专题05 大气压强大小测量及特点实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题05 大气压强大小测量及特点实验 一、简易测量大气压的方法 1. 注射器法（常用课堂实验） 实验装置：注射器（带刻度）、弹簧测力计、橡皮帽、刻度尺。 步骤： 1、将注射器活塞推至底端，用橡皮帽封住注射器小孔； 2、用弹簧测力计缓慢拉动活塞，记录活塞刚移动时的拉力F； 3、用刻度尺测量注射器刻度部分的长度L，并计算活塞横截面积 S=VL（V为注射器容积）； 4、计算大气压强：P=FS。 优点：器材简单，操作方便； 误差来源：活塞与筒壁的摩擦力（使F偏大 → 测得P偏大）； 未完全排尽空气（使F偏小 → 测得P偏小）。 2. 吸盘法（定性测量） 实验装置：光滑吸盘（如挂钩吸盘）、弹簧测力计、刻度尺。 步骤： 1、将吸盘紧压在光滑平面上，挤出内部空气； 2、用弹簧测力计缓慢拉吸盘，记录吸盘脱离瞬间的拉力F； 3、用刻度尺测量吸盘直径d，计算面积； 4、估算大气压强：P≈FS。 缺点：难以完全排尽空气，结果偏小； 应用：常用于验证大气压存在，而非精确测量。 3. 针管-水柱法（创新实验） 实验装置：长玻璃管（1m以上）、水、刻度尺、橡胶管。 步骤： 1、将玻璃管装满水，倒置插入水槽中； 2、水柱下降至静止后，测量水柱高度h； 3、计算大气压强：P=ρ水gh。 （需注意：理论需约10.3m水柱，实际受玻璃管长度限制，仅能估测） 一、题型解读 1、实验原理分析题 典型问法："实验中为什么要记录活塞刚开始移动时的拉力？" 答题要点：此时拉力恰好等于大气压力，误差最小 2、实验数据处理题 计算公式：P = F/S S = V/L（注射器法） 单位换算易错点： 1cm² = 10⁻⁴m² 1mL = 1cm³ 3、误差分析题 误差方向判断： 误差原因 结果偏差 活塞摩擦 偏大 未排尽空气 偏小 未水平拉动 偏大 4、实验改进题 常见改进措施：涂抹润滑油减少摩擦，使用更大容积注射器减小相对误差，多次测量取平均值 5、生活应用题 典型例题："解释吸盘挂钩的工作原理" 答题模板：排尽空气→内外压力差→大气压作用 二、答题技巧 1、实验步骤表述： 使用"先...然后...最后..."的规范表述 2、结论表述： "当...时，...会...，说明..."的科学表达方式 3、保持单位统一（推荐使用国际单位）注意有效数字位数 1．（2025·浙江会考）小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗，某科学实验小组买回后，利用塑料皮碗测教室中的大气压。具体做法： （1）将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上，用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d，则皮碗面积； （2）将测力计挂在皮碗的尾部，沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗，当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F，则大气压强　 　，你认为此小组利用　 　原理测教室中的大气压的； （3）小组测出教室中的大气压，向老师请教结果，老师用气压计测得的值为，请你找出此实验不妥之处并提出改进建议：不妥之处　 　，改进方法　 　。 【答案】；二力平衡与；皮碗与玻璃间可能有少量空气；蘸点水再挤压在玻璃上 【解析】（2）根据题意，已知大气对皮碗施加的压力为F，皮碗的受力面积为，则测量的大气压强为 实验中运用二力平衡的原理来获得大气施加的压力，再结合压强公式进行计算大气压强。 （3）测量出来的结果比用气压计测量出的气压值偏小，则可能是皮碗与玻璃间可能有少量空气，因此可以蘸点水再挤压在玻璃上。 2．（2024·温州三模）为了估测本地大气压，某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验：把吸盘吸在玻璃板上如图（a），测出吸盘的面积为S，用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。多次实验，记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据二力平衡可知，此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式可计算出大气压强。请回答： （1）吸盘吸附在玻璃板上之前，往往先要对吸盘蘸少许水，原因是　 　。 （2）如图为吸盘示意图，为得到准确的吸盘面积S，小明应该测量的是　 　。（选填“吸盘内表面积”或“吸盘横截面积”） （3）操作时发现弹簧测力计的量程太小，就利用杠杆设计了如图（b）的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时，测力计的拉力为F．由此计算出此地的大气压值为p=　 　。 （4）通过调查发现此次的测量值比气象部门提供的数据偏大，请分析实验过程并根据所学知识列举一个导致实验结果偏大的原因。　 　 【答案】（1）便于挤出气泡是吸盘更多的面积粘在玻璃上（2）吸盘内表面积（3） （4）由于吸盘本身有重力，导致F偏大，导致实验结果偏大。 【解析】（1） 吸盘吸附在玻璃板上之前，往往先要对吸盘哈气或者蘸少许水，原因是便于挤出气泡是吸盘更多的面积粘在玻璃上。 （2）吸盘吸在玻璃板上，接触面应该是吸盘内表面积， 如图为吸盘示意图，为得到准确的吸盘面积S，小明应该测量的是吸盘内表面积。 （3）利用杠杆平衡得，，F'=3F，由于大气对吸盘的压力和弹簧测力计对吸盘的拉力相等，则压力为3F根据压强定义得，。 （4）根据压强公式，由于吸盘本身有重力，导致F偏大，导致实验结果偏大。 3．（2024·拱墅会考）小乐查阅资料得知：一定质量的气体，其压强与其体积、温度有关。小乐拟通过如图甲所示实验装置（气密性良好）进行如下实验，探究它们之间具体有何关系？ 实验装置：左侧带阀门的长玻璃管上端与充满水的注射器（活塞处于最大刻度处）连通，下端位于烧瓶底部；右侧短玻璃管与能测量温度、压强的传感器连通，数据采集处理器能记录和处理相关数据。