第5节 大气压强（举一反三讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第5节 大气压强 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、大气的压强 2 知识点二、大气压强的大小 4 知识点三、大气压强在生活中的应用 7 方法技巧 10 方法技巧一、 证明大气压存在的原理与方法 10 方法技巧二、 理解托里拆利实验要点 10 方法技巧三、 大气压强的变化 10 巩固训练 11 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。 重点：大气压强的存在。 难点：大气压的测量。 思维导图 知识梳理 知识点一、大气的压强 1. 实验探究：大气压的存在 （1）马德堡半球实验 1654年，德国马德堡市的市长将两个空心铜质半球紧扣在一起，使它们密合并抽去球内的空气，然后用16匹骏马向两边使劲拉，这才将它们分开。但如果不抽去两个密合的铜半球内的空气，只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。 马德堡半球实验不仅证明大气有压强，而且说明大气的压强 。 （2）覆杯实验 ①实验一：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，发现硬纸片没有掉下来。原因分析：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。 ②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，将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向 都有压强。 实验一 实验二 实验三 ③实验三：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因分析：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，所以水在 的作用下流出来。 （3）探究归纳：大气与液体一样，向各个方向都有压强。 2. 大气压 （1）概念：地球被一层厚厚的大气层包围着，与液体一样，大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强，简称 ，单位也是Pa。天气预报中的气压就是指大气压强。 （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 性，因此大气对浸在空气中的物体表面就产生了压强。 （3）大气压的特点：在大气层内部向各个方向都有压强；在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。 【典例1】小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（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（如图所示）。小明的实验目的是探究（　　） A．大气压强有多大 B．大气对各个方向是否都有压强 C．水的重力与大气压力之间的关系 D．液体向各个方向都有压强 【变式1】如图所示为著名的 实验的关键装置示意图。实验时，要将两个半球内抽成接近 ，这样两个半球就会被大气牢牢地压在一起，此实验证明了 。 【变式2】为了研究球形容器受到的大气压力与什么因素有关，某小组同学用两个半球组成的球形容器进行实验，他们将A、B、C 三个容器中的空气抽出至各容器中压强相等，然后分别用仪器测出恰好将它们拉开时的力FA、FB、FC， 且FA=FB＜FC， 如图（a）、（b）、（c）所示．已知实验时半球的横截面积SA=SB＜SC， 表面积SA′＜SB′＜SC′。 ①分析比较图（a）和（b）可得：当球形容器内外的压强差相同时， 。 ②分析比较图（a）和（c）可得： 。 【变式3】（2025·浦东新区·一模）某小组同学在学习了大气压的知识后，回顾了如图（a）所示的“覆杯”实验，他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后，将杯子往各个方向转动，发现薄片始终没有落下。 （1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 （选填“支持”或“不支持”）小明的观点，请结合所学知识简述理由。 （2）小珠认为薄片没有下落，并不是因为大气“顶”住了薄片，而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图（b）所示实验：将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中（玻璃罩内的气压与罩外大气压相同），用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽气机的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点 ，并结合所学知识简述理由 。 A．若薄片落下，可证明小珠的观点是错误的 B．若薄片没有落下，可证明小珠的观点是正确的 C．该实验无法证明小珠的观点是否正确 知识点二、大气压强的大小 1. 托里拆利实验 （1）托里拆利实验过程 ①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满汞，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汞的槽里。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内汞停止下降时，读出此时汞柱的高度，约760mm。 ④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内汞的长度会变大，但汞柱的竖直高度不变，仍是760mm。 （2）实验分析：托里拆利由此判定，大气压足以支撑住760 mm高的汞柱，从而测出了大气压的数值。这就是历史上著名的托里拆利实验。 考查图中红线处管内外的汞液面，由于液体中同一水平面各处压强相等，管外汞液面上方是空气，所以该平面两侧的压强均等于大气压。而管内该平面上方是760 mm高的汞柱，汞柱的上方没有空气，是真空，液体静止时该处平面上下压力平衡，故大气压等于760 mm高的汞柱产生的压强。 根据液体压强的公式，可得大气压p大气=p汞=ρ汞gh= Pa （3）标准大气压：通常把 mm汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压。1个标准大气压也可近似取为1×105Pa。 2. 理解托里拆利实验 （1）汞柱的高度：汞柱的高度是指管内外汞面的竖直高度差，不是指管倾斜时汞柱的长度，实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜 实验结果。管内汞柱的高度只与外界的大气压有关，与管的粗细、长度、形状、插入汞中的深度都无关，改用粗一些或细一些的玻璃管 结果（均选填“影响”或“不影响”）。 （2）玻璃管口在汞中的深度：玻璃管口在汞槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内汞柱上方真空部分的体积，而汞柱的高度不变。 （3）玻璃管内漏进空气：实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使汞柱的液面下降，测量结果变 （选填“大”或“小”）。 （4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约 m，太不方便。计算过程： （2）大气压的一些单位：帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米汞柱高（mmHg柱）或厘米汞柱高（cmHg柱）等。 1标准大气压=1.013×105 Pa= 毫米汞柱= 厘米汞柱 3. 