專(zhuān)題10-3大氣壓強(qiáng)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

第十課壓強(qiáng)第3節(jié)大氣壓強(qiáng)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系基礎(chǔ)知識(shí)過(guò)關(guān)一、大氣壓強(qiáng)1.定義：大氣對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。2.產(chǎn)生原因：由于氣體受到重力作用且具有流動(dòng)性。3.大氣壓的測(cè)量：意大利科學(xué)家托里拆利最早測(cè)出大氣壓的數(shù)值等于760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0≈1.013x105Pa，在粗略計(jì)算時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以取為1x105Pa。注意：①管內(nèi)水銀柱由大氣壓支撐，則這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等；②管內(nèi)外水銀柱的高度差與管的傾斜程度、管的粗細(xì)、管的位置（上下）等因素?zé)o關(guān)；③管內(nèi)外水銀柱的高度差與外界大氣壓、管內(nèi)是否混有空氣等因素有關(guān)；④托里拆利實(shí)驗(yàn)不僅證明了大氣壓的存在，也測(cè)量出了大氣壓值。4.與高度的關(guān)系：海拔越高，大氣壓越小。5.對(duì)沸點(diǎn)的影響：沸點(diǎn)隨氣壓減小而降低，隨氣壓增大而升高，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃。二、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系1.流體：把具有流動(dòng)性的液體和氣體統(tǒng)稱(chēng)為流體。2.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小。3.飛機(jī)的升力：飛機(jī)機(jī)翼橫截面的上表面彎曲，下表面比較平，飛機(jī)前進(jìn)時(shí)，機(jī)翼上方的空氣流速較快，壓強(qiáng)較??；下方空氣的流速較慢，壓強(qiáng)較大。這樣，機(jī)翼上、下表面就存在著壓強(qiáng)差，因而有向上的壓力差，這就是產(chǎn)生升力的原因。高頻考點(diǎn)過(guò)關(guān)考點(diǎn)一：大氣壓強(qiáng)1．（2022?湘潭）有關(guān)大氣壓的說(shuō)法正確的是（）A．馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了大氣壓強(qiáng)的存在 B．牛頓最早精確測(cè)出了大氣壓強(qiáng)的值 C．離地面越高，大氣壓強(qiáng)越大 D．氣壓越低，水的沸點(diǎn)越高【答案】A【解答】解：A、馬德堡半球?qū)嶒?yàn)最早證明了大氣壓的存在，故A正確；B、托里拆利最早測(cè)出了大氣壓的數(shù)值，故B不正確；C、大氣壓強(qiáng)隨海拔高度的增加而減小。離地面越高，大氣壓強(qiáng)越小，故C不正確；D、水的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點(diǎn)越高，故D不正確。故選：A。2．（2022?棗莊）如圖是測(cè)量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置，玻璃管長(zhǎng)約1米，槽內(nèi)裝有水銀。下列說(shuō)法正確的是（）A．將玻璃管從豎直位置適當(dāng)向右側(cè)傾斜，玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差仍為760mm B．若將玻璃管向上提2cm，但玻璃管口仍在槽內(nèi)水銀面以下，則玻璃管內(nèi)外水銀面高度差變?yōu)?80mmC．在實(shí)驗(yàn)中，若玻璃管內(nèi)混入少量空氣，所測(cè)的大氣壓值偏大 D．