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第17講　大氣壓強　流體壓強與流速的關系
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
大氣壓強 省題10 ___ ___ 省題4 ___
流體壓強與流速的關系 ___ ___ 省題12 省題4 ___
【課程標準】
2．2.8　知道大氣壓強及其與人類生活的關系。了解流體壓強與流速的關系及其在生產生活中的應用。
例　了解鐵路站臺上設置安全線的必要性。
考點一　大氣壓強
一、大氣壓強
1．產生原因：(1)空氣受到重力作用；(2)空氣具有流動性。
2．驗證實驗：
(1)歷史上證明大氣壓存在的著名實驗是馬德堡半球實驗。
(2)生活中可以證明大氣壓存在的實驗：吸盤“吸”在墻上、瓶吞蛋實驗、紙片托水、吸管喝飲料等。
3．大氣壓的測量：
(1)意大利科學家托里拆利最早測出大氣壓的數值。
(2)標準大氣壓p0＝1.013×105 Pa，等于760 mm高水銀柱產生的壓強，在粗略計算中，標準大氣壓可以取為1×105 Pa。
(3)氣壓計：測量大氣壓的儀器。
常見的氣壓計有水銀氣壓計、金屬盒氣壓計(又叫做無液氣壓計)。
4．大氣壓的變化
大氣壓隨高度增加而減小，且大氣壓的值與地點、天氣、季節的變化有關。一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。在海拔3 000米以內，大約每升高10米，大氣壓減小100 Pa。
5．沸點與大氣壓的關系：液體的沸點隨大氣壓的減小而降低，隨大氣壓的增大而升高。(均選填“升高”或“降低”)
6．大氣壓的利用：針管吸藥液、活塞式抽水機、離心式水泵等。
(1)用鋼筆吸取墨水是利用了大氣壓強。(　√　)
(2)托里拆利實驗中玻璃管傾斜放置時，管內的水銀柱高度不變。(　√　)
(3)一個標準大氣壓可托起約10.3 m高的水柱。(　√　)
(4)大氣壓隨海拔高度的增加而減小。(　√　)
(5)(2022·廣東改編)室內大氣壓強約為100 Pa。(　×　)
例1　我們身邊看似“輕小”的空氣，其實蘊含著大大的力量，能夠幫助我們完成很多工作，以下事例，與大氣壓作用無關的是(　　)
A．用吸管喝飲料 B．把帶吸盤的掛衣鉤按在光滑的墻壁上
C．抽水機把水從低處抽到高處 D．醫生用針筒把藥水推入病人身體內
答案　D
解析　用吸管喝飲料，內部的氣壓小于外界大氣壓，飲料在外界大氣壓的作用下，被壓入口腔內，利用了大氣壓；吸盤要固定在墻壁上，需要先用力擠壓塑料吸盤，把盤內的空氣擠出，然后吸盤就被外界的大氣壓緊壓在了墻壁上；抽水機抽低處的水到高處，通過活塞上移或葉輪轉動使抽水機內水面上方的氣壓減小，水在外界大氣壓的作用下，被壓上來；醫生把針筒中的藥液推入病人身體內，是用外力將藥液推入病人身體內，與大氣壓無關。故選D。
例2　(2023·茂名三模)如圖所示，某同學做托里拆利實驗時，實驗過程中管口不離開水銀面，此時此地大氣壓的值為________ mm高水銀柱。這實驗可能在______(選填“高原”“海平面”或“井底”)做的。
答案　700　高原
解析　根據托里拆利實驗的原理可知，大氣壓與管內水銀柱壓強是相等的，而實驗中，測得管中水銀柱的高度為70 cm，實驗過程中管口不離開水銀面，則此時此地大氣壓的值為700 mm高水銀柱。由于在標準大氣壓下，托里拆利實驗的水銀柱高度應為760 mm，而該實驗的水銀柱高度小于760 mm，則該環境下大氣壓小于標準大氣壓，而氣壓與海拔高度有關，海拔高度越高，大氣壓越低。因此該實驗可能在高原做的。