气压计 测量大气压的仪器叫做气压计。 （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。 【典例1】如图，小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强，其中描述正确的是（    ） A．此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强 B．如果玻璃管底部不小心混入了少量空气，液面高度差会偏大 C．如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜，液面高度差不变 D．如果将此装置带到海拔更高的山顶上，水银柱会变长 【变式1】（24-25八年级下·上海·期中）如图所示，此时大气压等于 mm水银柱产生的压强；若将竖直玻璃管稍微倾斜，则管内外水银面高度差 ；若将玻璃管换成较粗的，则管内外水银面高度差 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【变式2】（24-25八年级下·浦东新区·期中）如图所示，某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值，实验时他没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强，此时的大气压 （选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压；将玻璃管下压一点，且管内水银面上方仍是真空，水银面的高度差 （选填“升高”“不变”或“降低”）。 【变式3】古希腊科学家亚里士多德曾提出“自然界厌恶真空”的理论，意思是只要液体上方出现真空，与真空接触的液体就会流上去填补，直到液面上方不存在真空为止。 （1）以下现象中能用“自然界厌恶真空”解释的有___________（填序号）。 A．吸盘能挂重物 B．用吸管吸饮料 C．瓶吞鸡蛋 D．抽水机抽水 （2）在下列两个实验中，能推翻这个理论的实验是___________（填序号）。 A．马德堡半球实验 B．托里拆利实验 （3）请结合所学的物理知识，解释说明为什么第（2）问中的实验可以推翻亚里士多德的理论？ 知识点三、大气压强在生活中的应用 1. 大气压与高度的关系 （1）大气压与高度的关系 如图所示，是大气压的大小随高度变化的关系图，分析图像归纳结论。 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 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。 （2）高度计：如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了 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。 2. 水的沸点与大气压的关系 （1）实验探究 ①进行实验：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：液体的沸点与表面上方的气压有关，气压降低，沸点 ；气压升高，沸点 。（选填“升高”或“降低”） （2）水的沸点与气压值对照表：观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系。 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 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℃间均正确）。 （3）高压锅的原理：高压锅使锅内部的气压 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。 3. 大气压生活中的应用实例 生活中，吸管喝饮料吸管内外产生 差，把饮料压进嘴里。如此类似，吸尘器、吸盘挂钩、拔火罐、马路垃圾清扫车等都应用了大气压知识。 【典例1】（2022·徐汇·一模）小徐在高海拔地区旅行时出现了呼吸不畅的轻微高原反应，他查阅资料后知道：（a）从海平面到高空的大气压强变化如图所示；（b）低海拔处，大气压强较高，单位体积氧气质量较大；（c）在秋高气爽的日子里，呼吸过程中氧气通过肺泡渗透溶进血液，血液中含氧量增加，人会感到呼吸顺畅。 ①1标准大气压可近似取为1×105帕，则布达拉宫地区的大气压强约为 帕。 ②从图中我们可以知道大气压强与海拔高度的关系为： 。 ③请你结合所学的知识及上述信息，分析小徐在高海拔地区旅行时呼吸不畅的原因： 。 【变式1】（24-25八年级下·闵行·期中）图中的生活现象利用不是大气压工作的是（    ） A．吸盘挂衣钩 B．加油枪 C．脱排抽油烟机 D．注射器吸药液 【变式2】（24-25九年级上·闵行·期中）生活中处处有物理： （1）“山顶有泉，煮米不成饭”，生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作，较少用煮的方式，这是由于高原地区的大气压较 ，水的沸点较 ，不容易煮熟事物； （2）如图所示，治病输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用 使输液能顺利地进行。著名的 实验，使人们确信大气压强的存在并且很大。如果某地某时的大气压为帕，则面积为10米墙面上受到的大气压力为 牛。 【变式3】（24-25九年级上·普陀·阶段练习）今年13号台风“贝碧嘉”正面登陆上海，分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向，预报相关台风气象情况。气象站用气压计采集某区城同一时刻近地面不同地点的大气压，并将气压相等的各点连起来，绘成“等气压线”，如图所示。 等气压线的特征 一般天气特征 等气压线闭合，四周气压低于中心气压 晴朗 等气压线闭合，四周气压高于中心气压 阴雨 （1）预报相关气象情况采集大气压数据时，应在近地面不同地点高度 （选填“相同”、“不同”）采集大气压数据时，理由是 。 （2）根据A处风的方向，可判断A处气压 B处气压；结合上表，可判断该区域一般天气特征为 。 方法技巧 一、证明大气压存在的原理与方法 1. 找到由“内”“外”气体产生的压强差。物体内部气体被部分或全部排出后，内部压强减小，小于外界大气压，产生压强差。 2. 找到与大气压力相平衡的力。利用大气压支持液柱，液柱的重力或其他力与大气压力相平衡。 二、理解托里拆利实验要点 1. 玻璃管中要充满汞，不能混有气泡。若玻璃管内混入了少量空气，由于这部分空气也有压强，管内外汞面的高度差会变小，使测得的大气压强偏小。 2. 管内汞柱的高度是指管内外汞面的坚直高度差，不是指管内汞柱的长度，所以实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果。 3. 管内汞柱的高度只随外界大气压的变化而变化，而与管的粗细、长度、形状都无关。 4. 玻璃管管口在汞液槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内汞柱上方真空部分的体积，而管内汞柱的高度不变。 三、大气压强的变化 1. 大气压随着高度的变化而变化，随着季节、气候的变化而变化。 2. 封闭的气体的压强，在温度不变时，气体的体积增大，其压强就减小，气体的体积减小，其压强就增大；在体积不变时，温度降低，压强变小，温度升高，压强变大。 巩固训练 1．历史上最先测出大气压数值的科学家是（     ） A．伽利略 B．帕斯卡 C．托里拆利 D．牛顿 2. （2025·上海崇明·一模）上海地区的大气压能托起的水柱高度接近（　　） A．1米 B．2米 C．10米 D．20米 3. （24-25九年级上·浦东新区·阶段练习）如图所示的各实例中，跟大气压无关的是（　　） A．水袋向四周鼓出 B．鸡蛋吸入瓶内 C．吸盘吸在墙上 D．纸片托水 4. 