9.3 大气压强（导学案）-【上好课】八年级物理下册同步高效课堂（人教版2024）

9.3 大气压强 （导学案） 【学习目标】 1. 通过观察生活实例和实验，验证大气压强的存在，了解标准大气压的数量级，知道大气压随高度变化的规律及液体沸点与气压的关系。 2. 通过学习托里拆利实验，体会间接测量大气压大小的科学方法，培养科学推理和论证能力。 3. 通过进一步设计实验来验证大气压强的存在，提出实验设计的思路，培养设计实验与制订方案的能力。能够基于证据作出合理解释，并通过实验数据进行验证和交流，提升科学探究能力。 4. 通过学习大气压强及其与人类生活的关系，体会科学技术对人类生活的影响，形成尊重事实、实事求是的科学态度。 【学习重点】大气压强的存在。 【学习难点】大气压的测量。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 因为空气有重力，所以对浸没在它里面的物体有压强。又因为空气具有流动性，所以空气像液体一样，向各个 都有压强，称为 ，简称大气压或气压。 2. 最早证明大气压强存在的著名实验是 实验，最早测出大气压强值的实验是 实验。1标准大气压相当于 cm高的水银柱所产生的压强，1标准大气压等于 pa。 3. 大气压随海拔高度的增加而 ；水的沸点随大气压的增大而 。 【合作探究】 探究一、大气压强的存在 1 . 实验探究：大气压的存在 （1）覆杯实验 【进行实验】实验一：将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，观察现象。 实验一 实验二 实验三 实验四 实验二：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，观察现象。 实验三：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，将纸杯朝不同的方向，观察现象。 实验四：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，观察现象。 【实验现象与分析】 ①在实验一中，发现硬纸片会掉下来。是因为受到了 力作用。 ②在实验二中，发现硬纸片没有掉下来。因为杯中装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片向下的压强小于大气对硬纸片向上的压强，由于 的作用，硬纸片没有掉下来。 ③在实验三中，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个 都有压强。 ④在实验四中，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因是：用针在塑料杯杯底扎孔后，水上方有大气压，下面也有大气压，上下方的大气压对水的作用相互抵消，所以水在重力的作用下流出来。 （2）瓶吞鸡蛋 【进行实验】将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内，然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口，观察现象。 【实验现象】发现熟鸡蛋被“吞入”瓶中。 【分析现象】棉花燃烧，瓶内空气受热膨胀被排出一部分，堵上鸡蛋，瓶内气体冷却后，气压低于外界大气压，在 的作用下，鸡蛋被压入瓶中。 【探究归纳】大气与液体一样，向各个方向都有压强。 （3）马德堡半球实验 ①德国马德堡市的市长奥拓.格里克，是一位业余科学家。1654年5月，他做了一个令人惊讶的实验，才是人们确信大气压强的存在。他做了两个直径36cm的空心铜半球，密合后抽出里面的空气，然后每个半球上栓8匹马，总共16匹马才把两个半球拉开。 ②马德堡半球实验的解释：球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。 ③结论：马德堡半球实验，证明大气存在 并且很大。 2. 大气压 （1）概念：空气和液体一样，内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强，简称大气压或气压。 （2）大气压产生的原因：地球周围的空气层因地球的吸引而受到 作用，同时空气又具有 性，因此对浸在空气中的物体表面产生了压强。 （3）大气压存在的事例：例如， 等都是应用了大气压。 【例题1】如图所示，小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一片硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下。对整个探究活动的分析正确的是（　　） A．探究的问题：大气压强有多大 B．探究的问题：大气向各个方向的压强相等 C．探究的问题：研究水的重力与大气压力的关系 D．探究的问题：大气对各个方向都有压强 探究二、大气压强的测量 1. 托里拆利实验 （1）测量方法：在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，我们根据 p0=ρ水gh就能测出大气压的数值。