烧瓶（内有体积为的空气）放置在装有水的容器中，容器底部有一功率可调的电加热棒，通电后可给水加热。 实验一：①打开阀门，推动注射器活塞向烧瓶中注入适量水，②关闭阀门，开启数据采集处理器，待温度与水温相等时，记录气体的压强p和注入烧瓶中水的体积。重复①②步骤得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 实验二：①将装置恢复初始状态，② 待填 ，使水温升至并保持不变。重复实验一（温度与水温相等），得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 实验三：……，得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 经数据处理后，得到如图乙所示图像，其中。 （1）实验一中，第一次注入水后，烧瓶内气体的体积V＝　 　（用和表示）。 （2）补全第二次实验的操作。　 　。 （3）依据图乙所示图像，气体的压强与其体积、温度的关系是　 　（写出1点） （4）一空气泡（内部气体质量不变）从水温不变的池塘底部逐渐上升的过程中，其浮力大小的变化情况是　 　。 【答案】（1）（2）接通电加热棒。（3）一定质量的气体，当气体的体积一定时，气体的压强随气体温度的升高而增大（或一定质量的气体，当气体的温度一定时，气体的压强随气体体积的减小而增大，合理即可）。（4）浮力逐渐变大。 【解析】（1） 烧瓶（内有体积为的空气） ， 注入烧瓶中水的体积， 实验一中，第一次注入水后，烧瓶内气体的体积V＝； （2） ② 接通电加热棒。 ，使水温升至并保持不变。 （3） 一定质量的气体，当气体的体积一定时，气体的压强随气体温度的升高而增大（或一定质量的气体，当气体的温度一定时，气体的压强随气体体积的减小而增大） （4） 一空气泡（内部气体质量不变）从水温不变的池塘底部逐渐上升的过程中 ，深度减小，所以液体压强减小，水泡增大，所以排开水的体积增大，导致 浮力逐渐变大。 故答案为：（1）（2） 接通电加热棒。 （3） 一定质量的气体，当气体的体积一定时，气体的压强随气体温度的升高而增大（或一定质量的气体，当气体的温度一定时，气体的压强随气体体积的减小而增大，合理即可）。 （4） 浮力逐渐变大。 4．（2024·浙江模拟）科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理。 【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中，乒乓球会鼓起来恢复球形； ②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力。 小明对上述现象非常感兴趣，于是想探索其中奥秘。 【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢？ 【建立猜想】 猜想一：一定质量的气体压强大小可能与温度有关； 猜想二：一定质量的气体压强大小可能与体积有关。 （1）小明作出猜想一是基于生活现象　 　（填“①”或“②”）。 （2）【获取证据】 小明为了验证猜想二，他找来一个注射器和一个气压传感器，在注射器里密封了30mL空气（不计注射器活塞重力和摩擦，大气压强p=1.0×105Pa），并与传感器密封连接，接上数据采集器，如图所示，然后缓缓推动活塞，记录数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 体积（mL） 30 25 20 15 10 压强（×105Pa） 1 1.2 1.5 2.0 3.0 【得出结论】小明分析表中数据可得出的结论是　 　。 （3）【交流评价】实验中如果小明快速推动活塞，传感器的读数会　 　（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是 　。 【答案】（1）①（2）一定质量的气体，压强与其体积成反比 （3）偏大；快速推动活塞的过程中，活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，而由前面分析可知一定质量的气体，在体积相同时，温度越高气压越大，由此可知传感器的读数会偏大 【解析】【建立猜想】乒乓球放进一杯热水中，改变了温度，故生活现象①说明气体压强和温度有关，与猜想一致； 【得出结论】根据表中的数据可知，当体积变为原来几倍时，压强变为原来的几分之一，因此结合实验条件可得出实验结论：在气体质量和温度相同时，气体压强和体积成反比； 【交流评价】快速推动活塞的过程中，活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，而由前面分析可知一定质量的气体，在体积相同时，温度越高气压越大，由此可知传感器的读数会偏大。 故答案为：【建立猜想】①；【得出结论】 一定质量的气体，压强与其体积成反比 ；【交流评价】偏大； 快速推动活塞的过程中，活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，而由前面分析可知一定质量的气体，在体积相同时，温度越高气压越大，由此可知传感器的读数会偏大 。 5．（2023·滨江模拟）小金同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。 ⑴实验时，首先把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔； ⑵如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器筒慢慢匀速滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，请分析推导说明并得出大气压值的表达式 　 　； ⑶小金将数据带入后发现所得大气压值偏大，又将所有的数据重新进行测量，发现测量数据都正确无误。请你帮助小金分析一下误差产生的原因，以及提出一个解决方案。 　 　。 【答案】；在活塞上加润滑油 【解析】（2）注射器活塞的横截面积； 大气压强的数值为：。 （3）当拉动活塞时，活塞受到向内的大气压力和摩擦力，受到向外的拉力。