將此裝置從山腳移到山頂，管內(nèi)外水銀面高度差變大【答案】A【解答】解：A、在測(cè)量過(guò)程中，由于外界的氣壓不變，則支持的水銀柱的高度不變，如果玻璃管傾斜，管內(nèi)水銀的長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng)，但高度差不變，故A正確；B、水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，若將玻璃管向上提2cm，但玻璃管口仍在槽內(nèi)水銀面以下，不會(huì)影響水銀柱的最終高度，則玻璃管內(nèi)外水銀面高度差仍為760mm，故B錯(cuò)誤；C、玻璃管中混入了空氣，空氣會(huì)對(duì)水銀柱產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)，抵消了大氣壓的部分作用效果，所測(cè)高度將變小，則所測(cè)的大氣壓值偏小，故C錯(cuò)誤；D、因?yàn)榇髿鈮弘S高度的升高而降低，故將此裝置從山腳移到山頂，管內(nèi)被托起的水銀將下降，即管內(nèi)外水銀液面高度差減小，故D錯(cuò)誤。故選：A。3．（2022?賀州）下列選項(xiàng)中，與大氣壓作用有關(guān)的是（）A．彈簧測(cè)力計(jì) B．吸盤(pán)式掛鉤 C．破窗錘 D．密度計(jì)【答案】B【解答】解：A、彈簧測(cè)力的原理是：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與所受拉力成正比或者是在彈性限度內(nèi)，彈簧所受的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越大，與大氣壓無(wú)關(guān)，故A不合題意；B、把吸盤(pán)緊壓在光滑的墻上，把吸盤(pán)內(nèi)的空氣排出，大氣壓就把吸盤(pán)緊壓在了墻上，在鉤上可以?huà)煲路?，故B符合題意。C、破窗錘兩端做成錐形，是在壓力一定時(shí)，通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)，與大氣壓無(wú)關(guān)，故C不合題意；D、密度計(jì)是用來(lái)測(cè)量液體密度的測(cè)量?jī)x器，與大氣壓無(wú)關(guān)，故D不符合題意。故選：B。4．（2022?成都）又到了輕松而愉快的周末，家住成都的小新同學(xué)起床洗漱后，吃著糕點(diǎn)，喝著牛奶，推窗遠(yuǎn)望，眼前是城區(qū)與雪山同框的一幅美麗畫(huà)卷。對(duì)于小新生活場(chǎng)景（如圖）的分析，正確的是（）A．甲圖中，塑料吸盤(pán)掛鉤靠分子引力貼在墻壁上 B．乙圖中，吸管一端做成斜切口是為了增大壓力 C．丙圖中，使用吸管喝牛奶利用了大氣壓的作用 D．丁圖中，遠(yuǎn)處雪山山頂?shù)拇髿鈮罕瘸啥汲菂^(qū)高【答案】C【解答】解：A、塑料吸盤(pán)被大氣壓擠壓，掛鉤靠摩擦力貼在墻壁上，故A錯(cuò)誤；B、吸管一端做成斜切口是減小受力面積，增大壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C、使用吸管喝牛奶，吸管內(nèi)的壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)，大氣壓將液體壓入吸管，故C正確；D、海拔越高，氣壓越低，所以遠(yuǎn)處雪山山頂?shù)拇髿鈮罕瘸啥汲菂^(qū)低，故D錯(cuò)誤；故選：C。5．（2021?瀘州）目前，我國(guó)上市的新冠疫苗已經(jīng)達(dá)到4個(gè)，據(jù)了解疫苗需在2～8℃的冰箱中保存。下列說(shuō)法正確的是（）A．注射器吸取疫苗液體的原理和用吸管喝牛奶的原理相同 B．注射疫苗前，用酒精對(duì)皮膚消毒，因酒精升華吸熱使皮膚感覺(jué)涼爽 C．注射疫苗時(shí)選用的注射器針尖較細(xì)是為了減小壓強(qiáng) D．打開(kāi)冰箱時(shí)看到周?chē)小鞍嘴F”，這是由于水蒸氣吸熱汽化形成的【答案】A【解答】解：A、注射器吸取疫苗液體的原理和用吸管喝牛奶的原理相同，都是利用了大氣壓，故A正確；B、皮膚感到?jīng)鏊?