意大利科学家托里拆利解决了这个问题，用水银测出了大气压的大小，叫作托里拆利实验。 【可通过观看视频进行分析】 （2）托里拆利实验过程 ①在长度大约1m、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。 ②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。 ④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm. （3）实验分析：玻璃管内水银面的上方是 ，没有大气压，管外水银面的上方是 ，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为 支撑着管内这段水银柱使它不会落下。 （4）实验结论：大气压的大小等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即 p大气压=p水银。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，故被称为托里拆利实验。 2. 理解托里拆利实验 【思考问题】 （1）影响水银柱高度的因素是什么？管子倾斜时，水银柱竖直高度是否发生变化？管子的直径改变时，管中水银柱高度怎样变化？ （2）现在将玻璃管稍稍上提或将玻璃管稍稍往下压些，观察水银柱的高度是否变化？ （3）若玻璃管内混有少量空气，会影响水银柱的高度吗？ （4）托里拆利实验为什么不用水做？ 【分析与总结】 （1）玻璃管内水银柱的高度是指管内外水银面的 差，不是指管倾斜时水银柱的长度，只与外界的大气压有关。实验过程中，只要测量正确（测量高度差），就会得出大气压的大小，与玻璃管是否倾斜、与管的粗细、长度、形状、插入水银中的深度都 （选填“有关”或“无关”）。 （2）玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。 （3）实验时，若玻璃管内混有少量空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变 。 （4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约 m，即需要的玻璃管长度约10.3m，不方便。 3. 标准大气压 （1）标准大气压 在托里拆利实验中，若测得管内外水银面的高度差为 mm时，把这样大小的大气压叫作标准大气压，用字母p0表示。 根据液体压强的公式，1标准大气压的大小为 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m= Pa 粗略计算时，标准大气压可取1.0×105 Pa。 （2）大气压的一些单位：帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高（mmHg柱）或厘米水银柱高（cmHg柱）等。 1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱=76厘米水银柱 4. 物理学家——托里拆利 托里拆利是意大利物理学家、数学家（1608年⁓1647年），是伽利略的学生和晚年的助手。托里拆利的首要发明是水银气压计，发现了托里拆利定律。为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。 5. 气压计：测量 的仪器叫作气压计。 （1）水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。 （2）金属盒气压计（又称无液气压计）：它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。 【例题2】如图是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法正确的是（ ） A．玻璃管倾斜后会影响实验测量结果 B．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气 C．大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强 D．因大气压大于玻璃管内水银柱产生的压强，所以水银柱不会落下 探究三、大气压与海拔高度的关系 1. 自制气压计 （1）制作方法：在玻璃瓶内装入适量带颜色的水，用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气，使细塑料管内水面上升到瓶口以上。最后，在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的变化。根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。 （2）自制气压计的测量原理 在玻璃管内的底部取一液片“AB”，因为液片静止，所以p内=p大气压+p水 即 P内=p0 + ρ水gh水 因为玻璃瓶内的气压基本不变，即水对液片向上的压强p内基本不变，所以当外界大气压强p0降低时，玻璃管内水的高度h水变 。 