如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　） A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高 C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能 5. 托里拆利实验测出了大气压强的值。如图所示，某同学分别用甲、乙、丙、丁4个不同的玻璃管按照实验要求规范地进行该实验，已知此时实验环境的气压为1标准大气压。请你根据甲管已标准的水银柱液面的情况，分别画出乙、丙、丁内水银柱液面的图示。 6. 著名的 实验向世人证明了大气压强的存在，意大利科学家 第一个测定了大气压强的值；通常大气压强随海拔高度的增大而 （选填“增大”或“减小”）。 7. （2024·松江·三模）如图所示，是用来测量大气压的 实验，实验中使用水银的原因是水银 （选填“密度大”、“有毒”或“颜色（银色）容易辨别”），测量值为 cmHg，运动员所携带的水银气压计就是由该原理制成的，海拔越高，气压越 。（选填“大”或“小”） 8. （23-24九年级上·上海·期中）如图所示，自带吸管的玻璃杯盛有水，该玻璃杯可看作是一个  ，当杯中水静止时， 图中 A 点的水的压强  B 点的水的压强（选填“大于”“等于”或“小于”） 。若用手掌封住杯口，通过玻璃吸管不容易“吸”到水；移开手后，能轻松“吸”到水的原因是  。 9. （23-24九年级上·上海·期中）2023年4月，建平实验中学开展了丰富多彩的科技节活动，同学们踊跃参与。如图1所示，绳子两端同学们参与的实验为 实验，如图2所示活动，通过用水复现意大利科学家 测定了 值的实验，复现实验的水柱高度达到了3层教学楼附近，而托里拆利当时用水银测得水银柱高度仅为76cm，请简述两种液体高度差异如此大的理由（已知ρ水银=13.6×103千克/米3） 。 10. （23-24九年级上·松江·期中） 实验首次测定了大气压的值；实验证明大气压随海拔高度的增高而 （选填“增大”或“减小”）；若我们携带图所示的袋装的密封食品去登山，随着海拔增高，包装袋会 （选填“鼓起来”或“瘪下去”或“不发生变化”）。 11．（23-24九年级上·宝山·期中）1标准大气压可支持 厘米高的水银柱。水银气压计是根据 实验制成的（选填“马德堡半球”或“托里拆利”）。在登山过程中，运动员携带的气压计的示数随海拔高度的增加而 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 12. （2024·长宁·一模）如图所示，是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时，输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接，输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到：（a）在温度不变的情况下，质量一定的密闭气体，体积变大，气压减小；（b）液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和；（c）要使药液能顺利流入人体，在针头B处药液产生的实际压强应大于该处静脉血管中血液的实际压强。 ① 在输液过程中，涉及到的物理知识有 ； A．阿基米德原理            B．大气压强            C．液体内部压强 ② 为确保输液顺利进行，需使瓶中药液通过图中“进气管”与 相通，理由是： 。 13. （2025·金山·一模）如图所示，高压锅是厨房中常见的炊具，它省时高效，深受人们欢迎。小华通过查阅资料；了解到不同气压下水的沸点，如下表： 大气压强p/×105Pa 0.44 0.71 0.98 1.01 1.48 1.80 2.05 水的沸点t/℃ 80 90 99 100 111 117 121 （1）分析比较表中大气压强p、水的沸点t的变化情况，可得出的初步结论是： ； （2）日常生活中，用高压锅煮食物，可以增大锅内气体的压强，使水的沸点 （“升高”或“降低”），从而使食物熟得更快； （3）请比较拉萨（海拔约3650米）和上海（海拔约2米）地区水的沸点的大小关系，并说明理由。 14．（24-25八年级下·上海·期中）如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因，小组同学查阅相关资料得知：（a）一定量的密闭气体在外界压强变大时，体积会减小；（b）一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右，若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积，气球将爆裂；（c）大气压强随海拔高度的变化而变化，在某地上空具体变化关系见下表。 海拔（米） 0 200 400 600 800 1000 大气压强（帕） 101.3 98.8 96.4 94.3 92.1 89.9 （1）分析比较表中数据可知：随着海拔高度的增大，大气压强 （选填“增大”“不变”或“减小”）； （2）请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。 。 15. （22-23九年级上·黄浦·期中）小明在研究压强对生物生存的影响时，通过查询资料获得了以下信息：（1）地球深海中生活着大量鱼类及其他海洋生物；（2）深海区指的是海面以下2000米及更深的地方；（3）地球、金星、火星上高度对应大气压强的数据如下表。 地球 金星 火星 高度 （千米） 大气压强 （帕） 高度 （千米） 大气压强 （帕） 高度 （千米） 大气压强 （帕） 0 1.01 0 93.02 0 0.0075 5 0.54 5 67.32 5 查询不到 10 0.26 10 47.86 10 查询不到 ①根据地球和金星上大气压强与高度之间的变化关系可以得出的结论是：在同一个星球上， ； ②由上述结论可推测火星高处的大气压一般会 帕（选填“小于”、“等于”或“大于”）； ③有人认为：金星表面的巨大的大气压强是导致生命无法存在的主要原因。请你对于上述观点谈谈你的看法 。 16．（2025·青浦·一模）小明爸爸从上海到达海拔为4500米的A地出差，期间他泡出的乌龙茶的味道和在上海泡出的味道不—样。为了找出原因，小明找到了以下两组数据，如表1、表2所示。 表1 海拔高度（米） 0 3000 4000 5000 6000 7000 大气压（帕） 101320 70700 62400 54900 48100 42000 水的沸点（℃） 100 90 87 84 80 77 表2 茶叶种类 绿茶 白茶 红茶 黄茶 乌龙茶 冲泡适宜温度（℃） 80~85 85 90 90 100 （1）分析比较表1中海拔高度和大气压的变化情况，可得出的初步结论是： 。 （2）结合所学知识及上述信息，指出小明爸爸在A地泡出的乌龙茶的味道与在上海泡出的味道不一样的原因，并写出分析过程： 。 （3）根据上述信息，小明爸爸如果要换一种茶叶泡茶，你觉得应该推荐___ ___。（在下列选项中选择） A．绿茶 B．白茶 C．红茶 D．黄茶 17. （25-26九年级上·上海·阶段练习）某物理兴趣小组为了测量教室内大气压强的大小，将半径为r的橡胶吸盘吸在水平放置的玻璃板下方，在吸盘下方挂上钩码，当吸盘快要松动时，向小桶内加入细沙进行微调，如图所示。当吸盘刚好脱离玻璃板时，记录钩码总重G1，测出小桶和沙子总重G2，然后重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （1）请推理得出大气压强的计算式（用字母表示） 。 （2）实验中多次测量是为了 。若考虑活塞、绳子所受重力，且吸盘与玻璃板间还有少量气体存留，测出的大气压强值应 （选填“偏大”或“偏小”）。 18. （2024·杨浦·一模）如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。 序号 海拔（千米） 大气压强（标准大气压） 空气密度（千克/米3） 1 0 1.00 1.29 2 2 0.78 1.01 3 3 0.69 0.91 4 5 0.53 0.74 5 8 0.35 0.51 ①根据表中数据，可得初步结论： ； ②小明为了计算出大气层的厚度，有如下的推理： 如图所示，设想人将手摊开，手掌面积为S，手掌距大气“海面”的距离为h，手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ，则。 