】对于流体压强跟流速的关系,要分析一个物体两侧的流速变化,压强变化,判断物体受力情况,进一步判断出物体的运动情况。
【变式练3】(2022 内江)下列关于压强的说法正确的是(  )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
【答案】C
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大;
(3)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(4)流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:A、图甲中,剪刀有锋利的刃,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、图乙中,将玻璃管竖直下压,液体的密度不变,液体深度越大,液体压强越大,因此下端管口橡皮膜受到的压强变大,故B错误;
C、图丙中,吸钢笔水时,先用手捏笔胆排除里面的空气,松手后笔胆内空气体积增大,压强减小,墨水在大气压的作用下被压入笔胆,故C正确;
D、图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故D错误。
【点评】本题考查增大压强的方法、液体压强的特点、大气压强的应用和流体压强与流速的关系,虽知识点多、但都属于基础,难度不大,关键平时知识的理解和掌握。
模型5 流体压强与流速关系的应用
(2023 烟台)如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是(  )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
【答案】D
【分析】流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小;大气对浸在里面的物体会产生压强的作用,简称大气压。
【解答】解:A、图甲,刮大风时,伞面上方空气流速大、压强小,伞面下方空气流速小、压强大,产生向上的“升力”,所以伞面会被向上“吸”起,故A不合题意;
B、图乙,向两张纸之间吹气,两张纸中间空气流速大、压强小,两侧空气流速小、压强大,产生向中间的压强差,所以纸会相互“吸”起来,故B不合题意;
C、图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,因为列车行驶时,靠近列车一侧空气流速大、压强小,远离列车一侧空气流速小、压强大,产生向列车一侧的压强差,人如果离列车太近,有可能会被“吸”向列车,故C不合题意;
D、图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上,这是利用了大气压的作用,不能用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
名师点拨:本题考查了对流体压强与流速关系的理解,要能与实际现象相结合,并能与大气压现象相区分。
【变式练1】(2023 呼和浩特)关于下面四幅图,下列说法正确的是(  )
A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为它对地面的压力和压强都大
B.乙图是工作中的船闸,其原理是连通器
C.丙图是自制水气压计,把它从山脚移到山顶,细管内水柱下降
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管水面上升是因为流速越大的位置压强越大
【答案】B
【分析】(1)增大压强的方法有:①在压力一定时,减小受力面积;②在受力面积一定时,增大压力;③同时增大压力、减小受力面积。
减小压强的方法有:①在压力一定时,增大受力面积;②在受力面积一定时,减小压力;③同时减小压力、增大受力面积;
(2)上端开口下部连通的容器称为连通器,若内部装有同种液体,在液体不流动时液面总是保持相平的;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度增大;
(4)流体的压强跟流体的流速有关,流体流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:A、甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为当它对地面的压力一定时,骆驼脚掌与沙漠的接触面积较大,则骆驼对沙面的压强较小,故A错误;B、船闸属于连通器,在水不流动时,两侧水面保持相平,利用了连通器原理,故B正确;C、把自制气压计从山下移到山顶,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,因此管内水柱会升高,故C错误;D、丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管上方气体流速加快,压强减小,因此a管水面将上升,故D错误。
【点评】本题考查了减小压强的方法和应用、流体压强与流速的关系、连通器的原理以及大气压强与高度的关系,考查较综合,难度一般。
【变式练2】(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
【分析】流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【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。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的问题。
【变式练3】(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
【分析】(1)地面附近的物体受到重力的作用;足球在运动过程中受到空气阻力的作用;(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;(3)(4)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【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。
【点评】本题考查了物体的受力分析、惯性、流体压强与流速的关系,难度不大。
模型6 飞机升力及其应用
(2022 随州)2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功(如图)。有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中正确的是(  )
A.C919不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞,此过程飞机对地面的压力增大,对地面的压强也增大
【答案】B
【分析】(1)(2)(3)飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用;(4)根据飞机的受力情况分析压力的变化,根据p分析地面受到的压强的变化。
【解答】解:ABC、飞机的机翼上凸下平,飞机飞行时,在相同时间内,空气经过机翼上方的路程长,速度大,压强小;空气经过下方的路程短,速度小,压强大,从而使飞机获得向上的升力,当升力足够大时,飞机能起飞,所以飞机不能垂直地面腾空而起,故AC错误,B正确;D、C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞的过程中,飞机受到的升力变大,对地面的压力变小,地面的受力面积不变,根据p,地面受到的压强变小,故D错误。
名师点拨:本题以飞机为例考查了几个物理学中重要的知识点,认真审题,明确每一选项中描述的现象所对应的知识点,再做出相应的判断。
【变式练1】(2023 青海)如图所示,C919是我国首架自主研发的大型商用客机。飞机的机翼横截面呈现上凸下平的流线型,机翼上方的空气流速   ,压强   。
【答案】大;小。
【分析】流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:飞机的机翼横截面呈现上凸下平的流线型,机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方的空气流速小、压强大,产生向上的压强差,形成升力。
【点评】本题考查了对流体压强与流速关系的理解与应用,属基础题。
【变式练2】(2023 黑龙江)2023年5月28日12时31分,由C919大型客机执飞的东方航空MU9191航班,从上海虹桥机场飞抵北京首都国际机场。请描述飞机如何获得升力?(图乙是机翼横切面图)
【答案】在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强,使机翼上下表面存在压强差,这就是飞机向上的升力,这是利用空气流速越大,压强越小的原理。
【分析】飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用。
【解答】答:在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强,使机翼上下表面存在压强差,这就是飞机向上的升力,这是利用空气流速越大,压强越小的原理。
【点评】本题考查了飞机的升力、流体压强与流速的关系,难度不大。
【变式练3】(2023 宿迁)我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是    的,这个力的施力物体是    。小明准备制作一款如图乙所示的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中   (填序号)的形状。
【答案】相互;水;A。
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
【解答】解:水火箭升空利用的是“反冲力”,即高压气体将水向下喷射出去,对水施加一个向下的力,物体间的力都是相互的,水对火箭施加一个向上的力,火箭就升空了。所以这个力的施力物体是水。
飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状,使得机翼上面流速大,压强小,下方流速慢,压强大,从而产生一个向上的压力差,使得飞机飞起来,故应选择A形状。
【点评】此题考查了力的作用的相互性、流体压强与流速的关系,属于基础知识。

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