例3　(教材素材)將盛水的燒瓶加熱，水沸騰后把燒瓶從火焰上拿開，并迅速塞上瓶塞，再把燒瓶倒置后向瓶底澆上冷水，如圖所示。關于燒瓶內的水，下列分析正確的是(　　)
A．一直沸騰，澆上冷水時，水面氣壓增大，水會停止沸騰
B．先停止沸騰，澆上冷水時，水面氣壓增大，水會再次沸騰
C．因沒有繼續加熱，澆上冷水時，水的溫度降低，不會沸騰
D．先停止沸騰，澆上冷水時，水面氣壓減小，水會再次沸騰
答案　D
解析　盛有水的燒瓶放在火焰上加熱，達到沸點，繼續吸熱，水沸騰，沸騰后把燒瓶從火焰上拿開，瞬間水的溫度還保持在沸點，但無法繼續吸收熱量，此時停止沸騰；迅速塞上瓶塞，燒瓶內封住了大量的水蒸氣；再把燒瓶倒置后向瓶底澆上冷水，燒瓶內的水蒸氣遇到冷的燒瓶壁而液化，燒瓶內的氣壓減小，沸點降低，同時燒瓶內的水溫度降低，放出熱量，放出的熱量用來完成水在低沸點時的沸騰，水會再次沸騰。故選D。
考點二　流體壓強與流速的關系
1．流體：物理學中把具有流動性的液體和氣體統稱為流體。
2．探究實驗
小實驗：向兩張紙中間吹氣，紙張向中間靠攏
結論：在流體中，流速越大的位置，壓強越低。
3．應用實例：飛機機翼做成“上凸下平”的形狀；并排行駛的船只不能靠得太近；風雨中的雨傘容易上翻；站臺內候車時應站在安全線以外；汽車快速駛過時樹葉飄向汽車；臺風刮過時掀翻屋頂等。
(1)在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強越大。(　×　)
(2)在氣體中，壓強小的位置氣體的流速一定大。(　×　)
(3)汽車行駛時尾部的空氣流速越快、壓強越大。(　×　)
(4)兩艘船不能并排走，要一字型。(　√　)
例4　(2020·廣東)如圖所示，不能用流體壓強與流速的關系來解釋的是(　　)
A．圖甲所示向兩張紙中間吹氣，紙張向中間靠攏
B．圖乙所示用吸管吸飲料
C．圖丙所示向B管吹氣，A管中的水面上升
D．圖丁所示飛機產生升力的原因
答案　B
解析　對著兩張紙的中間吹氣，兩張紙中間的空氣流速變大，壓強變小，小于紙外側的大氣壓，產生了一個向內的壓強差，將紙壓向中間，故A不符合題意；用吸管吸飲料是利用了大氣壓，不能揭示流體壓強與流速的關系，故B符合題意；往B管中吹氣，吸管A上方空氣的流速增大，壓強減小，A管中液體受到向上的壓強大于向下的壓強，在這個管內外產生壓強差的作用下，液面上升，故C不符合題意；相等的時間內，空氣經過機翼上面的路程大于下面的路程，機翼上面的空氣流速大于下面的流速，機翼上面的壓強小于下面的壓強，出現壓強差，出現了壓力差，這個壓力差就是機翼向上的升力，故D不符合題意。
例5　(2021·廣東)唐代詩人杜甫有詩句“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅”。詩中秋風“卷”走“三重茅”主要是由于屋頂外側空氣相對于屋內空氣的流速________、壓強________，從而產生一個向________的力。
答案　大　小　上
解析　秋風刮過屋頂，屋頂上方的空氣流動速度大，壓強小；屋內空氣流動速度小，壓強大，屋頂受到向上的壓強大于向下的壓強，產生一個向上的壓強差和壓力差，所以秋風“卷”走屋頂茅草。
例6　(2022·廣州)如圖甲，連通器中的水靜止，此時水面上方a、b處的氣壓為pa0、pb0。在b上方持續水平吹氣，水面穩定后如圖乙所示，此時a、b處的氣壓為pa、pb，水面下c、d處水的壓強為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
解析　吹氣前，該裝置為連通器，連通器的水靜止不流動時，水面是相平的，水面上方的壓強是相同的，所以pa0＝pb0；在b上方持續水平吹氣，b中液面上方的空氣的流速變大，壓強變小，所以pa＞pb；由于b處的流速變大，壓強變小，所以pb0＞pb；兩圖中a處的流速相同，壓強也相同，所以pa0＝pa；此時左側兩管相當于是一個連通器，液體密度相同，c、d處深度相同，所以pc＝pd，綜上所述，B正確。