由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压，该值约为1.01×105帕。 小明查阅相关资料得知：“地球的大气层厚度约为80~100千米”，发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理，并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因 。 19. （2025·徐汇·一模）某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值，实验步骤如下所示。 实验步骤 ① 记录注射器内管的横截面积S，然后将注射器活塞推到0毫升处，用橡胶帽把注射器出液口密封 ； ② 将注射器倒立（出液口向上）竖直固定，用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上（桶的重力约6牛左右，桶容积约3升）； ③ 将水缓慢注入水桶，当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水； ④ 测量水桶和水的总重力G并做记录，计算并记录总重力G与横截面积S的比值； ⑤ 重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （见示意图，图中注射器与水桶的大小比例关系不对应真实比例关系） （1）在该实验中，实验原理是 ，实验中多次测量是为了 ； （2）若已知当地的大气压强的值在1×105帕左右，现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择，该实验选择 （选填“A”或“B”）比较合适，理由是 ； A．内管横截面积0.4厘米2的注射器 B．内管横截面积3厘米2的注射器 （3）若考虑活塞、绳子所受重力，且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留，测出的大气压强值应 （选填“偏大”或“偏小”）。 20. （23-24九年级上·闵行·期中）小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下。 （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是 ； （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 N； （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm； （4）计算得到大气压强的数值为 Pa； （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是 。（写出一条） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 大气压强 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、大气的压强 2 知识点二、大气压强的大小 5 知识点三、大气压强在生活中的应用 9 方法技巧 13 方法技巧一、 证明大气压存在的原理与方法 13 方法技巧二、 理解托里拆利实验要点 13 方法技巧三、 大气压强的变化 13 巩固训练 14 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。 重点：大气压强的存在。 难点：大气压的测量。 思维导图 知识梳理 知识点一、大气的压强 1. 实验探究：大气压的存在 （1）马德堡半球实验 1654年，德国马德堡市的市长将两个空心铜质半球紧扣在一起，使它们密合并抽去球内的空气，然后用16匹骏马向两边使劲拉，这才将它们分开。但如果不抽去两个密合的铜半球内的空气，只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。 马德堡半球实验不仅证明大气有压强，而且说明大气的压强很大。 （2）覆杯实验 ①实验一：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，发现硬纸片没有掉下来。原因分析：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。 实验一 实验二 实验三 ②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，将纸杯朝不同的方向，发现硬纸片都不会脱落。说明大气向各个方向都有压强。 ③实验三：在装满水倒置的塑料杯底部用针扎一个小孔，发现硬纸片掉了下来，水流出。原因分析：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，所以水在重力的作用下流出来。 （3）探究归纳：大气与液体一样，向各个方向都有压强。 2. 大气压 （1）概念：地球被一层厚厚的大气层包围着，与液体一样，大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强，简称大气压，单位也是Pa。天气预报中的气压就是指大气压强。 （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，因此大气对浸在空气中的物体表面就产生了压强。 （3）大气压的特点：在大气层内部向各个方向都有压强；在同一高度、同一地点向各个方向的压强大小相等。 【典例1】小明在玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（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（如图所示）。小明的实验目的是探究（　　） A．大气压强有多大 B．大气对各个方向是否都有压强 C．水的重力与大气压力之间的关系 D．液体向各个方向都有压强 【答案】B 【详解】玻璃杯中装满水，手托住硬纸片向各个方向倾斜，纸片没有落下，说明纸片受到力的作用，说明大气压向各个方向都有压强，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 【变式1】如图所示为著名的 实验的关键装置示意图。实验时，要将两个半球内抽成接近 ，这样两个半球就会被大气牢牢地压在一起，此实验证明了 。 【答案】 马德堡半球 真空 大气压的存在 【详解】著名的马德堡半球实验证明了大气压强的存在，据图可知，实验时，要将两个半球内抽成接近真空，半球内的气压变小，外界大气压大于内部压强，所以在外界大气压的作用下将两个半球压在一起，故能说明大气压强的存在。 【变式2】为了研究球形容器受到的大气压力与什么因素有关，某小组同学用两个半球组成的球形容器进行实验，他们将A、B、C 三个容器中的空气抽出至各容器中压强相等，然后分别用仪器测出恰好将它们拉开时的力FA、FB、FC， 且FA=FB＜FC， 如图（a）、（b）、（c）所示．已知实验时半球的横截面积SA=SB＜SC， 表面积SA′＜SB′＜SC′。 ①分析比较图（a）和（b）可得：当球形容器内外的压强差相同时， 。 ②分析比较图（a）和（c）可得： 。 【答案】 半球的横截面积相同，半球受到的大气压力相同，与半球的表面积无关 当球形容器内外的压强差相同时，半球的横截面积越大，半球受到的大气压力越大 【分析】在大气压强一定的条件小，大气压力的大小与球面的横截面积有关，与半球的表面积无关，比较图a、b、c即可得出结论． 【详解】①分析比较图(a)和(b)可知，半球的横截面积相同，表面积不同，大气压力相同；故可以得出结论：当球形容器内外的压强差相同时，半球的横截面积相同，半球受到的大气压力相同，与半球的表面积无关． ②分析比较图(a)和(c)可知，(c)半球的横截面积大，大气压力大，故可以得出结论：当球形容器内外的压强差相同时，半球的横截面积越大，半球受到的大气压力越大． 