根据二力平衡的知识得到：F拉=F大气+f，这会导致弹簧测力计的示数增大，即测出大气压强偏大。为了减小摩擦力，可以在活塞上加润滑油。 6．（2023·杭州模拟）科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理，学习科学要善于观察、善于发现。 【生活发现】①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸；②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力. 【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关? （1）【建立假设】假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关； 假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的　 　有关； （2）【实验检验】为验证假设一，进行如下操作： 步骤一：取一根长度约为1米一端封闭的细玻璃管，在室温（20℃)下用水银密封一段空气柱，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置，如图所示； 糅记处—水银柱 步骤二：将空气柱浸入50℃的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到　 　为止； （3）步骤三：将空气柱浸入80℃的水中，重复实验。 【现象描述】空气柱的温度越高，上方的水银柱也越长。 【得出结论】　 　。 （4）【评价交流】科学猜想往往需要一定的事实作为依据，请为猜想“气体产生的压强还可能与气体的质量有关”，列举一种事实作为依据，　 　。 【答案】（1）体积或密度 （2）水银柱下表面到达标记处 （3）一定质量的气体，温度越高，其压强越大 （4）越接近地球表面，空气的越稠密，相同体积空气质量越大，气压越大；越往高空空气越稀薄，相同体积的空气质量越小，气压越小 【解析】（1）根据【生活发现】②可知，越压缩则封闭气体的体积越小，密度越大，而越费力则说明气体的压强越大，那么假设二为：一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积或密度有关。 （2）步骤二：将空气柱浸入50℃的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到水银柱下表面到达标记处为止； （3）【得出结论】：一定质量的气体，温度越高，其压强越大。 （4）【评价交流】科学猜想往往需要一定的事实作为依据，请为猜想“气体产生的压强还可能与气体的质量有关”，事实依据：越接近地球表面，空气的越稠密，相同体积空气质量越大，气压越大；越往高空空气越稀薄，相同体积的空气质量越小，气压越小。 7．（2022·南浔模拟）小常用如图装置探究“一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系”。实验器材有：注射器(活塞连接弹簧测力计)、润滑油、压强传感器。 步骤一：在室温下将注射器的活塞上抹上适量的润滑油后，插入注射器内，留一定量的气体，将压强传感器套件连接在注射器小孔上。 步骤二：通过弹簧测力计缓慢往左拉动活塞，在某位置停下，记录测力计的读数F。 步骤三：用传感器测出此时注射器内压强p，并记录相应空气柱的体积V。 步骤四：多次改变活塞的位置，重复实验。 实验 拉力/N 气体体积V/mL 筒内气压p/×105Pa 1 F1 4 0.5 2 F2 8 0.25 3 F3 10 0.21 （1）完成本实验的基本要求是（　　） A．在等温条件下操作 B．容器密封性良好 C．还应用天平测出气体质量 （2）实验后，对实验数据进行定性分析可知：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小。进一步定量分析可知：　 　 。 （3）从微观角度分析，气压是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一定质量的气体，气压除了与体积有关还与温度有关，请从微观角度解释自行车胎夏季温度过高容易爆胎的原因　 　。 【答案】（1）A；B （2）一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比 （3）车胎中分子的数量是一定的，温度升高，分子的运动剧烈，碰撞容器壁更加频繁，产生的压力大，导致车胎破裂 【解析】（1）温度越高，气体的压强越大，则实验需要在等温的条件下操作，故A符合题意； 实验需要在密封的条件下进行，故B符合题意； 气体的质量对压强没有影响，故C不合题意。 故选AB。 （2）将每次实验中的气体体积和气压相乘，乘积都等于2，因此得到：一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比。 （3）从微观角度解释自行车胎夏季温度过高容易爆胎的原因：车胎中分子的数量是一定的，温度升高，分子的运动剧烈，碰撞容器壁更加频繁，产生的压力大，导致车胎破裂。 8．（2021·龙湾模拟）气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组了解到如下信息后提出了相关猜想。 信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎。 ②篮球充气越多，越不易被压扁。 ③密封在针简内的空气只能被小范围压缩。 猜想：气压大小可能与气体的质量、温度及体积有关。 （1）信息　 　(填序号)可作为“气压大小可能与气体体积有关”的猜想依据。 （2）兴趣小组欲利用如图所示装置探究气压大小与温度的关系，请你选择实验器材设计实验步骤。实验器材：气球、细线、固定有滑轮的容器、冷水、热水、刻度尺、记号笔。 【答案】（1）③ （2）①往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口。 ②在固定有滑轮的容器中加入适量的水。 ③拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度。 ④升高水温，拉动细线改变气球深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度。比较两次细线露出水面的长度。 ⑤改变水面位置重复上述实验。 【解析】（1）①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎，阳光下温度高，因此猜想气压与温度有关； ②篮球充气越多，里面气体的质量越大，越不易被压扁，说明压强越大，因此猜想气压与质量有关； ③密封在针简内的空气只能被小范围压缩，“小范围”即气体的体积变化小，因此猜想气压与体积有关，故选③。 （2）实验步骤为： ①往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口。 ②在固定有滑轮的容器中加入适量的水。 ③拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度。 ④升高水温，拉动细线改变气球深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度。比较两次细线露出水面的长度。 ⑤改变水面位置重复上述实验。 9．（2021·海曙模拟）如图(a) 所示，将一根弯管中注满水、并将端B(入水口)放入水箱中，当另一端A(出水口)处于某高度时，水会自动从A流出，这种现象叫做虹吸现象。为了研究形成虹吸现象的条件，科学兴趣小组同学多次改变A、B以及水面(虚线所示)的高度，实验现象如图(b)(c)(d)和(e)所示。 （1）小敏在实验过程中发现图(d)和(e)没有发生虹吸现象，得出结论：弯管中注满水，当A高于B时，不会发生虹吸现象。小科依据图　 　的象认为小敏的结论有误。 （2）小科分析比较图(a)、(b)和(c)中A所处的高度，得到发生虹吸现象的条件是：弯管中注满水，　 　。 【答案】（1）a（2）A端低于容器中水面 【解析】（1）小科依据图a的象认为小敏的结论有误。 （2）小科分析比较图(a)、(b)和(c)中A所处的高度，得到发生虹吸现象的条件是：弯管中注满水，A端低于容器中水面。 10．（2020·仙居模拟）阅读材料： 材料一：两千多年前，亚里士多德认为真空是不存在的。 材料二：托里拆利在1643年做了如图实验：把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置一个敞口的水银槽里，水银从玻璃管顶部下降了一段距离后，液面不再下降，高度总保持距槽中水银面76厘米左右。 针对托里拆利实验有人提出了水银柱上方应该是真空的结论，反对者提出了疑问。 （1）一些反对者认为上方并不真空，而是充满了水银蒸汽，水银柱下降的原因就在于一部分水银的蒸发，使水银减少。为了反驳这一观点，帕斯卡同时拿出酒和水，询问反对者：用酒和水做托里拆利实验，酒柱与水柱哪个液面下降得更多？反对者们认为酒的液面下降得更多，原因是　 　。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。 （2）另一些反对者认为，由于管内遗留了少量空气，才使水银液面下降，所以管内并不真空。帕斯卡利用1米左右长、很多不同直径的玻璃管进行托里拆利实验，如果观察到的实验现象是　 　，就可以反驳反对者们的观点。 （3）下列关于科学本质及科学发现过程的描述，正确的有 ； A．公元1646年前，所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点 B．科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论 C．科学发现是一个不断完善、不断修正的过程 D．实验是科学研究的重要方法 【答案】（1）酒（精）容易蒸发（2）不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同（3）C；D 【解析】（1）反对者们认为酒的液面下降得更多，原因是酒（精）容易蒸发，但是实验现象却是水柱液面下降得更多。 （2）帕斯卡利用1米左右长、很多不同直径的玻璃管进行托里拆利实验，如果观察到的实验现象是不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同，就可以反驳反对者们的观点。 （3）A.早在1643年，托里拆利通过实验证实了真空的存在，故A错误； B.科学实验的目的在于探索未知的科学原理，而不是一味的验证前人的观点，故B错误； C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程，故C正确； D.实验是科学研究的重要方法，故D正确。 故选CD。 11．（2020·金衢模拟）小明用2mL的注射器、量程为0～10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p=F/S 步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔 步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数 步骤三：　 　 步骤四：算出大气压强值同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进： ①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于　 　. ②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知，此时活塞所受到的　 　力为0.3N。 小华根据改进后测得数据，重新计算了大气压的值。 【答案】用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度；排尽注射器内的空气；摩擦 【解析】 步骤三：用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度 ； 步骤四：①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于排尽注射器内的空气 ； ②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N，由此可知，此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。 