该气压计会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P内变大，玻璃管内水的高度h水变 。 2. 大气压与高度的关系 （1）实验探究 【进行实验】将自制气压计放在电梯中进行实验，观察水柱的高度与楼层的关系。使电梯从一楼到高楼层，观察并记录水面的变化情况。 楼层 1 2 3 4 5 ┈ 管内与瓶内 水面的高度差/cm 【实验现象】拿着自制气压计从一楼到高楼层，发现管内外水面的高度差会变 。 【实验结论】大气压随高度的增加而 。 （2）大气压与高度的关系 大气压强随海拔高度而变化 【观看图片，进行分析】 ①结论：大气压随高度增加而减小，在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。在珠穆朗玛峰的峰顶，大气压大约只有 Pa。 ②大气压随海拔高度的升高而减小的原因 大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。 （3）高度计：如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。 【例题3】小皓同学自制了一个气压计，如图所示，玻璃管内水的高度h=5cmg，取10N/kg。由图可知，气压计玻璃瓶内的空气压强_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）玻璃瓶外空气的压强，玻璃瓶内外大气压强差为________Pa，小皓拿着该气压计从山底开始爬山，爬山过程中玻璃管内水的高度会_______ （选填“升高”或“降低”），到山顶，小皓发现玻璃管内水柱的长度变化了23cm，则该山大约高_______m（玻璃管足够长，不考虑温度的影响，在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa）。 探究四、液体沸点跟气压的关系 1. 水的沸点与大气压的关系 （1）实验：如图所示，将水加热至沸腾后停止加热，沸腾停止，若将烧瓶内部的空气抽出，停止沸腾的水又重新沸腾起来。 （2）现象分析：抽出空气，瓶内的气压降低，停止沸腾的水还能重新沸腾起来，说明瓶内水的沸点 了（选填“升高”或“降低”）。 （3）实验结论：液体的沸点与液体表面上方的气压有关，气压减小，沸点 ；气压增大，沸点升高。 （4）水的沸点与气压值对照表 气压值 （×103pa） 1 2 3 5 10 20 30 50 70 101 沸点 （℃） 4 16 23 32 46 60 69 81 90 100 观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系： ①气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。 ②在1标准大气压下，水的沸点为 ℃。 在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是： ℃（69~75℃间），这样的温度，连面条也煮不熟。 2. 高压锅的原理 高压锅把水紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，水的沸点 ，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了，并且相当酥烂。 【例题4】寒假期间小吴同学和父母去西藏旅游，旅游期间细心的小吴同学发现一个有趣的现象，用普通的锅煮不熟面条，他回想起了物理老师做过如图所示的实验，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置， 再用_______（选填“冷水”或“热水”）浇烧瓶的底部，可以观察到水重新_______；通过该实验小吴同学终于明白了在高原地区普通锅煮不熟面条的道理，其道理是：___________。 【精讲点拨】 1. 在解释与大气压有关的现象中，要把握住要点：一切吸液体（或气体）的过程都是靠管内外气体的压强差将液体“压入”的过程。 2．除托里拆利实验外，还可以根据p= 粗略测量大气压。用到的器材有：弹簧测力计、吸盘、玻璃板、刻度尺等。测量方法是：如图所示，将吸盘紧贴玻璃板，挤压吸盘，用弹簧测力计拉住吸盘，缓慢向上拉，至吸盘脱离板面时，记录弹簧测力计的示数F；测量并计算出吸盘与玻璃板的接触面积S；算出大气压强p= 。（该实验误差大） 3. 大气压随高度的变化而变化，大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，上面的大气层越薄，空气的密度也越小，那里的大气压强越小。 4．一切液体的沸点都是气压增大时升高，气压减小时降低。通常说的沸点，都是指在1标准大气压下。例如说水的沸点是100℃，必须指出是在1标准大气压下。 【归纳整理】 第3节 大气压强 【课堂练习】 1．