【变式3】（2025·浦东新区·一模）某小组同学在学习了大气压的知识后，回顾了如图（a）所示的“覆杯”实验，他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后，将杯子往各个方向转动，发现薄片始终没有落下。 （1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 （选填“支持”或“不支持”）小明的观点，请结合所学知识简述理由 。 （2）小珠认为薄片没有下落，并不是因为大气“顶”住了薄片，而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图（b）所示实验：将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中（玻璃罩内的气压与罩外大气压相同），用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽气机的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点 ，并结合所学知识简述理由 。 A．若薄片落下，可证明小珠的观点是错误的 B．若薄片没有落下，可证明小珠的观点是正确的 C．该实验无法证明小珠的观点是否正确 【答案】（1）支持，见解析；（2）AB，见解析 【详解】（1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。支持小明的观点，因为在覆杯实验中，杯口朝上时，薄片受到杯口对他竖直向上的支持力可能与薄片所受的重力平衡，所以无法证明大气压存在竖直向下 的压强。 （2）用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽气机的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。如果是杯中的水“粘”住了薄片，则薄片不会掉落，如果薄片掉落，则说明是由于大气压的存在，故AB正确，C错误。 故选AB。 知识点二、大气压强的大小 1. 托里拆利实验 （1）托里拆利实验过程 ①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满汞，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汞的槽里。 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内汞停止下降时，读出此时汞柱的高度，约760mm。 ④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内汞的长度会变大，但汞柱的竖直高度不变，仍是760mm。 （2）实验分析：托里拆利由此判定，大气压足以支撑住760 mm高的汞柱，从而测出了大气压的数值。这就是历史上著名的托里拆利实验。 考查图中红线处管内外的汞液面，由于液体中同一水平面各处压强相等，管外汞液面上方是空气，所以该平面两侧的压强均等于大气压。而管内该平面上方是760 mm高的汞柱，汞柱的上方没有空气，是真空，液体静止时该处平面上下压力平衡，故大气压等于760 mm高的汞柱产生的压强。 根据液体压强的公式，可得大气压 p大气=p汞=ρ汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105 Pa （3）标准大气压：通常把760 mm汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压。1个标准大气压也可近似取为1×105Pa。 2. 理解托里拆利实验 （1）汞柱的高度：汞柱的高度是指管内外汞面的竖直高度差，不是指管倾斜时汞柱的长度，实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果。管内汞柱的高度只与外界的大气压有关，与管的粗细、长度、形状、插入汞中的深度都无关，改用粗一些或细一些的玻璃管不影响结果（均选填“影响”或“不影响”）。 （2）玻璃管口在汞中的深度：玻璃管口在汞槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内汞柱上方真空部分的体积，而汞柱的高度不变。 （3）玻璃管内漏进空气：实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使汞柱的液面下降，测量结果变小（选填“大”或“小”）。 （4）托里拆利实验如果用水来做，则水的高度大约10.3m，太不方便。计算过程： （2）大气压的一些单位：帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米汞柱高（mmHg柱）或厘米汞柱高（cmHg柱）等。 1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米汞柱=76厘米汞柱 3. 气压计 测量大气压的仪器叫做气压计。 （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。 【典例1】如图，小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强，其中描述正确的是（    ） A．此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强 B．如果玻璃管底部不小心混入了少量空气，液面高度差会偏大 C．如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜，液面高度差不变 D．如果将此装置带到海拔更高的山顶上，水银柱会变长 【答案】C 【详解】A．由图可知，玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm，因此，当时的大气压强等于755mm高汞柱产生的压强，故A错误； B．若玻璃管底部混入了少量空气，管内有气体压强，大气压不变，水银柱产生的压强减小，水银柱的高度差变小，故B错误； C．将玻璃管向右侧倾斜，不能改变大气压的大小，也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C正确； D．若把此装置带到海拔更高的山顶上，由于气压跟海拔有关，海拔越高，气压越低，则山顶大气压小，能支持的水银柱高度也就变小，故D错误。 故选C。 【变式1】（24-25八年级下·上海·期中）如图所示，此时大气压等于 mm水银柱产生的压强；若将竖直玻璃管稍微倾斜，则管内外水银面高度差 ；若将玻璃管换成较粗的，则管内外水银面高度差 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 760 不变 不变 【详解】在托里拆利实验中，玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度就是当时的大气压值。由图可知，此时管内外水银面高度差为760mm，所以此时大气压等于760mm水银柱产生的压强。 在托里拆利实验中，只要外界大气压不变，管内外水银面高度差就不变。将竖直玻璃管稍微倾斜，虽然水银柱的长度变长，但管内外水银面高度差依然由外界大气压决定，所以高度差不变。 同理，外界大气压不变时，管内外水银面高度差不变。将玻璃管换成较粗的，不会影响外界大气压，也不会影响管内外水银面高度差，所以高度差不变。 【变式2】（24-25八年级下·上海浦东新·期中）如图所示，某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值，实验时他没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强，此时的大气压 （选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压；将玻璃管下压一点，且管内水银面上方仍是真空，水银面的高度差 （选填“升高”“不变”或“降低”）。 