，是因?yàn)榫凭鼰崾蛊つw降溫，故B錯(cuò)誤；C、注射器的針尖做得很細(xì)，是在壓力一定時(shí)，通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；D、打開(kāi)冰箱門(mén)時(shí)冒出一團(tuán)“白氣”是空氣中的水蒸氣遇冷就會(huì)液化形成“白氣”，故D錯(cuò)誤。故選：A。6．（2021?紹興）用真空采血管抽血時(shí)，將采血針一端刺入人體靜脈后，另一端插入真空采血管的膠塞，血液便會(huì)自動(dòng)流入采血管。血液能夠流進(jìn)真空采血管的動(dòng)力來(lái)自（）A．大氣壓 B．人體內(nèi)血壓 C．護(hù)士的拉力 D．血液自身重力【答案】B【解答】解：真空采血管在組裝后應(yīng)保持一定的負(fù)壓，即真空試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)低于大氣壓，針頭插入檢查者的靜脈時(shí)，在檢查者體內(nèi)血壓的壓力下，血液流入真空采血管。故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。7．（2022?遼寧）中考過(guò)后，小鵬去森林公園游玩，森林中氣溫比外界低，原因之一是森林涵養(yǎng)水源。水的較大，氣溫上升得慢。溪水沿著石縫向下流淌，因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?。他帶著自制的氣壓?jì)（如圖所示），到達(dá)山頂時(shí)，液柱高度會(huì)?！窘獯稹拷猓荷掷锏目諝庵泻兴侄?，水的比熱容大，在其他條件相同的情況下，吸收相同的熱量，水溫升高少，使得氣溫上升的慢；地球周?chē)奈矬w始終受到重力的作用，并且重力的方向豎直向下，所以溪水沿著石縫向下流淌；把自制氣壓計(jì)從地面到達(dá)山頂時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的壓強(qiáng)不變，而外界大氣壓隨高度的增加而減小，此時(shí)在瓶?jī)?nèi)氣壓的作用下，會(huì)有一部分水被壓入玻璃管，因此管內(nèi)水柱的高度會(huì)變大。故答案為：比熱容；重；上升。8．（2021?蘇州）如圖是小明利用V＝2mL的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等器材估測(cè)大氣壓值的情況。（1）利用刻度尺測(cè)量出的長(zhǎng)度l為10cm，即可算出活塞橫截面積為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，再水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F＝2.1N，據(jù)此可測(cè)得大氣壓值p＝Pa；（3）考慮到活塞與筒壁之間有摩擦，小明繼續(xù)拉動(dòng)一小段距離后，緩慢退回注射器筒，在活塞剛要到筒內(nèi)底部時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F'，則大氣壓值p'＝（用題中出現(xiàn)的物理量符號(hào)表示）；（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若筒內(nèi)空氣沒(méi)有排盡，此因素將導(dǎo)致所測(cè)大氣壓值（偏大/偏小/不變）?！窘獯稹拷猓海?）注射器帶刻度部分的容積為2mL，長(zhǎng)度l為10cm，則活塞的橫截面積：；（2）大氣壓：＝；（3）由題意知，設(shè)外界大氣對(duì)活塞的壓力為F0，筒與筒壁之間的摩擦為f，第一次活塞被拉出注射器時(shí)，活塞受力情況為：F＝F0+f，第二次活塞退回注射器時(shí)，活塞受力情況為：F0＝F′+f，則外界大氣對(duì)活塞的壓力為F0＝，故大氣壓值為；（4）若筒內(nèi)空氣沒(méi)有排盡，則所需拉力偏小，在受力面積一定時(shí)，所測(cè)大氣壓值就偏小。故答案為：（1）注射器帶刻度部分；0.2；（2）1.05×105；（3）；（4）偏小。9.（2020?益陽(yáng)）“拔火罐”是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)療的一種手段。如圖所示，醫(yī)生先用點(diǎn)燃的酒精球加熱小罐內(nèi)的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上。