12．（2020·越城模拟）小丽要外出旅游，为防止阳台上的盆栽植物缺水，想制作一个自动浇花装置。 她在瓶底与瓶盖上各开一个小孔，瓶内装水（如图甲）。发现水从瓶盖小孔快速流出，不能实现长期自动供水。 如何才能实现长期自动供水呢？小丽和拓展小组的同学进行了如下研究。 【实验研究】只在瓶盖上开一个小孔，装入4/5的水，留下1/5的空气，瓶子倒放（如图乙）。在20℃的恒温室内，用40℃的湿毛巾包裹在瓶子有气体部位，观察记录1小时内发生的现象。 【实验记录】开始时小孔只滴水（如图丙）；一段时间后停止滴水，没有气泡进入；然后小孔只进气泡、不滴水（如图丁）；最后既不滴水也不进气泡。测出有关科学量，并绘制成图（如图戊）。 换用25C、30℃、35℃、45C的湿毛巾重复试验，均产生类似现象。 【实验分析】 （1）瓶子倒置后，瓶内液体对瓶盖存在　 　； （2）瓶子内气体吸收毛巾上的热量后温度会升高，一段时间后逐渐恢复至室温。结合装置滴水的原理以及戊中曲线的变化规律，分析A，B，C，D四点，其中　 　点瓶内气体温度最高； （3）【实验预测】若用低于环境温度的湿毛巾包在乙瓶子外部，1小时内可观察到的现象是　 ； （4）【实践应用】小丽和拓展小组同学终于制成了一个自动浇花装置。结合一天中气温变化的大致规律分析，该装置一天中供水的情况是 　。 【答案】（1）压强（或压力）（2）B（3）瓶内先进气泡，然后向外滴水 （4）一天中气温升高时，装置向外滴水，气温下降或不变时，不向外滴水 【解析】（1）瓶子倒置后，瓶内液体重力作用在瓶盖上，而力作用一定面积上的作用效果是压强； （2）该装置是通过气压的改变来实现自动滴水的；当瓶内气体开始吸收毛巾上的热量时，气压变大，大于外界气压，则水会流出来，在A点流水速度最大，即瓶内的压强最大，随着滴水，瓶内的压强逐渐变小，滴水的速度越来越慢，同时瓶内气体继续吸收热量，在B点时，既不滴水也不进气；经过B点后，瓶内进入气体，使得瓶内气体的内能减小，即瓶内气体在B点的内能是最大的；随着毛巾的温度和瓶内的温度会降低，瓶内气体逐渐增多，气压也会增大，最终平衡，即CD时刻瓶内气体的内能都小于B时刻的内能； （3）使用低温毛巾时，则瓶内气体的热量会传递给毛巾，从而导致瓶内气体温度降低，即压强减小，小于外界气压，则瓶内会先进气泡，一段时间后瓶内气体从外界吸收热量，导致压强增大，则会向外滴水； （4）温度升高时，瓶内气压增大，开始滴水；而当温度下降或者相等时，瓶内气压小于或等于外界气压，则不滴水； 13．（2019·台州模拟）老师在课堂上做了一个有趣的实验：将两个纸杯轻轻叠在一起然后在杯口水平吹起，这时内杯会“跳”出来（如图），内杯为什么会“跳”出来呢？ 小明认为吹气时有气流进入两杯间的空隙，增大了空隙间的气体压强，于是把内杯被顶出来了。小芳则认为吹气时，内杯口的空气流速增大，气压减小，而两杯之间的空气可认为流速为0，气压相对杯口较大，因而产生一个压强差，把内杯给顶出来。为了证明谁的观点正确，他们先将两个同样的纸杯轻轻地叠在一起，并将外纸杯的底部剪去，然后做了以下实验： （1）他们拿起叠在一起的杯子，然后对着杯口水平吹气（如图1），发现内杯没有跳起来，这个现象可以证明　 　的观点是正确的。 （2）他们将叠在一起的纸杯密封后固定在水平桌面上，然后对着杯口水平吹气（如图2），发现内杯跳了起来，请对内杯跳起来这个现象的原因作出解释：　 【答案】（1）小明（2）将叠在一起的且外纸杯剪去底部的两纸杯固定在水平桌面上，气流进入两杯间的空隙到达水平桌面，内杯底部和外杯三者共同围成的空间，随着进入气体的增多，其空间内部的气压就增大，当杯底部受到气体对它施加的向上压力大于内杯重力后，内杯就跳出来。 【解析】（1）他们拿起叠在一起的杯子，然后对着杯口水平吹气，发现内杯没有跳起来，这个现象可以证明小明的观点是正确的。 （2）内杯跳起来这个现象的原因：将叠在一起的且外纸杯剪去底部的两纸杯固定在水平桌面上，气流进入两杯间的空隙到达水平桌面，内杯底部和外杯三者共同围成的空间，随着进入气体的增多，其空间内部的气压就增大，当杯底部受到气体对它施加的向上压力大于内杯重力后，内杯就跳出来。 14．（2019·温州）如图是某同学设计的自动浇花机模型。其原理是：太阳光照射，温度升高，容器内压强增大，使水流出。温度下降时，容器内压强减小，外界空气从细管进入容器内，使得下一次温度升高时又可以浇水。 （1）若该自动浇花机因容器盖未旋紧而漏气，将会出现什么现象？　 　。针对这一自动浇花机，某兴趣小组想了解其浇水快慢与哪些因素有关，进行了如下模拟实验。 实验一：取一个矿泉水瓶，加入足量水后，在底部插 入细橡皮管并旋紧瓶盖，用台灯照射，观察水流特点，记录随时间延长从橡皮管流出的水滴总数，整理如下表： 时间/分钟 0 1 2 3 4 5 6 水滴/滴 0 33 55 72 82 87 88 （2）分析实验一中数据可得：在0～1分钟，1～2分钟，……，5～6分钟的时间段中，水流速度快的时间段是　 　。 实验二：取三个相同的矿泉水瓶，加入等量的水，在底部插入细橡皮管并旋紧瓶盖，然后用不同功率的台灯等距离照射，每隔相等时间记录水滴数。 （3）实验二研究的问题是　 　。 【答案】（1）水全部流出（2）0～1分钟（3）光照强度对浇水快慢影响 【解析】（1）如果容器盖未旋紧，则容器内外大气压相等，在重力的作用下水会不断的流出。 （2）相同时间内，橡皮管流出的水滴数越多则水流速度越快。由表中数据分析可知：0～1分钟水滴数为33；1～2分钟水滴数为22；2～3分钟为17；3～4分钟为10；4～5分钟为5；5～6分钟为11。所以0～1分钟时间段内水流速度最快。 （3）实验二中用不同功率的台灯等距离照射，可以研究光照强度对水流快慢的影响。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 大气压强大小测量及特点实验 一、简易测量大气压的方法 1. 注射器法（常用课堂实验） 实验装置：注射器（带刻度）、弹簧测力计、橡皮帽、刻度尺。 