【答案】 750 小于 不变 【详解】由图可知，玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm，则此时大气压强等于750mm水银柱产生的压强。 一个标准大气压等于760mm水银柱产生的液体压强，所以该气压小于标准大气压。 将玻璃管下压一点，且管内水银面上方仍是真空，由于外界大气压不变，大气压所能支撑柱的水银柱高度将不变，则水银柱所产生的压强不变，可知管内外水银面的高度差将不变。 【变式3】（24-25九年级上·上海·阶段练习）古希腊科学家亚里士多德曾提出“自然界厌恶真空”的理论，意思是只要液体上方出现真空，与真空接触的液体就会流上去填补，直到液面上方不存在真空为止。 （1）以下现象中能用“自然界厌恶真空”解释的有___________（填序号）。 A．吸盘能挂重物 B．用吸管吸饮料 C．瓶吞鸡蛋 D．抽水机抽水 （2）在下列两个实验中，能推翻这个理论的实验是___________（填序号）。 A．马德堡半球实验 B．托里拆利实验 （3）请结合所学的物理知识，解释说明为什么第（2）问中的实验可以推翻亚里士多德的理论？ 【答案】（1）BD；（2）B；（3）见解析 【详解】（1）A．吸盘能挂重物，吸盘内空气较少，内部气压小于外界大气压，内外气压差将吸盘压在物体上，故A不符合题意； B．利用吸管吸饮料，是吸气时吸管内变成真空，下面的饮料来补充，可以“自然界厌恶真空”理论来解释，故B符合题意； C．瓶吞鸡蛋是瓶内气体冷缩时体积变小，压强变小，鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶内，利用了大气压，故C不符合题意； D．抽水机抽水，通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，故D符合题意。 故选BD。 （2）A．马德堡半球实验是证明大气压的存在，并且证明大气压很大，与亚里士多德的观点不相关，故A不符合题意； B．托里拆利实验，当外界大气压是一个标准大气压，能支持76cm高的水银柱，玻璃管的长度是1m，玻璃管内上方有一段真空，水银没有去填补，亚里士多德认为接触到真空的液体就会自己填补，所以托里拆利实验能推翻亚里士多德理论，故B符合题意。故选B。 （3）做托里拆利实验时，玻璃管内上方有一段是真空，但是玻璃管中的水银没有去填补，所以与亚里士多德观点不相符，所以可以推翻其观点。 知识点三、大气压强在生活中的应用 1. 大气压与高度的关系 （1）大气压与高度的关系 如图所示，是大气压的大小随高度变化的关系图，分析图像归纳结论。 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。 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。 （2）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。 2. 水的沸点与大气压的关系 （1）实验探究 ①进行实验：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：液体的沸点与表面上方的气压有关，气压降低，沸点降低；气压升高，沸点升高。（选填“升高”或“降低”） （2）水的沸点与气压值对照表：观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系。 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 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℃间均正确）。 （3）高压锅的原理：高压锅使锅内部的气压高于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。 3. 大气压生活中的应用实例 生活中，吸管喝饮料吸管内外产生气压差，把饮料压进嘴里。如此类似，吸尘器、吸盘挂钩、拔火罐、马路垃圾清扫车等都应用了大气压知识。 【典例1】（2022·徐汇·一模）小徐在高海拔地区旅行时出现了呼吸不畅的轻微高原反应，他查阅资料后知道：（a）从海平面到高空的大气压强变化如图所示；（b）低海拔处，大气压强较高，单位体积氧气质量较大；（c）在秋高气爽的日子里，呼吸过程中氧气通过肺泡渗透溶进血液，血液中含氧量增加，人会感到呼吸顺畅。 ①1标准大气压可近似取为1×105帕，则布达拉宫地区的大气压强约为 帕。 ②从图中我们可以知道大气压强与海拔高度的关系为： 。 ③请你结合所学的知识及上述信息，分析小徐在高海拔地区旅行时呼吸不畅的原因： 。 【答案】 6.3×104 大气压强随海拔高度的增大而变小。 高海拔处，大气压强较小，单位体积氧气质量较小，血液中含氧量减小 【详解】①1标准大气压可近似取为1×105帕，从图中可知，布达拉宫地区为0.63个大气压强，故大气压强约为p=0.63×1×105Pa=6.3×104Pa ②从图中我们可知，海拔越高，大气压越小。大气压强与海拔高度的关系为：大气压强随海拔高度的增大而变小。 ③根据题意可知，高海拔处，大气压强较小，单位体积氧气质量较小，血液中含氧量减小，人会感到呼吸不顺畅。 【变式1】（24-25八年级下·闵行·期中）图中的生活现象利用不是大气压工作的是（    ） A．吸盘挂衣钩 B．加油枪 C．脱排抽油烟机 D．注射器吸药液 【答案】B 【详解】A．将吸盘内空气挤出后，内部气压小，在大气压作用下，将吸盘紧紧地压在墙上，所以吸盘利用了大气压工作，故A不符合题意； B．加油枪是利用机械泵将油压出，与大气压无关，故B符合题意； C．由流体压强与流速的关系可知，流速越大的位置压强越小，抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出，故脱排油烟机利用的是大气压原理，故C不符合题意； D．向外拉注射器的活塞，注射器内部的气压减小，大气压将药液压入注射器，利用了大气压，故D不符合题意。 故选B。 【变式2】（24-25九年级上·闵行·期中）生活中处处有物理： （1）“山顶有泉，煮米不成饭”，生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作，较少用煮的方式，这是由于高原地区的大气压较 ，水的沸点较 ，不容易煮熟事物； （2）如图所示，治病输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用 使输液能顺利地进行。著名的 实验，使人们确信大气压强的存在并且很大。如果某地某时的大气压为帕，则面积为10米墙面上受到的大气压力为 牛。 【答案】（1）低（小），低（小）；（2）大气压，马德堡半球，1.01×106 【详解】（1）西部高原地区由于海拔高，大气压较低，沸点较低，食物难煮熟，所以人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作，较少用煮的方式。 （2）插个C管后，当瓶内液体流出使得瓶内压强减小时，瓶内气压小于瓶外气压，空气就能从C管中进入，以保障输液的顺利进行，插C管的目的是利用大气压使输液能顺利地进行。 1654年，在马德堡市做的马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在，并且很大。 面积为10m2的墙面受到的大气压力为 F=pS=1.01×105Pa×10m2=1.01×106N 【变式3】（24-25九年级上·普陀·阶段练习）今年13号台风“贝碧嘉”正面登陆上海，分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向，预报相关台风气象情况。气象站用气压计采集某区城同一时刻近地面不同地点的大气压，并将气压相等的各点连起来，绘成“等气压线”，如图所示。 等气压线的特征 一般天气特征 等气压线闭合，四周气压低于中心气压 晴朗 等气压线闭合，四周气压高于中心气压 阴雨 （1）预报相关气象情况采集大气压数据时，应在近地面不同地点高度 （选填“相同”、“不同”）采集大气压数据时，理由是 。 （2）根据A处风的方向，可判断A处气压 B处气压；结合上表，可判断该区域一般天气特征为 。 【答案】（1）相同，控制高度相同，避免因高度不同带来对气压大小的影响。（2）大于，阴雨。 【详解】（1）高度不同，大气压也不同，为了探究不同天气特征下气压的情况，应控制高度相同。 （2）风从A处流向B处，则A处气压大于B处气压。 由表中数据可知此时四周气压高于中心气压，故该区域天气特征为阴雨。 方法技巧 一、证明大气压存在的原理与方法 1. 找到由“内”“外”气体产生的压强差。物体内部气体被部分或全部排出后，内部压强减小，小于外界大气压，产生压强差。 2. 找到与大气压力相平衡的力。利用大气压支持液柱，液柱的重力或其他力与大气压力相平衡。 二、理解托里拆利实验要点 1. 玻璃管中要充满汞，不能混有气泡。若玻璃管内混入了少量空气，由于这部分空气也有压强，管内外汞面的高度差会变小，使测得的大气压强偏小。 2. 管内汞柱的高度是指管内外汞面的坚直高度差，不是指管内汞柱的长度，所以实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果。 3. 管内汞柱的高度只随外界大气压的变化而变化，而与管的粗细、长度、形状都无关。 4. 玻璃管管口在汞液槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内汞柱上方真空部分的体积，而管内汞柱的高度不变。 三、大气压强的变化 1. 大气压随着高度的变化而变化，随着季节、气候的变化而变化。 2. 封闭的气体的压强，在温度不变时，气体的体积增大，其压强就减小，气体的体积减小，其压强就增大；在体积不变时，温度降低，压强变小，温度升高，压强变大。 巩固训练 1．历史上最先测出大气压数值的科学家是（     ） A．伽利略 B．帕斯卡 C．托里拆利 D．牛顿 【答案】C 【详解】根据物理学史的知识可知： A．伽利略的主要贡献是摆的等时性定律，故A不符合题意； B．帕斯卡的主要贡献是帕斯卡裂桶实验，故B不符合题意； C．历史上最先测出大气压数值的科学家是托里拆利，故C符合题意； D．牛顿的主要贡献是牛顿的三大定律，故D不符合题意。 故选C。 2. （2025·上海崇明·一模）上海地区的大气压能托起的水柱高度接近（　　） A．1米 B．2米 C．10米 D．20米 【答案】C 【详解】上海海拔低，接近标准大气压，约为101.3kPa，根据液体压强的计算公式p=ρgh，可以求得水柱高度为 大气压能托起的水柱高度接近10m，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 3. （24-25九年级上·上海浦东新·阶段练习）如图所示的各实例中，跟大气压无关的是（　　） A．水袋向四周鼓出 B．鸡蛋吸入瓶内 C．吸盘吸在墙上 D．纸片托水 【答案】A 【详解】A．水袋向四周鼓出，是因为水受到重力，对水袋有压力，与大气压无关，故A符合题意。 B．鸡蛋吸入瓶内，是因为瓶内气压减小，外界大气压将鸡蛋压入瓶内，与大气压有关，故B不符合题意。 C．吸盘吸在墙上，是因为排出吸盘内的空气，外界大气压将吸盘压在墙上，与大气压有关，故C不符合题意。 D．纸片托水，是因为大气压对纸片有向上的压力，能托住水，与大气压有关，故D不符合题意。 故选A。 4. 如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　） A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高 C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能 【答案】B 【详解】读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降；液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管；因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 5. 托里拆利实验测出了大气压强的值。如图所示，某同学分别用甲、乙、丙、丁4个不同的玻璃管按照实验要求规范地进行该实验，已知此时实验环境的气压为1标准大气压。请你根据甲管已标准的水银柱液面的情况，分别画出乙、丙、丁内水银柱液面的图示。 【答案】见右图。 【详解】已知此时实验环境气压为1标准大气压，则甲管内水银柱的长度约为76cm,甲管内水银面的上方是真空，乙、丙、丁管内水银柱的高度都应为76cm，故液面相平，如图所示。 6. 著名的 实验向世人证明了大气压强的存在，意大利科学家 第一个测定了大气压强的值；通常大气压强随海拔高度的增大而 （选填“增大”或“减小”）。 【答案】 马德堡半球 托里拆利 减小 【详解】1654年，当时的马德堡市长奥托·冯·格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡进行了一项科学实验，目的是证明大气压的存在，此实验称为马德堡半球实验。 意大利科学家托里拆利首次测出了大气压的值，1标准大气压值为760mmHg，称为托里拆利实验。 大气压是变化的，海拔越高，空气越稀薄，气压越小，因此大气压强随着海拔的增高而减小。 7. （2024·松江·三模）如图所示，是用来测量大气压的 实验，实验中使用水银的原因是水银 （选填“密度大”、“有毒”或“颜色（银色）容易辨别”），测量值为 cmHg，运动员所携带的水银气压计就是由该原理制成的，海拔越高，气压越 。（选填“大”或“小”） 【答案】 托里拆利 密度大 75 小 【详解】图中有玻璃管和水银，是托里拆利实验，用来测量大气压值的。 水银的密度在液体中最大，方便测量，要是用水，那水柱得10多米，不方便测量。 图中管内外水银面的高度差是75cm，它产生的压强与大气压大小相等，因此大气压值是75cmHg。 海拔越高，空气越稀薄，气压强越小。 8. （23-24九年级上·上海·期中）如图所示，自带吸管的玻璃杯盛有水，该玻璃杯可看作是一个  ，当杯中水静止时， 图中 A 点的水的压强  B 点的水的压强（选填“大于”“等于”或“小于”） 。若用手掌封住杯口，通过玻璃吸管不容易“吸”到水；移开手后，能轻松“吸”到水的原因是  。 【答案】 连通器 等于 大气压的作用 【详解】连通器是指上端开口，下部连通的容器，该玻璃杯可以看作是一个连通器。 由图可知，A点的深度等于B点的深度，且液体密度不变，所以根据可知，A点压强等于B点压强。 用吸管从瓶子里吸水时，先把吸管内的部分空气吸走，管内的气压小于外界大气压，水在大气压的作用下被压入吸管，上升到嘴里，所以使水上升到嘴里的力是大气的压力，故所以能轻松“吸”到水是利用了大气压的作用。 9. （23-24九年级上·上海·期中）2023年4月，建平实验中学开展了丰富多彩的科技节活动，同学们踊跃参与。如图1所示，绳子两端同学们参与的实验为 实验，如图2所示活动，通过用水复现意大利科学家 测定了 值的实验，复现实验的水柱高度达到了3层教学楼附近，而托里拆利当时用水银测得水银柱高度仅为76cm，请简述两种液体高度差异如此大的理由（已知ρ水银=13.6×103千克/米3） 。 【答案】 马德堡半球 托里拆利 大气压 见解析 【详解】历史上，在德国的马德堡市广场上做过一个著名的实验，将两铜制的半球合在一起，抽出里面的空气，用两支马队向相反方向拉，半球未被拉开，从而证实了大气压的存在，是大气压将两半球压在一起，这就是著名的马德堡半球实验，它有力地证明了大气压的存在。图1中同学们参与的实验是马德保半球实验。 1643年，意大利科学家托里拆利首先用水银做实验测定了大气压的值。由图2可知，同学们正通过水复现意大利科学家托里拆利测定大气压值的实验。 托里拆利实验中，实验时玻璃管中水银柱高76cm；大气压一定时，两种液体压强相等，由p=ρgh可知，大气压的值 若用水来做实验，根据p=ρgh得 因此用水做实验时，水柱高度达到了3层教学楼附近，是因为大气压一定时，两种液体压强相等，由p=ρgh，水的密度远小于水银，所以高度远大于水银。 10. （23-24九年级上·松江·期中） 实验首次测定了大气压的值；实验证明大气压随海拔高度的增高而 （选填“增大”或“减小”）；若我们携带图所示的袋装的密封食品去登山，随着海拔增高，包装袋会 （选填“鼓起来”或“瘪下去”或“不发生变化”）。 