如图所示，用两个吸盘模拟马德堡半球实验；将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，说明吸盘内部气体压强______（选填“大于”“等于”或“小于”）大气压强；若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，说明海拔越高，大气压强越______。 2. 第一个证明大气压存在的著名实验是 ，如图所示，老师在做托里拆利实验时（当地气压为标准大气压），试管的顶端混入了部分空气，实验时测得管内水银柱的高度将 （填“大于”“等于”“小于”）760mm，如果将试管顶端开一个孔，管内水银柱会不会喷出来 （填“会”“不会”）。 3．小雨同学用一个玻璃瓶子、带颜色的水、两端开口的细玻璃管、橡皮塞，制作了一个如图所示的能够观察大气压随高度变化的装置。他拿着这一装置乘坐电梯从18楼的家到达楼下。以下说法正确的是（　　） A．玻璃管内水柱高度下降，说明大气压增大 B．玻璃管内水柱高度下降，说明大气压减小 C．玻璃管内水柱高度上升，说明大气压增大 D．玻璃管内水柱高度上升，说明大气压减小 4. 如图是托里拆利实验的流程，关于托里拆利实验，说法正确的是（　　） A．托里拆利实验可以把水银替换成水，其余器材不变，由此计算大气压强 B．向上移动玻璃管，水银柱的高度不变 C．实验中用的玻璃管越粗，水银柱高度越低 D．标准大气压指760mm水银柱的压力 5. 护士给病人输液时，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，如图所示。这根“闲置”管是为了 （填“利用”或“不利用”）大气压强。由于针头较细，为确保药液的流速，需要将药水袋提升到相对针管一般不低于1.3m的高度，由此推算针管处受到的液体压强为 Pa。（g=10N/kg，） 6. 如图所示，疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用，小松查阅资料得知：（1）“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间，防止空气外流；（2）为防止交叉感染，舱内每小时换气20次，通过排风净化装置将舱内气体无害化排出，增大排风装置排风量，能降低救护舱内气压。 ①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压（选填“大于”“小于”或“等于”）； ②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时，需要增大排风量，请分析原因： ； ③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。 A．正在烧煮的高压锅    B．开始吸饮料时的吸管        C．充满气的轮胎 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.3 大气压强 （导学案） 【学习目标】 1. 通过观察生活实例和实验，验证大气压强的存在，了解标准大气压的数量级，知道大气压随高度变化的规律及液体沸点与气压的关系。 2. 通过学习托里拆利实验，体会间接测量大气压大小的科学方法，培养科学推理和论证能力。 3. 通过进一步设计实验来验证大气压强的存在，提出实验设计的思路，培养设计实验与制订方案的能力。能够基于证据作出合理解释，并通过实验数据进行验证和交流，提升科学探究能力。 4. 通过学习大气压强及其与人类生活的关系，体会科学技术对人类生活的影响，形成尊重事实、实事求是的科学态度。 【学习重点】大气压强的存在。 【学习难点】大气压的测量。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 因为空气有重力，所以对浸没在它里面的物体有压强。又因为空气具有流动性，所以空气像液体一样，向各个方向都有压强，称为大气压强，简称大气压或气压。 2. 最早证明大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验，最早测出大气压强值的实验是托里拆利实验。1标准大气压相当于76cm高的水银柱所产生的压强，1标准大气压等于1.013×105pa。 3. 大气压随海拔高度的增加而减小；水的沸点随大气压的增大而升高。 【合作探究】 探究一、大气压强的存在 1 . 实验探究：大气压的存在 （1）覆杯实验 【进行实验】实验一：将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，观察现象。 实验一 实验二 实验三 实验四 实验二：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，观察现象。 实验三：把杯内加满水，将硬纸片放在塑料杯杯口，用手按住，并倒置过来，将纸杯朝不同的方向，观察现象。 实验四：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，观察现象。 【实验现象与分析】 ①在实验一中，发现硬纸片会掉下来。是因为受到了重力作用。 ②在实验二中，发现硬纸片没有掉下来。