步骤： 1、将注射器活塞推至底端，用橡皮帽封住注射器小孔； 2、用弹簧测力计缓慢拉动活塞，记录活塞刚移动时的拉力F； 3、用刻度尺测量注射器刻度部分的长度L，并计算活塞横截面积 S=VL（V为注射器容积）； 4、计算大气压强：P=FS。 优点：器材简单，操作方便； 误差来源：活塞与筒壁的摩擦力（使F偏大 → 测得P偏大）； 未完全排尽空气（使F偏小 → 测得P偏小）。 2. 吸盘法（定性测量） 实验装置：光滑吸盘（如挂钩吸盘）、弹簧测力计、刻度尺。 步骤： 1、将吸盘紧压在光滑平面上，挤出内部空气； 2、用弹簧测力计缓慢拉吸盘，记录吸盘脱离瞬间的拉力F； 3、用刻度尺测量吸盘直径d，计算面积； 4、估算大气压强：P≈FS。 缺点：难以完全排尽空气，结果偏小； 应用：常用于验证大气压存在，而非精确测量。 3. 针管-水柱法（创新实验） 实验装置：长玻璃管（1m以上）、水、刻度尺、橡胶管。 步骤： 1、将玻璃管装满水，倒置插入水槽中； 2、水柱下降至静止后，测量水柱高度h； 3、计算大气压强：P=ρ水gh。 （需注意：理论需约10.3m水柱，实际受玻璃管长度限制，仅能估测） 一、题型解读 1、实验原理分析题 典型问法："实验中为什么要记录活塞刚开始移动时的拉力？" 答题要点：此时拉力恰好等于大气压力，误差最小 2、实验数据处理题 计算公式：P = F/S S = V/L（注射器法） 单位换算易错点： 1cm² = 10⁻⁴m² 1mL = 1cm³ 3、误差分析题 误差方向判断： 误差原因 结果偏差 活塞摩擦 偏大 未排尽空气 偏小 未水平拉动 偏大 4、实验改进题 常见改进措施：涂抹润滑油减少摩擦，使用更大容积注射器减小相对误差，多次测量取平均值 5、生活应用题 典型例题："解释吸盘挂钩的工作原理" 答题模板：排尽空气→内外压力差→大气压作用 二、答题技巧 1、实验步骤表述： 使用"先...然后...最后..."的规范表述 2、结论表述： "当...时，...会...，说明..."的科学表达方式 3、保持单位统一（推荐使用国际单位）注意有效数字位数 1．（2025·浙江会考）小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗，某科学实验小组买回后，利用塑料皮碗测教室中的大气压。具体做法： （1）将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上，用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d，则皮碗面积； （2）将测力计挂在皮碗的尾部，沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗，当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F，则大气压强　 　，你认为此小组利用　 　原理测教室中的大气压的； （3）小组测出教室中的大气压，向老师请教结果，老师用气压计测得的值为，请你找出此实验不妥之处并提出改进建议：不妥之处　 　，改进方法　 　。 2．（2024·温州三模）为了估测本地大气压，某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验：把吸盘吸在玻璃板上如图（a），测出吸盘的面积为S，用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。多次实验，记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据二力平衡可知，此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式可计算出大气压强。请回答： （1）吸盘吸附在玻璃板上之前，往往先要对吸盘蘸少许水，原因是　 　。 （2）如图为吸盘示意图，为得到准确的吸盘面积S，小明应该测量的是　 　。（选填“吸盘内表面积”或“吸盘横截面积”） （3）操作时发现弹簧测力计的量程太小，就利用杠杆设计了如图（b）的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时，测力计的拉力为F．由此计算出此地的大气压值为p=　 　。 （4）通过调查发现此次的测量值比气象部门提供的数据偏大，请分析实验过程并根据所学知识列举一个导致实验结果偏大的原因。　 　 3．（2024·拱墅会考）小乐查阅资料得知：一定质量的气体，其压强与其体积、温度有关。小乐拟通过如图甲所示实验装置（气密性良好）进行如下实验，探究它们之间具体有何关系？ 实验装置：左侧带阀门的长玻璃管上端与充满水的注射器（活塞处于最大刻度处）连通，下端位于烧瓶底部；右侧短玻璃管与能测量温度、压强的传感器连通，数据采集处理器能记录和处理相关数据。烧瓶（内有体积为的空气）放置在装有水的容器中，容器底部有一功率可调的电加热棒，通电后可给水加热。 实验一：①打开阀门，推动注射器活塞向烧瓶中注入适量水，②关闭阀门，开启数据采集处理器，待温度与水温相等时，记录气体的压强p和注入烧瓶中水的体积。重复①②步骤得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 实验二：①将装置恢复初始状态，② 待填 ，使水温升至并保持不变。重复实验一（温度与水温相等），得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 实验三：……，得到多组温度下的压强p与注入烧瓶中水的体积的实验数据。 经数据处理后，得到如图乙所示图像，其中。 （1）实验一中，第一次注入水后，烧瓶内气体的体积V＝　 　（用和表示）。 （2）补全第二次实验的操作。　 　。 （3）依据图乙所示图像，气体的压强与其体积、温度的关系是　 　（写出1点） （4）一空气泡（内部气体质量不变）从水温不变的池塘底部逐渐上升的过程中，其浮力大小的变化情况是　 　。 4．（2024·浙江模拟）科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理。 【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中，乒乓球会鼓起来恢复球形； ②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力。 