内容正文:
第9章 压强
4.大气压强
知识点一 大气压强
1. 大气压:处在大气中的物体会受到来自大气的压强,这个压强叫作 大气压强 ,简称 大气压 。
拓展:大气压强产生的原因是空气受到重力的作用,且具有流动性,所以大气内部向各个方向都有压强。
大气压强
大气压
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2. 生活中说明大气压强存在的事例:①塑料挂钩被压在墙上;②在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上浇冷水,塑料瓶被压扁;③墨水被吸进钢笔;④用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,杯子牢牢地吸在气球上。
拓展:一切抽吸液体的过程就是大气压强将液体“压”上来的过程。
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3. 历史上证明大气压强存在的著名实验是 马德堡半球 实验。
马德
堡半球
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(2024·成都邛崃市期末)大气压与人们的生活密切相关。下列实例没有利用大气压的是( C )
A. 用胶头滴管吸取药液
C
C. 用注射器将药液注入肌肉
B. 吸盘挂钩紧 贴在瓷砖上
D. 用吸管喝牛奶
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同步变式拓展
1. 用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( D )
A. 用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B. 用重物压易拉罐,易拉罐变瘪
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
D
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知识点二 大气压强有多大
1. 测量大气压:1643年,意大利科学家 托里拆利 首次精确地测出了大气压强的值。下面来模拟这个实验:
【实验操作】如图,取1 m长的一端封闭的玻璃管,灌满水银,然后用手指堵住管口倒插
在水银槽里,放开手指观察出现的现象。
托里拆
利
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【分析论证】玻璃管内水银面上方是 真空 ,而管外水银面受到大气压强,正是大气压强支持着玻璃管内 760 mm高的水银柱,也就是说,大气压强跟760 mm高水银柱产生的压强 相等 。通常把这样大小的大气压强规定为 标准大气压 。
即:p=ρgh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
≈ 1.01×105 Pa。
真空
760
相等
标准大气压
1.01×105
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注:在托里拆利实验中,由于水银柱是由大气压支持,所以与玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜、玻璃管插入水银的深度、水银槽里水银的多少都没有关系。
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2. 测量大气压的仪器:气压计。
如图所示,在1个标准大气压下,用1 m 长的玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为 760 mm。
760
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(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:(均选填“升高”“不变”或“降低”)
①将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将 不变 ;
②将玻璃管向上提升一点儿,水银柱的高度将 不变 。
不变
不
变
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(2)如果将试管顶端开一个孔,则 D 。
A. 管内水银立即从小孔喷出来
B. 管内水银柱稍下降一些
C. 管内水银柱不发生变化
D. 管内水银柱立即下降至与管外水银面相平
D
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(3)如果用水来代替水银做实验,水 会 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管。若管口刚好在水面上且保证不漏气,此时玻璃管内底部的压强为 9×104 Pa。(1个标准大气压取1.0×105 Pa,g取10 N/kg)
会
9×104
(第2题)
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2. 小李同学用实验测量某地大气压的值。他在长约1 m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)已知水银的密度为13.6×103 kg/m3,他通过数据计算得出大气压的值为 9.52×104 Pa。(g取10 N/kg)
9.52×104
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(2)小杨同学也利用此装置测量他所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,发现管中的水柱不会下降。不会下降的原因是 玻璃管太短 。(选填“玻璃管太短”或“玻璃管太粗”)
玻
璃管太短
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知识点三 大气压强的变化
1. 在海平面附近,大气压强大约为1.01×105 Pa。离地面越高的地方,空气越稀薄,那里的大气压强越 小 。
小
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2. 液体的沸点与液面上方气压的关系:液面上的气压越 高 ,液体的沸点越 高 ;反之,气压越 低 ,液体的沸点越 低 。
高
高
低
低
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3. 大气压强与空气的疏密有关。夏季,当高空的冷空气下降,会使地面空气密度增大,大气压强 升高 ,由于高空缺乏水蒸气,无法形成降水。因此当地面附近大气压强较高时天气为晴。
(第3题)
升
高
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小明随父母去西藏旅游,他发现从成都带去的一包饼干的包装袋发生了变化,如图所示,则图 乙 (选填“甲”或“乙”)是包装袋在西藏时的情景,产生这种现象的原因是 外界大气压变小 ,此时包装袋内封闭气体的压强 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在成都时的封闭气体压强。(忽略温度的变化)
乙
外界大气压变小
小于
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3. 小明将如图所示的自制气压计(瓶口密封,玻璃管上端开口)从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,这表明:随着高度的逐渐增加,大气压逐渐 降低 。生活中使用高压锅是为了增大锅内的气体压强,从而提高液体的 沸点 。
降低
沸点
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知识点四 与大气压强相关的计算
在工厂常用圆形低压吸盘搬运玻璃。如图所示,圆形吸盘的直径为0.2 m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1 m,重为125.6 N,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界的气压小多少?
解:当平板玻璃刚好悬空时,吸盘内外的气压差最小,即G=F吸=(p外-p内)S
则p外-p内=====4×103 Pa
即吸盘内的气压至少应比外界的气压小4×103 Pa。
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4. (2024·无锡)生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在 平整 (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2×10-3 m2,外界大气压为1×105 Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为
200 N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁
对它竖直向上的 摩擦 力。
平整
200
摩擦
(第4题)
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5. 盛夏时分,王欣同学在打开冰箱取饮料时,突然脑海里浮出一个问题:为什么每次开冰箱门都比较费力?通过仔细观察她发现打开冰箱门时,冰箱里的冷空气出来,外面的热空气进去。当冰箱门重新关上后,就将这部分热空气也关在了里面,箱内热空气冷却收缩,冰箱内部压强减小。王欣判断这应该是开冰箱门费力的一个原因。若冰箱门长为0.6 m,宽为0.5 m,冰箱外的气压为1×105 Pa,冰箱内部与外部的气压相差。(g取10 N/kg)问:
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(1)冰箱内气体压强是多少?
解:(1)冰箱内气体压强:
p内=1×105 Pa×=9.99×104 Pa
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(2)冰箱内、外气体对门的压力各是多少?
解:(2)冰箱门的面积:
S=0.5 m×0.6 m=0.3 m2
冰箱内气体对门的压力:F内=p内S=9.99×104 Pa×0.3 m2=2.997×104 N
冰箱外气体对门的压力:
F外=p外S=1×105 Pa×0.3 m2=3×104 N
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(3)冰箱门受到的内、外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力大小?
解:(3)冰箱门受到的内、外压力差:
ΔF=F外-F内=3×104 N-2.997×104 N=30 N
由G=mg得
m====3 kg
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