因为杯中装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片向下的压强小于大气对硬纸片向上的压强，由于大气压的作用，硬纸片没有掉下来。 ③在实验三中，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个方向都有压强。 ④在实验四中，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因是：用针在塑料杯杯底扎孔后，水上方有大气压，下面也有大气压，上下方的大气压对水的作用相互抵消，所以水在重力的作用下流出来。 （2）瓶吞鸡蛋 【进行实验】将剥了皮的熟鸡蛋放入广口瓶中，鸡蛋不会掉入瓶中。将浸过酒精的棉花点燃后放入广口瓶内，然后立即将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口，观察现象。 【实验现象】发现熟鸡蛋被“吞入”瓶中。 【分析现象】棉花燃烧，瓶内空气受热膨胀被排出一部分，堵上鸡蛋，瓶内气体冷却后，气压低于外界大气压，在大气压的作用下，鸡蛋被压入瓶中。 【探究归纳】大气与液体一样，向各个方向都有压强。 （3）马德堡半球实验 ①德国马德堡市的市长奥拓.格里克，是一位业余科学家。1654年5月，他做了一个令人惊讶的实验，才是人们确信大气压强的存在。他做了两个直径36cm的空心铜半球，密合后抽出里面的空气，然后每个半球上栓8匹马，总共16匹马才把两个半球拉开。 ②马德堡半球实验的解释：球体内部没有气体，也就没有向外的压强（压力），外部有大气，对半球的四周表面有压强，所以是大气压强（压力）把两个半球紧紧压在一起。 ③结论：马德堡半球实验，证明大气存在压强并且很大。 2. 大气压 （1）概念：空气和液体一样，内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强，简称大气压或气压。 （2）大气压产生的原因：地球周围的空气层因地球的吸引而受到重力作用，同时空气又具有流动性，因此对浸在空气中的物体表面产生了压强。 （3）大气压存在的事例：例如，吸尘器、吸盘、垃圾清扫车、拔火罐等都是应用了大气压，这些吸的过程都是靠大气压“压”的结果。 【例题1】如图所示，小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一片硬纸片（不留空气），然后托住纸片，将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下。对整个探究活动的分析正确的是（　D　） A．探究的问题：大气压强有多大 B．探究的问题：大气向各个方向的压强相等 C．探究的问题：研究水的重力与大气压力的关系 D．探究的问题：大气对各个方向都有压强 【详解】AC．覆杯实验是验证大气压存在的实验，没有测量工具，不能测量大气压的大小，也不能研究水的重力与大气压力的关系，故AC错误； BD．将杯子倒置或倾斜，水都不流出，纸片也不掉下，说明在不同的方向上纸片受到大气压的作用，所以探究大气压向各个方向是否有压强；结论是大气压向各个方向有压强；不能得到大气向各个方向的压强相等，故D正确，B错误。故选D. 探究二、大气压强的测量 1. 托里拆利实验 （1）测量方法：在如图实验装置中，如果根据大气压所能托起水柱的最大高度，我们根据 p0=ρ水gh就能测出大气压的数值。意大利科学家托里拆利解决了这个问题，用水银测出了大气压的大小，叫作托里拆利实验。 【可通过观看视频进行分析】 （2）托里拆利实验过程 ①在长度大约1m、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。 ②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。 ④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm. （3）实验分析：玻璃管内水银面的上方是真空，没有大气压，管外水银面的上方是空气，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压支撑着管内这段水银柱使它不会落下。 （4）实验结论：大气压的大小等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即 p大气压=p水银。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，故被称为托里拆利实验。 2. 理解托里拆利实验 【思考问题】 （1）影响水银柱高度的因素是什么？管子倾斜时，水银柱竖直高度是否发生变化？管子的直径改变时，管中水银柱高度怎样变化？ （2）现在将玻璃管稍稍上提或将玻璃管稍稍往下压些，观察水银柱的高度是否变化？ （3）若玻璃管内混有少量空气，会影响水银柱的高度吗？ （4）托里拆利实验为什么不用水做？ 【分析与总结】 （1）玻璃管内水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管倾斜时水银柱的长度，只与外界的大气压有关。