小明对上述现象非常感兴趣，于是想探索其中奥秘。 【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢？ 【建立猜想】 猜想一：一定质量的气体压强大小可能与温度有关； 猜想二：一定质量的气体压强大小可能与体积有关。 （1）小明作出猜想一是基于生活现象　 　（填“①”或“②”）。 （2）【获取证据】 小明为了验证猜想二，他找来一个注射器和一个气压传感器，在注射器里密封了30mL空气（不计注射器活塞重力和摩擦，大气压强p=1.0×105Pa），并与传感器密封连接，接上数据采集器，如图所示，然后缓缓推动活塞，记录数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 体积（mL） 30 25 20 15 10 压强（×105Pa） 1 1.2 1.5 2.0 3.0 【得出结论】小明分析表中数据可得出的结论是　 　。 （3）【交流评价】实验中如果小明快速推动活塞，传感器的读数会　 　（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是 　。 5．（2023·滨江模拟）小金同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。 ⑴实验时，首先把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔； ⑵如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器筒慢慢匀速滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，请分析推导说明并得出大气压值的表达式 　 　； ⑶小金将数据带入后发现所得大气压值偏大，又将所有的数据重新进行测量，发现测量数据都正确无误。请你帮助小金分析一下误差产生的原因，以及提出一个解决方案。 　 　。 6．（2023·杭州模拟）科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理，学习科学要善于观察、善于发现。 【生活发现】①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸；②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力. 【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关? （1）【建立假设】假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关； 假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的　 　有关； （2）【实验检验】为验证假设一，进行如下操作： 步骤一：取一根长度约为1米一端封闭的细玻璃管，在室温（20℃)下用水银密封一段空气柱，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置，如图所示； 糅记处—水银柱 步骤二：将空气柱浸入50℃的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到　 　为止； （3）步骤三：将空气柱浸入80℃的水中，重复实验。 【现象描述】空气柱的温度越高，上方的水银柱也越长。 【得出结论】　 　。 （4）【评价交流】科学猜想往往需要一定的事实作为依据，请为猜想“气体产生的压强还可能与气体的质量有关”，列举一种事实作为依据，　 　。 7．（2022·南浔模拟）小常用如图装置探究“一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系”。实验器材有：注射器(活塞连接弹簧测力计)、润滑油、压强传感器。 步骤一：在室温下将注射器的活塞上抹上适量的润滑油后，插入注射器内，留一定量的气体，将压强传感器套件连接在注射器小孔上。 步骤二：通过弹簧测力计缓慢往左拉动活塞，在某位置停下，记录测力计的读数F。 步骤三：用传感器测出此时注射器内压强p，并记录相应空气柱的体积V。 步骤四：多次改变活塞的位置，重复实验。 实验 拉力/N 气体体积V/mL 筒内气压p/×105Pa 1 F1 4 0.5 2 F2 8 0.25 3 F3 10 0.21 （1）完成本实验的基本要求是（　　） A．在等温条件下操作 B．容器密封性良好 C．还应用天平测出气体质量 （2）实验后，对实验数据进行定性分析可知：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小。进一步定量分析可知：　 　 。 （3）从微观角度分析，气压是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一定质量的气体，气压除了与体积有关还与温度有关，请从微观角度解释自行车胎夏季温度过高容易爆胎的原因　 　。 8．（2021·龙湾模拟）气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组了解到如下信息后提出了相关猜想。 信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎。 ②篮球充气越多，越不易被压扁。 ③密封在针简内的空气只能被小范围压缩。 猜想：气压大小可能与气体的质量、温度及体积有关。 （1）信息　 　(填序号)可作为“气压大小可能与气体体积有关”的猜想依据。 （2）兴趣小组欲利用如图所示装置探究气压大小与温度的关系，请你选择实验器材设计实验步骤。实验器材：气球、细线、固定有滑轮的容器、冷水、热水、刻度尺、记号笔。 9．（2021·海曙模拟）如图(a) 所示，将一根弯管中注满水、并将端B(入水口)放入水箱中，当另一端A(出水口)处于某高度时，水会自动从A流出，这种现象叫做虹吸现象。