考點一　大氣壓強
1.(教材素材)如圖拿一個鐵皮罐，裝少量水，罐口打開，用火加熱，將水燒開后，用蓋子將鐵皮罐罐口蓋緊，放入盆內，用冷水澆鐵皮罐。鐵皮罐塌陷變扁，這是由于(　　)
A．罐內氣體壓強比罐外氣體壓強高 B．罐內氣體壓強比罐外氣體壓強低
C．罐內氣體溫度比罐外氣體溫度高 D．罐內氣體溫度比罐外氣體溫度低
答案　B
2.(教材素材)如圖所示，小明將裝滿水的試管，用紙片蓋嚴試管口并倒置，紙片不會掉下來，這個現象說明了________的存在，紙片受到大氣壓力方向________，此力的施力物體是________。
答案　大氣壓強　豎直向上　大氣
3．(教材素材)小亮設計了一個自動供水裝置，他將一個塑料瓶裝滿水后倒放在盆景中，瓶口剛剛被水浸沒。一段時間后，盆景中的水由于蒸發而變少，液面低于瓶口，瓶內的水會流出一部分，瓶口又被浸沒后，瓶中的水不再流出，如圖所示，該裝置的原理是巧妙地利用了________，塑料瓶內水面的上方是________(選填“空氣”或“真空”)。如果在瓶壁“A”處打一個小孔，水________(選填“會”或“不會”)從小孔向外噴出。
答案　大氣壓　空氣　不會
4.(2023·廣州白云區二模)在甲地完成圖甲所示的實驗，則當地大氣壓等于________ m高的液柱A所產生的壓強。在乙地完成圖乙所示的實驗，已知液體A的密度比B大，則甲地大氣壓________(選填“大于”“等于”“小于”或“無法判斷”)乙地大氣壓。
答案　10.3　大于
解析　在甲地完成圖甲所示的實驗，則當地大氣壓等于10.3 m高的液柱A所產生的壓強；在乙地完成圖乙所示的實驗，則當地大氣壓等于9 m高的液柱B所產生的壓強；液體A的密度比B大，A的液柱的高度大于B的液柱的高度，根據p＝ρgh可知，甲地的大氣壓要大于乙地的大氣壓。
5.(2023·廣東)如圖所示，用兩個吸盤模擬馬德堡半球實驗。將兩個吸盤對接，用力擠壓出空氣后難以將其分開，說明吸盤內部氣體壓強________(選填“大于”“等于”或“小于”)大氣壓強。若在吸盤上戳一個小孔，吸盤內部氣體壓強會變________。若在海拔更高的地方做同樣的實驗，將其分開所需的力更小，說明海拔越高，大氣壓強越________。
答案　小于　大　小
解析　用兩個吸盤模擬馬德堡半球實驗。將兩個吸盤對接，用力擠壓出空氣后難以將其分開，說明吸盤內部氣體壓強小于大氣壓強，在內外壓力差的作用下，很難拉開。若在吸盤上戳一個小孔，氣體進入，吸盤內部氣體壓強會變大。若在海拔更高的地方做同樣的實驗，將其分開所需的力更小，說明海拔越高，大氣壓強越小。
考點二　流體壓強與流速的關系
6．(從生活到物理)學校禁止中小學生私自下河游泳。有些看似平靜的水面下往往暗藏漩渦，若被卷入其中可能會出現危險，因為漩渦中心(　　)
A．水流速度大，壓強大 B．水流速度小，壓強小
C．水流速度大，壓強小 D．水流速度小，壓強大
答案　C
解析　漩渦外部的水流速小，壓強大，漩渦內的水流速大，壓強小，在壓強差的作用下，容易將附近的人“吸”進漩渦，發生危險。
7.(2023·深圳一模)如圖甲所示有些跑車為了提高“抓地力”會在車尾安裝了一種“氣流偏導器”，其外形應該選用圖乙中的________(選填“A”或“B”)，氣流對偏導器產生________(選填“向上”或“向下”)的壓強差，因而有壓力差，使車與地面之間的摩擦力________(選填“變大”“變小”或“不變”)。
答案　B　向下　變大