已知大氣壓為1.0×105Pa，小罐底部和開(kāi)口部位的面積均為10cm2，罐內(nèi)空氣冷卻變?yōu)槭覝貢r(shí)其壓強(qiáng)為9.0×104Pa，不計(jì)小罐重力。求：（1）罐內(nèi)空氣對(duì)皮膚的壓力；（2）皮膚對(duì)小罐的支持力?！窘獯稹拷猓海?）罐內(nèi)空氣對(duì)皮膚的壓力：F內(nèi)＝pS＝9.0×104Pa×10×10﹣4m2＝90N；（2）皮膚受到的外界大氣壓力：F外＝p外S＝1.0×105Pa×10×10﹣4m2＝100N，由力的平衡得火罐對(duì)皮膚的壓力：F壓＝F外﹣F內(nèi)＝100N﹣90N＝10N，因?yàn)閴毫椭С至κ且粚?duì)相互作用力，故皮膚對(duì)火罐的支持力：F支＝F壓＝10N。答：（1）罐內(nèi)空氣對(duì)皮膚的壓力為90N；（2）皮膚對(duì)小罐的支持力為10N。考點(diǎn)二：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系10.（2022?遵義）出色的足球運(yùn)動(dòng)員常會(huì)利用“香蕉球”破門(mén)得分。“香蕉球”在空中劃出一道優(yōu)美的弧線(xiàn)，如圖所示。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．足球在飛行過(guò)程中沒(méi)有受到力的作用 B．足球在飛行過(guò)程中受慣性作用不斷向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn) C．足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閮?nèi)側(cè)空氣流速大，外側(cè)流速小 D．足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閮?nèi)側(cè)空氣流速小，外側(cè)流速大【答案】C【解答】解：A、足球在飛行過(guò)程中受到豎直向下的重力、空氣的阻力的作用，故A錯(cuò)誤；B、慣性是一種性質(zhì)，不能說(shuō)物體受到慣性的作用，故B錯(cuò)誤；CD、足球向內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明外側(cè)空氣的壓強(qiáng)大、內(nèi)側(cè)空氣的壓強(qiáng)小，內(nèi)側(cè)的流速大、外側(cè)的流速小，故C正確、D錯(cuò)誤。故選：C。11．（2022?梧州）學(xué)校禁止中小學(xué)生私自下河游泳。有些看似平靜的水面下往往暗藏漩渦，若被卷其中可能會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)，因?yàn)殇鰷u中心（）A．水流速度大，壓強(qiáng)大 B．水流速度小，壓強(qiáng)小 C．水流速度大，壓強(qiáng)小 D．水流速度小，壓強(qiáng)大【答案】C【解答】解：漩渦的外部的水流速小，壓強(qiáng)大，漩渦內(nèi)的水流速大，壓強(qiáng)小，在壓強(qiáng)差的作用下，容易將附近的人“吸”進(jìn)漩渦，發(fā)生危險(xiǎn)。故選：C。12.（2022?福建）如圖，小華利用自制噴霧器澆花。推動(dòng)注射器的活塞時(shí)吸管內(nèi)水面上升，這是因?yàn)槲苌戏娇諝猓ǎ〢．流速大，壓強(qiáng)大 B．流速大，壓強(qiáng)小 C．流速小，壓強(qiáng)大 D．流速小，壓強(qiáng)小【答案】B【解答】解：在吸管的上方推動(dòng)注射器的活塞時(shí)，吸管上方空氣的流動(dòng)速度較大，壓強(qiáng)較小，在瓶?jī)?nèi)氣壓作用下水面上升。故選：B。13．（2022?廣州）如圖1，連通器中的水靜止，此時(shí)水面上方a、b處的氣壓為pa0、pb0。在b上方持續(xù)水平吹氣，水面穩(wěn)定后如圖2所示，此時(shí)a、b處的氣壓為pa、pb，水面下c、d處水的壓強(qiáng)為pc、pd，若大氣壓保持不變，則（）A．pc＞pd B．pa＞pb C．pa0＞pa D．