实验过程中，只要测量正确（测量高度差），就会得出大气压的大小，与玻璃管是否倾斜、与管的粗细、长度、形状、插入水银中的深度都无关（选填“有关”或“无关”）。 （2）玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。 （3）实验时，若玻璃管内混有少量空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变小。 （4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约10.3m，即需要的玻璃管长度约10.3m，不方便。 3. 标准大气压 （1）标准大气压 在托里拆利实验中，若测得管内外水银面的高度差为760mm时，把这样大小的大气压叫作标准大气压，用字母p0表示。 根据液体压强的公式，1标准大气压的大小为 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105 Pa 粗略计算时，标准大气压可取1.0×105 Pa。 （2）大气压的一些单位：帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高（mmHg柱）或厘米水银柱高（cmHg柱）等。 1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱=76厘米水银柱 4. 物理学家——托里拆利 托里拆利是意大利物理学家、数学家（1608年⁓1647年），是伽利略的学生和晚年的助手。托里拆利的首要发明是水银气压计，发现了托里拆利定律。为了纪念他，小行星7437被命名为托里拆利。 5. 气压计：测量大气压的仪器叫作气压计。 （1）水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。 （2）金属盒气压计（又称无液气压计）：它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，气压变化时，金属盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。 【例题2】如图所示是托里拆利实验的规范操作过程，关于托里拆利实验，下面说法正确的是（ C ） A．玻璃管倾斜后会影响实验测量结果 B．实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气 C．大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强 D．因大气压大于玻璃管内水银柱产生的压强，所以水银柱不会落下 【解析】A．水银柱产生的压强跟水银柱的高度和水银的密度有关，与玻璃管倾斜、玻璃管的粗细无关，故A错误； B．在玻璃管中装满水银是为了排净管中的空气，使大气压等于水银柱产生的压强，故B错误； C．当玻璃管上方为真空时，大气压等于水银柱产生的压强，所以玻璃管外大气压等于760mm水银柱产生的压强，故C正确； D．玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持，大气压的数值等于这段水银柱产生的压强，故D错误。所以选C。 探究三、大气压与海拔高度的关系 1. 自制气压计 （1）制作方法：在玻璃瓶内装入适量带颜色的水，用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气，使细塑料管内水面上升到瓶口以上。最后，在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的变化。根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。 （2）自制气压计的测量原理 在玻璃管内的底部取一液片“AB”，因为液片静止，所以p内=p大气压+p水 即 P内=p0 + ρ水gh水 因为玻璃瓶内的气压基本不变，即水对液片向上的压强p内基本不变，所以当外界大气压强p0降低时，玻璃管内水的高度h水变大。 该气压计会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P内变大，玻璃管内水的高度h水变大。 2. 大气压与高度的关系 （1）实验探究 【进行实验】将自制气压计放在电梯中进行实验，观察水柱的高度与楼层的关系。使电梯从一楼到高楼层，观察并记录水面的变化情况。 楼层 1 2 3 4 5 ┈ 管内与瓶内 水面的高度差/cm 【实验现象】拿着自制气压计从一楼到高楼层，发现管内外水面的高度差会变大。 【实验结论】大气压随高度的增加而减小。 （2）大气压与高度的关系 【观看图片，进行分析】 ①结论：大气压随高度增加而减小，在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。在珠穆朗玛峰的峰顶，大气压大约只有3.2×104 Pa。 大气压强随海拔高度而变化 ②大气压随海拔高度的升高而减小的原因 大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得极其稀薄了。 （3）高度计：如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系刻在无液气压计的刻度盘上即可。 【例题3】小皓同学自制了一个气压计，如图所示，玻璃管内水的高度h=5cmg，取10N/kg。由图可知，气压计玻璃瓶内的空气压强_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）玻璃瓶外空气的压强，玻璃瓶内外大气压强差为________Pa，小皓拿着该气压计从山底开始爬山，爬山过程中玻璃管内水的高度会_______ （选填“升高”或“降低”），到山顶，小皓发现玻璃管内水柱的长度变化了23cm，则该山大约高_______m（玻璃管足够长，不考虑温度的影响，在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa）。 【答案】大于，500，升高，230. 【解析】由图可知，玻璃管中的液面高于瓶内液面，说明此时瓶内气体压强大于瓶外的压强。玻璃瓶内外大气压强差 当把此装置从山底爬山时，因为大气压是随高度的升高而变小，大气压减小，玻璃管内的气体会将水往外压，所以水的高度会升高。 小皓发现玻璃管内水柱的长度变化了23cm，减小的压强为 故山的高度大约为 探究四、液体沸点跟气压的关系 1. 水的沸点与大气压的关系 （1）实验：如图所示，将水加热至沸腾后停止加热，沸腾停止，若将烧瓶内部的空气抽出，停止沸腾的水又重新沸腾起来。 （2）现象分析：抽出空气，瓶内的气压降低，停止沸腾的水还能重新沸腾起来，说明瓶内水的沸点降低了（选填“升高”或“降低”）。 （3）实验结论：液体的沸点与液体表面上方的气压有关，气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。 （4）水的沸点与气压值对照表 气压值 （×103pa） 1 2 3 5 10 20 30 50 70 101 沸点 （℃） 4 16 23 32 46 60 69 81 90 100 观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系： ①气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。 ②在1标准大气压下，水的沸点为100℃。 在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为31000pa，水的沸点大约是：70℃（69~75℃间），这样的温度，连面条也煮不熟。 2. 高压锅的原理 高压锅把水紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，水的沸点升高，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了，并且相当酥烂。 【例题4】寒假期间小吴同学和父母去西藏旅游，旅游期间细心的小吴同学发现一个有趣的现象，用普通的锅煮不熟面条，他回想起了物理老师做过如图所示的实验，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置， 再用_______（选填“冷水”或“热水”）浇烧瓶的底部，可以观察到水重新_______；通过该实验小吴同学终于明白了在高原地区普通锅煮不熟面条的道理，其道理是：___________。 【答案】冷水，沸腾，气压越低，沸点越低。 【解析】 在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，用冷水浇烧瓶底部，烧瓶中液体上方的水蒸气遇冷液化，液面上方气压降低，水的沸点降低，水重新沸腾。 高原地区地势高，大气压低，水的沸点随之降低，因此当水沸腾时，水的温度不够高，所以高原地区普通锅煮不熟面条。 【精讲点拨】 1. 在解释与大气压有关的现象中，要把握住要点：一切吸液体（或气体）的过程都是靠管内外气体的压强差将液体“压入”的过程。 2．除托里拆利实验外，还可以根据p= 粗略测量大气压。用到的器材有：弹簧测力计、吸盘、玻璃板、刻度尺等。测量方法是：如图所示，将吸盘紧贴玻璃板，挤压吸盘，用弹簧测力计拉住吸盘，缓慢向上拉，至吸盘脱离板面时，记录弹簧测力计的示数F；测量并计算出吸盘与玻璃板的接触面积S；算出大气压强p= 。（该实验误差大） 3. 大气压随高度的变化而变化，大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，上面的大气层越薄，空气的密度也越小，那里的大气压强越小。 4．一切液体的沸点都是气压增大时升高，气压减小时降低。通常说的沸点，都是指在1标准大气压下。例如说水的沸点是100℃，必须指出是在1标准大气压下。 【归纳整理】 第3节 大气压强 【课堂练习】 1．如图所示，用两个吸盘模拟马德堡半球实验；将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，说明吸盘内部气体压强______（选填“大于”“等于”或“小于”）大气压强；若在海拔更高的地方做同样的实验，将其分开所需的力更小，说明海拔越高，大气压强越______。 