为了研究形成虹吸现象的条件，科学兴趣小组同学多次改变A、B以及水面(虚线所示)的高度，实验现象如图(b)(c)(d)和(e)所示。 （1）小敏在实验过程中发现图(d)和(e)没有发生虹吸现象，得出结论：弯管中注满水，当A高于B时，不会发生虹吸现象。小科依据图　 　的象认为小敏的结论有误。 （2）小科分析比较图(a)、(b)和(c)中A所处的高度，得到发生虹吸现象的条件是：弯管中注满水，　 　。 10．（2020·仙居模拟）阅读材料： 材料一：两千多年前，亚里士多德认为真空是不存在的。 材料二：托里拆利在1643年做了如图实验：把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置一个敞口的水银槽里，水银从玻璃管顶部下降了一段距离后，液面不再下降，高度总保持距槽中水银面76厘米左右。 针对托里拆利实验有人提出了水银柱上方应该是真空的结论，反对者提出了疑问。 （1）一些反对者认为上方并不真空，而是充满了水银蒸汽，水银柱下降的原因就在于一部分水银的蒸发，使水银减少。为了反驳这一观点，帕斯卡同时拿出酒和水，询问反对者：用酒和水做托里拆利实验，酒柱与水柱哪个液面下降得更多？反对者们认为酒的液面下降得更多，原因是　 　。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。 （2）另一些反对者认为，由于管内遗留了少量空气，才使水银液面下降，所以管内并不真空。帕斯卡利用1米左右长、很多不同直径的玻璃管进行托里拆利实验，如果观察到的实验现象是　 　，就可以反驳反对者们的观点。 （3）下列关于科学本质及科学发现过程的描述，正确的有 ； A．公元1646年前，所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点 B．科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论 C．科学发现是一个不断完善、不断修正的过程 D．实验是科学研究的重要方法 11．（2020·金衢模拟）小明用2mL的注射器、量程为0～10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p=F/S 步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔 步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数 步骤三：　 　 步骤四：算出大气压强值同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进： ①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于　 　. ②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知，此时活塞所受到的　 　力为0.3N。 小华根据改进后测得数据，重新计算了大气压的值。 12．（2020·越城模拟）小丽要外出旅游，为防止阳台上的盆栽植物缺水，想制作一个自动浇花装置。 她在瓶底与瓶盖上各开一个小孔，瓶内装水（如图甲）。发现水从瓶盖小孔快速流出，不能实现长期自动供水。 如何才能实现长期自动供水呢？小丽和拓展小组的同学进行了如下研究。 【实验研究】只在瓶盖上开一个小孔，装入4/5的水，留下1/5的空气，瓶子倒放（如图乙）。在20℃的恒温室内，用40℃的湿毛巾包裹在瓶子有气体部位，观察记录1小时内发生的现象。 【实验记录】开始时小孔只滴水（如图丙）；一段时间后停止滴水，没有气泡进入；然后小孔只进气泡、不滴水（如图丁）；最后既不滴水也不进气泡。测出有关科学量，并绘制成图（如图戊）。 换用25C、30℃、35℃、45C的湿毛巾重复试验，均产生类似现象。 【实验分析】 （1）瓶子倒置后，瓶内液体对瓶盖存在　 　； （2）瓶子内气体吸收毛巾上的热量后温度会升高，一段时间后逐渐恢复至室温。结合装置滴水的原理以及戊中曲线的变化规律，分析A，B，C，D四点，其中　 　点瓶内气体温度最高； （3）【实验预测】若用低于环境温度的湿毛巾包在乙瓶子外部，1小时内可观察到的现象是　 ； （4）【实践应用】小丽和拓展小组同学终于制成了一个自动浇花装置。结合一天中气温变化的大致规律分析，该装置一天中供水的情况是 　。 13．（2019·台州模拟）老师在课堂上做了一个有趣的实验：将两个纸杯轻轻叠在一起然后在杯口水平吹起，这时内杯会“跳”出来（如图），内杯为什么会“跳”出来呢？ 小明认为吹气时有气流进入两杯间的空隙，增大了空隙间的气体压强，于是把内杯被顶出来了。小芳则认为吹气时，内杯口的空气流速增大，气压减小，而两杯之间的空气可认为流速为0，气压相对杯口较大，因而产生一个压强差，把内杯给顶出来。为了证明谁的观点正确，他们先将两个同样的纸杯轻轻地叠在一起，并将外纸杯的底部剪去，然后做了以下实验： （1）他们拿起叠在一起的杯子，然后对着杯口水平吹气（如图1），发现内杯没有跳起来，这个现象可以证明　 　的观点是正确的。 （2）他们将叠在一起的纸杯密封后固定在水平桌面上，然后对着杯口水平吹气（如图2），发现内杯跳了起来，请对内杯跳起来这个现象的原因作出解释：　 14．（2019·温州）如图是某同学设计的自动浇花机模型。其原理是：太阳光照射，温度升高，容器内压强增大，使水流出。温度下降时，容器内压强减小，外界空气从细管进入容器内，使得下一次温度升高时又可以浇水。 （1）若该自动浇花机因容器盖未旋紧而漏气，将会出现什么现象？　 　。针对这一自动浇花机，某兴趣小组想了解其浇水快慢与哪些因素有关，进行了如下模拟实验。 实验一：取一个矿泉水瓶，加入足量水后，在底部插 入细橡皮管并旋紧瓶盖，用台灯照射，观察水流特点，记录随时间延长从橡皮管流出的水滴总数，整理如下表： 时间/分钟 0 1 2 3 4 5 6 水滴/滴 0 33 55 72 82 87 88 （2）分析实验一中数据可得：在0～1分钟，1～2分钟，……，5～6分钟的时间段中，水流速度快的时间段是　 　。 实验二：取三个相同的矿泉水瓶，加入等量的水，在底部插入细橡皮管并旋紧瓶盖，然后用不同功率的台灯等距离照射，每隔相等时间记录水滴数。 （3）实验二研究的问题是　 　。 学科网（北京）股份有限公司 $$