解析　“氣流偏導器”的上表面平直、底部呈弧形凸起，當跑車高速行駛時，偏導器上方的空氣流速小、壓強大，下方的空氣流速大、壓強小，產生一個向下的壓強差，增加轎車對地面的壓力，在接觸面的粗糙程度不變的情況下，摩擦力會變大，提高車輪的抓地性能，故應選B。
8.(教材素材)如圖所示，在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣。
現象：硬幣跳過木塊。
解釋：硬幣上方的氣流速度________下方的氣流速度，硬幣上方壓強________(均選填“大于”“小于”或“等于”)下方壓強，產生向上的升力。
答案　大于　小于
9.(創新實驗)學完大氣壓之后，老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓大小的實驗，如圖所示。小剛實驗小組現有帶掛鉤的塑料吸盤、量程為5 N的彈簧測力計、玻璃板。
(1)他們設計了如下實驗步驟：
A．記錄彈簧測力計的示數為F，這就是大氣對吸盤的壓力
B．小剛將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上，用力擠壓吸盤
C．用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢向上拉，直至吸盤剛要離開玻璃板
D．測量吸盤與玻璃板接觸面的直徑d，計算吸盤與玻璃板的接觸面積S＝1.0×10－4 m2
E．根據p＝，計算出大氣壓的大小p
你認為合理的實驗步驟順序應該是________(選填“①”或“②”)。
①DBACE ②BDCAE
(2)排好序后進行實驗，彈簧測力計拉至最大讀數。吸盤仍未脫離玻璃板。若大氣壓按照約為1×105 Pa計算，彈簧測力計量程至少要大于________ N。
(3)他們發現實驗結果明顯比真實氣壓值小，其中的原因可能是_________________________。(答1條即可)
答案　(1)②　(2)10　(3)吸盤內有空氣(或測量吸盤的直徑d有誤差)
解析　(1)用吸盤方法測量大氣壓強：①將吸盤吸在光滑玻璃板上，排盡吸盤內空氣，為了密封，先將吸盤蘸水；②測量吸盤與玻璃板之間的接觸面積；③用彈簧測力計拉動吸盤至吸盤剛好離開玻璃板，讀出彈簧測力計示數即為大氣壓力；④記錄彈簧測力計的示數為F，這就是大氣對吸盤的壓力；⑤根據p＝計算壓強值，故正確步驟應選②。
(2)根據F＝pS＝1×105 Pa×1.0×10－4 m2＝10 N。
(3)用吸盤法測大氣壓的結果小于真實氣壓值可能的原因：吸盤內的空氣無法全部排盡或測量吸盤的直徑d有誤差等。(合理即可)
10．(從物理到生活)學校氣象興趣小組同學查閱了近幾年來影響沿海幾個臺風的相關資料，經過整理后列出了如下表格。觀察分析并結合我們學過的知識回答以下問題：
臺風名稱 年份 臺風中心氣壓/百帕 平均風速/(米·秒－1)
海葵 2012 960 40
菲特 2013 945 45
鳳凰 2014 990 25
燦鴻 2015 920 58
(1)由表中數據可知，臺風“鳳凰”平均風速為25米/秒時，其中心氣壓為________百帕。
(2)根據以上信息，關于臺風的中心氣壓與臺風平均風速的關系，可得到的初步結論是：________________________________________________________________________。
(3)通過查閱資料了解到，當臺風登陸后，臺風的強度會有所減弱，由此可以推測其中心氣壓會________(選填“升高”“不變”或“降低”)。
答案　(1)990　(2)平均風速越大，臺風中心氣壓越小　(3)升高

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