【答案】小于，小。 【详解】将两个吸盘对接，用力挤压出空气后难以将其分开，吸盘内部气体压强小于大气压强，在内外压力差的作用下，吸盘被紧紧压在一起，很难拉开。 若在海拔更高的地方做同样的实验，吸盘内外压强差减小，压力减小，将其分开所需的力更小，说明海拔越高，大气压强越小。 2. 第一个证明大气压存在的著名实验是 ，如图所示，老师在做托里拆利实验时（当地气压为标准大气压），试管的顶端混入了部分空气，实验时测得管内水银柱的高度将 （填“大于”“等于”“小于”）760mm，如果将试管顶端开一个孔，管内水银柱会不会喷出来 （填“会”“不会”）。 【答案】马德堡半球实验，小于，不会。 【详解】第一个证明大气压存在的实验是马德堡半球实验。 在做托里拆利实验时水银柱上方是真空，外界大气压p0=ρ水银gh 则试管内部水银柱的高度为760mm，试管的顶端混入了部分空气，此时水银柱上方存在压强p，此时p0-p=ρ水银gh1，所以管内水银柱的高度将变小。 如果将试管顶端开一个孔，形成上端开口底部相连的连通器，试管中的液面会与容器中的液面高度相同，管内水银柱会不会喷出来。 3．小雨同学用一个玻璃瓶子、带颜色的水、两端开口的细玻璃管、橡皮塞，制作了一个如图所示的能够观察大气压随高度变化的装置。他拿着这一装置乘坐电梯从18楼的家到达楼下。以下说法正确的是（　　） A．玻璃管内水柱高度下降，说明大气压增大 B．玻璃管内水柱高度下降，说明大气压减小 C．玻璃管内水柱高度上升，说明大气压增大 D．玻璃管内水柱高度上升，说明大气压减小 【答案】A。 【详解】拿着这一装置乘电梯从18楼的家到达楼下，高度减小，外界大气压增大；瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压，瓶内气压几乎不变，当外界气压变大时，玻璃管内的水柱高度将下降，故BCD错误，A正确。故选A. 4. 如图是托里拆利实验的流程，关于托里拆利实验，说法正确的是（　　） A．托里拆利实验可以把水银替换成水，其余器材不变，由此计算大气压强 B．向上移动玻璃管，水银柱的高度不变 C．实验中用的玻璃管越粗，水银柱高度越低 D．标准大气压指760mm水银柱的压力 【答案】B 【详解】A．由于大气压不变，若换用密度比水银小的水做实验，由可知，大气压能支撑的液柱高度会增大，大于玻璃管的长度，无法完成实验，故A错误； BC．水银柱的高度取决与外界大气压的大小，与玻璃管的位置和粗细无关，故B正确，C错误； D．一标准大气压指760mm水银柱产生的压强，故D错误。故选B。 5. 护士给病人输液时，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，如图所示。这根“闲置”管是为了 （填“利用”或“不利用”）大气压强。由于针头较细，为确保药液的流速，需要将药水袋提升到相对针管一般不低于1.3m的高度，由此推算针管处受到的液体压强为 Pa。（g=10N/kg，） 【答案】 利用，1.3×104。 【详解】输液时，如果没有这根“闲置”管，外部压强大于瓶内压强时，液体就无法输入到人体中，所以这根“闲置”管是利用大气压使药液顺利流出的； 针管处受到的液体压强 6. 如图所示，疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用，小松查阅资料得知：（1）“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间，防止空气外流；（2）为防止交叉感染，舱内每小时换气20次，通过排风净化装置将舱内气体无害化排出，增大排风装置排风量，能降低救护舱内气压。 ①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压（选填“大于”“小于”或“等于”）； ②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时，需要增大排风量，请分析原因： ； ③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。 A．正在烧煮的高压锅    B．开始吸饮料时的吸管        C．充满气的轮胎 【答案】①小于；②见解析；③B 【详解】①由题意知负压救护车执行任务时，救护舱内气压小于外界气压，舱内气体才不会排出舱外。 ②负压救护车由低海拔地区开往高海拔地区时，车外气压随高海拔升高而降低，若车内气压保持不变，则车内外气压差会升高，而不能达到标准，而通过增大排风量，车内气压会降低，从而可维持救护舱内外的气压差值保持在标准范围。 ③A．正在烧煮的高压锅，锅气压大于锅外气压，不是处于负压状态，故A不符合题意； B．开始吸饮料时的吸管，管内空气被吸出，压强减少，而管外大气压保持不变，则此时管内气压小于管外气压，于是饮料被压进吸管，所以管内是处于负压状态，故B符合题意； C．充满气的轮胎，胎内气压增大，大于胎外气压，不是处于负压状态，故C不符合题意。故选B。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$