备考2024年中考物理重难点精讲精练：86-热点44 大气压强 流体压强与流速的关系（精讲）

中考物理热点复习精讲精练

热点44 大气压强 流体压强与流速的关系（精讲）

知识梳理

典例讲解

例1．下列事例中与大气压强无关的是（　　）

A．用注射器将药液注入肌肉 

B．塑料吸盘能贴在光滑的墙上 

C．悬空塑料管里的水不会流出来 

D．活塞式抽水机把地下水抽上来

【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，要注意有没有形成的“气压差”。

【解答】解：A、用注射器将药液注入肌肉，利用的是人的推力，与大气压无关，故A符合题意；

B、吸盘的工作过程是：用力将吸盘紧压在墙壁上，将吸盘中的空气排出，松手后，由于吸盘内的空气减少，内部气压小于外界大气压，外界大气压将吸盘紧压在墙壁上，故B不符合题意；

C、大气对纸片向上的压力托住了杯中的水，与大气压有关，故C不符合题意；

D、抽水机工作时，使其内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机内，进而实现把水从低处压到高处的目的，所以是利用了大气压，故D不合题意。

故选：A。

例2．如图所示，沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值。对此，下列判断正确的是（　　）

A．此时大气压强等于760mm高的水银柱所产生的压强 

B．把玻璃管稍微提起一些，则管内外水银面的高度差将变大 

C．若将玻璃管稍稍倾斜，则管内外水银面的高度差将不变 

D．若把此装置从电视塔首层乘电梯带到顶层，则管内外水银面的高度差将增大

【分析】（1）在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小；玻璃管内水银柱产生的压强等于大气压强，p大气＝p水银＝ρ水银gh；

（2）气压跟海拔有关，海拔越高，气压越低。

【解答】解：A．读图可知，玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm，因此，当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强，故A错误；

BC．若将玻璃管稍微提起一些或倾斜，但不能改变大气压的大小，又不能改变水银柱的压强，故管内外水银面的高度差将不变，故B错误、C正确；

D．若把此装置从电视塔首层乘电梯带到顶层，由于气压跟海拔有关，海拔越高，气压越低，则顶层大气压小，能支持的水银柱高度也就变小，故D错误；

故选：C。

例3．将一个茶杯前面放三个蜡烛，如图，是茶杯和蜡烛位置的俯视图，现在从图上方向下和蜡烛火焰等高用吸管吹气，三个蜡烛的亮灭情况是（　　）

A．中间的亮，两侧的蜡烛熄灭 

B．都熄灭 

C．都不灭 

D．中间的灭，两侧的蜡烛亮

【分析】根据流体压强和流速的关系（流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大）分析解答。

【解答】解：向茶杯吹气时，气流从茶杯两侧向前流动，因为流体流速越大的地方压强越小，所以流动的空气向中间靠拢吹向中间蜡烛，中间蜡烛熄灭，而两侧蜡烛不会熄灭，故选项ABC错误、D正确。

故选：D。

例4．小建老师在一次放学途中看到如图1所示的场景：一位同学撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来，伞面被“吸”起，发生形变。

【实验猜想】猜想：伞面受力大小可能与空气的　   　有关。

【设计实验与进行实验】小建老师自制了一个上凸下平的模型，将其固定在托盘测力计上；如图2所示。在模型的正前方用电风扇迎面吹风，模拟气流。

【收集数据】

【分析论证】模型上方空气流速快，压强小，模型受到向　   　的升力；空气流速越　   　，这个力越　   　。

【拓展应用】

（1）如图3所示，小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平，当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，请回答：

①小汽车在水平方向上受到的阻力　   　（选填“大于”、“小于”或“等于”）它的牵引力；

②小汽车对地面的压力　   　车的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；

（2）为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，技术员设计了以下几种方案。如图4所示，黑色部分为墙面凸出部分，为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是　   　。

【分析】对于流体来说，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大；

物体受平衡力作用时，物体保持静止或匀速直线运动状态；

【解答】解：根据题意，一阵大风吹来，空气流动速度改变，伞面被“吸”起，发生形变，我们可以猜想伞面受力大小可能与空气的流速有关；

根据表格中数据分析，当无风时，托盘测力计示数等于模型重力，当风速变为低速，直到高速，托盘测力计示数变小了，说明模型受到了向上的升力，并且空气流速越快，这个力越大；