pb0＝pb【答案】B【解答】解：吹氣前，該裝置為連通器，連通器的水靜止不流動(dòng)時(shí)，水面是相平的，水面上方的壓強(qiáng)是相同的，所以pa0＝pb0；在b上方持續(xù)水平吹氣，b中液面的上方的空氣的流速變大，壓強(qiáng)變小，所以pa＞pb；由于b處的流速變大，壓強(qiáng)變小，所以pb0＞pb；此時(shí)左側(cè)兩管相等于是一個(gè)連通器，液體密度相同，c、d處深度相同，所以pc＝pd；綜上所述，B正確。故選：B。14．（2021?威海）如圖所示，水平放置的“H”形容器，右側(cè)裝有植物油，左側(cè)可能裝有水或酒精，中間用一個(gè)可以無(wú)摩擦移動(dòng)的活塞密封，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，則左側(cè)可能裝有哪種液體？若想讓活塞向左側(cè)移動(dòng)，可以在什么位置水平吹氣？（ρ水＞ρ植物油＞ρ酒精）（）A．水a(chǎn)處 B．水b處 C．酒精a處 D．酒精b處【答案】C【解答】解：由圖知，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，則左右兩側(cè)受到液體的壓強(qiáng)是相同的，且左側(cè)液體的深度要大于右側(cè)液體的深度，根據(jù)p＝ρgh可知，左側(cè)液體的密度要小于右側(cè)液體的密度，已知右側(cè)裝有植物油，且ρ水＞ρ植物油＞ρ酒精，所以左側(cè)裝的液體為酒精；若想讓活塞向左側(cè)移動(dòng)，則需要減小左側(cè)上方的氣體壓強(qiáng)，可以在a處吹氣，a處空氣的流速變快，氣體壓強(qiáng)變小，則壓強(qiáng)差的作用下，活塞會(huì)向左移動(dòng)。故選：C。15．（2020?溫州）興趣小組用如圖裝置研究壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，將吹風(fēng)機(jī)對(duì)準(zhǔn)豎管上端管口向下吹風(fēng)，在三個(gè)水平玻璃管的右端口處同時(shí)釋放相同規(guī)格的乒乓球，某時(shí)刻乒乓球處于如圖所示的位置。下列說(shuō)法合理的是（）A．乒乓球運(yùn)動(dòng)是因受到豎管氣流的吸引力 B．裝置中三個(gè)水平玻璃管的橫截面積不同 C．三個(gè)水平玻璃管的左端口處壓強(qiáng)不相同 D．該裝置可以測(cè)量豎管中各處的壓強(qiáng)大小【答案】C【解答】解：由圖中實(shí)驗(yàn)裝置可知，將吹風(fēng)機(jī)對(duì)準(zhǔn)豎管上端管口向下吹風(fēng)，由于豎管口越來(lái)越粗，所以風(fēng)的流動(dòng)速度越來(lái)越慢，即最上端的空氣流速快、水平玻璃管左端開(kāi)口處壓強(qiáng)小，最下端的空氣流速慢、水平玻璃管左端開(kāi)口處壓強(qiáng)大。三個(gè)乒乓球右側(cè)的空氣流速慢，壓強(qiáng)大，產(chǎn)生向左的壓強(qiáng)差，且壓強(qiáng)差由上至下依次減小，三個(gè)乒乓球在壓強(qiáng)差的作用下會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生三個(gè)乒乓球向左運(yùn)動(dòng)的位置不同的現(xiàn)象。故只有選項(xiàng)C說(shuō)法正確。故選：C。16．（2022?鎮(zhèn)江）如圖為自制發(fā)球機(jī)示意圖，當(dāng)吹風(fēng)機(jī)向水平管吹風(fēng)時(shí)，乒乓球上方的氣體壓強(qiáng)變。已知球的質(zhì)量為2.5g，豎直方向受大氣壓作用的等效面積為12.5cm2，若不計(jì)管壁摩擦，當(dāng)球下方和上方氣壓差為Pa時(shí)，球恰能上升；若考慮管壁摩擦，則需要乒乓球上方的風(fēng)速（g取10N/kg）。【解答】解：當(dāng)吹風(fēng)機(jī)向水平管吹風(fēng)時(shí)，乒乓球上方的氣體流速大，壓強(qiáng)小，小于下端管口氣體壓強(qiáng)，原本靜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，球下方受到的壓力F＝G＝2.5×10﹣2N，受力面積S＝12.5cm2＝12.5×10﹣4m2，球下方和上方氣壓差p＝＝＝20Pa；若考慮管壁摩擦，則需要增大乒乓球上方的風(fēng)速，則球下方和上方氣壓差增大，從而使球沿豎直管上升。故答案為：??；20；增大。17