（1）①飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，汽车处于平衡状态，受平衡力作用，所以小汽车在水平方向上受到的阻力等于它的牵引力；

②小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平，根据上面实验结论上方凸空气流速快，压强小，汽车受到向上的升力，所以小汽车对地面的压力小于车的重力；

（2）为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题，让过道中空气流动起来，那就要使过道两侧通道空气流速不同，从而使两侧通道压强不同，通过这个压强差促使通道内空气流动产生通风的效果，根据探究实验结论，我们只要在两通道的其中一个加凸起，就可以保证两侧有压强差，为了节能我们也没有必要加装换气扇，综上所述此题应选C；

答案为：流速；上；快；大；（1）①等于；②小于；（2）C。

例5．小花利用标有最大刻度值4.5mL的注射器等器材，对大气压的值进行测量，实验步骤如下：

a.先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔；

b.用细绳拴住注射器活塞颈部，使绳另一端与弹簧测力计挂钩相连，然后水平向右拉注射器，如图甲示意。当注射器中的活塞移动时，记下弹簧测力计的示数为8.1N；

c.用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6cm；d.根据测量数据，算出大气压的值。

（1）实验所用的器材为：注射器、刻度尺、细绳、橡皮帽、水和 　   　。

（2）此注射器活塞横截面积是 　   　cm2；根据实验数据计算出大气压强是 　   　Pa，比真实值 　   　（选填“偏大”或“偏小”）。

（3）小花又用塑料吸盘挂钩对大气压的值进行测量，如图乙。她将吸盘紧紧压在厚玻璃上，测出吸盘的直径为D，然后用弹簧测力计缓慢地拉塑料吸盘直至使其脱离玻璃，读出拉开瞬间的拉力为F，算出大气压的值为 　   　（用字母表示）。她发现测出的大气压值比真实值 　   　（选填“偏大”或“偏小”）。导致这种结果的原因是：　   　。

（4）小花与同学们分析实验时，发现测得的大气压值误差较大，对此找出了下列可能的原因：

①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体

②活塞与注射器筒壁间有摩擦

③弹簧测力计的示数没有读准

④活塞与注射器筒壁不完全密封。

上述原因一定会使测量值小于真实值的是 　   　。

【分析】（1）实验中要测出拉力的大小，因此要用到弹簧测力计；

（2）注射器的容积可通过图中读出，其单位为mL，注射器是圆柱体，利用公式V＝SL的变形，可求其横截面积的大小；

根据二力平衡的条件，当活塞刚刚拉动时，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力；

再根据公式p＝，将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；

根据计算出结果可知道与真实值之间的关系；

（3）根据公式p＝，将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；

影响测量结果的因素有很多，我们应尽可能考虑周全，但不外乎测量时的误差和操作过程中吸盘与玻璃板能否紧密接触等几方面；

（4）从公式p＝分析，会使测量值小于真实值的可能是所测力F偏小或所测面积S偏大。

【解答】解：（1）根据公式p＝可知，需要测量力的大小，所以要用到弹簧测力计；

（2）注射器的容器V＝4.5mL＝4.5cm3，注射器全部刻度的长度：L＝6cm；

根据V＝SL可知，注射器活塞横截面积：S＝＝＝0.75cm2＝7.5×10﹣5m2；

大气压强：p＝＝＝1.08×105Pa；

一个标准大气压的值是1.01×105Pa，所以所测的大气压值大于真实值；

（3）由吸盘的直径为D可知，吸盘的面积：S＝πR2＝π2＝；

大气压的值：p′＝＝；

由于吸盘内由空气残留，会导致所测的力F偏小，大气压的值偏小；

（4）①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，会导致所测的拉力偏小，则大气压值偏小，故①正确；

②活塞与注射器筒壁间有摩擦，会导致所测的拉力偏大，则大气压值偏大，故②不正确；

③弹簧测力计的示数没有读准，导致所测的拉力可能偏大也可能偏小，则大气压值可能偏大也可能偏小，故③不正确；

④活塞与注射器筒壁不完全密封，会有空气进入注射器筒内，导致所测的拉力偏小，则大气压值偏小，故④正确；

故选：①④。

故答案为：（1）弹簧测力计；（2）0.75，1.08×105，偏大；（3），偏小，吸盘内有空气残留；（4）①④。