【答案】 托里拆利 减小 鼓起来 【详解】意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值，一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱所产生的压强，大小为。 大气压不是固定不变的，海拔高度越高，空气越稀薄，密度越小，大气压强就越小，即大气压随着海拔的高度的增高而减小。 [3]如图，携带袋装的密封食品去登山，随着海拔增高，内外压强差变大，包装袋会鼓起来。 11．（23-24九年级上·宝山·期中）1标准大气压可支持 厘米高的水银柱。水银气压计是根据 实验制成的（选填“马德堡半球”或“托里拆利”）。在登山过程中，运动员携带的气压计的示数随海拔高度的增加而 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 76 托里拆利 减小 【详解】[1]由托里拆利实验可知，1标准大气压可支持76厘米高的水银柱。 [2]水银气压计是根据托里拆利实验制成的，水槽及玻璃管中是水银，当气压变化时，玻璃管中水银面发生变化，从而测出大气压的值。 [3]越往高空空气越稀薄，大气压随海拔高度的增加而减小，在登山过程中，运动员携带的气压计的示数随海拔高度的增加而减小。 12. （2024·长宁·一模）如图所示，是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时，输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接，输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到：（a）在温度不变的情况下，质量一定的密闭气体，体积变大，气压减小；（b）液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和；（c）要使药液能顺利流入人体，在针头B处药液产生的实际压强应大于该处静脉血管中血液的实际压强。 ① 在输液过程中，涉及到的物理知识有 ； A．阿基米德原理            B．大气压强            C．液体内部压强 ② 为确保输液顺利进行，需使瓶中药液通过图中“进气管”与 相通，理由是： 。 【答案】 BC 外界空气（或大气） 见解析 【详解】①随着药液不断输入人体，瓶内气体的体积变大，瓶内气压变小，当A处药液的实际压强小于外界大气压时，外界大气通过进气管能及时补充到瓶内，确保B处药液的实际压强大于血液的实际压强，使药液能顺利流入人体。故选BC。 ②输液过程中进气管与外界空气（或大气）相通，外界空气从进气管进入瓶内，从而维持瓶内的气压稳定。 13. （2025·金山·一模）如图所示，高压锅是厨房中常见的炊具，它省时高效，深受人们欢迎。小华通过查阅资料；了解到不同气压下水的沸点，如下表： 大气压强p/×105Pa 0.44 0.71 0.98 1.01 1.48 1.80 2.05 水的沸点t/℃ 80 90 99 100 111 117 121 （1）分析比较表中大气压强p、水的沸点t的变化情况，可得出的初步结论是： ； （2）日常生活中，用高压锅煮食物，可以增大锅内气体的压强，使水的沸点 （“升高”或“降低”），从而使食物熟得更快； （3）请比较拉萨（海拔约3650米）和上海（海拔约2米）地区水的沸点的大小关系，并说明理由。 【答案】（1）见解析；（2）升高；（3）见解析 【详解】（1）分析表格数据可知，当气压增大时，水的沸点会升高，水的沸点随上方气压的增大而升高。 （2）水的沸点随上方气压的增大而升高，用高压锅煮食物，可以增大锅内气体的压强，水的沸点会增大，因此煮食物会更快。 （3）拉萨(海拔约3650米)和上海(海拔约2米)地区水的沸点的大小关系是：拉萨地区水的沸点低于上海地区水的沸点，理由：大气压随高度的增加而减小，且水的沸点与气压有关，气压越低，沸点越低、气压越高，沸点越高；而拉萨地区的海拔大于上海地区的海拔，气压低于上海的气压，因此拉萨地区水的沸点低于上海地区水的沸点。 14．（24-25八年级下·上海·期中）如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因，小组同学查阅相关资料得知：（a）一定量的密闭气体在外界压强变大时，体积会减小；（b）一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右，若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积，气球将爆裂；（c）大气压强随海拔高度的变化而变化，在某地上空具体变化关系见下表。 海拔（米） 0 200 400 600 800 1000 大气压强（帕） 101.3 98.8 96.4 94.3 92.1 89.9 （1）分析比较表中数据可知：随着海拔高度的增大，大气压强 （选填“增大”“不变”或“减小”）； （2）请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。 。 【答案】（1）减小；（2）见解析 【详解】（1）分析表格数据可知，大气压强的大小受海拔高度的影响，随着海拔升高，大气压强逐渐减小。 （2）随着海拔变高，外界压强逐渐减小，气球内气压大于外界气压，会向外膨胀，氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因是大气压强变化导致。 15. （22-23九年级上·黄浦·期中）小明在研究压强对生物生存的影响时，通过查询资料获得了以下信息：（1）地球深海中生活着大量鱼类及其他海洋生物；（2）深海区指的是海面以下2000米及更深的地方；（3）地球、金星、火星上高度对应大气压强的数据如下表。 地球 金星 火星 高度 （千米） 大气压强 （帕） 高度 （千米） 大气压强 （帕） 高度 （千米） 大气压强 （帕） 0 1.01 0 93.02 0 0.0075 5 0.54 5 67.32 5 查询不到 10 0.26 10 47.86 10 查询不到 ①根据地球和金星上大气压强与高度之间的变化关系可以得出的结论是：在同一个星球上， ； ②由上述结论可推测火星高处的大气压一般会 帕（选填“小于”、“等于”或“大于”）； ③有人认为：金星表面的巨大的大气压强是导致生命无法存在的主要原因。请你对于上述观点谈谈你的看法 。 【答案】 高度越高，大气压越小 小于 见解析 【详解】①由表中数据可知，在地球和金星上，随着高度的增加，大气压逐渐减小，所以根据地球和金星上大气压强与高度之间的变化关系可以得出的结论是：在同一个星球上，高度越高，大气压越小。 ②由表中数据可知，在火星上，高度为0时，大气压为，即，由①中结论可知，在同一个星球上，高度越高，大气压越小，所以可推测火星高处的大气压一般会小于帕。 ③因为金星表面的大气压仅相当于地球上海面以下930米左右处海水产生的压强，而根据资料2000米以下的深海仍然存在鱼类及其它海洋生物，所以金星表面的巨大的大气压强并不是导致生命无法存在的主要原因。 16．（2025·青浦·一模）小明爸爸从上海到达海拔为4500米的A地出差，期间他泡出的乌龙茶的味道和在上海泡出的味道不—样。为了找出原因，小明找到了以下两组数据，如表1、表2所示。 表1 海拔高度（米） 0 3000 4000 5000 6000 7000 大气压（帕） 101320 70700 62400 54900 48100 42000 水的沸点（℃） 100 90 87 84 80 77 表2 茶叶种类 绿茶 白茶 红茶 黄茶 乌龙茶 冲泡适宜温度（℃） 80~85 85 90 90 100 （1）分析比较表1中海拔高度和大气压的变化情况，可得出的初步结论是： 。 （2）结合所学知识及上述信息，指出小明爸爸在A地泡出的乌龙茶的味道与在上海泡出的味道不一样的原因，并写出分析过程： 。 （3）根据上述信息，小明爸爸如果要换一种茶叶泡茶，你觉得应该推荐___ ___。（在下列选项中选择） A．绿茶 B．白茶 C．红茶 D．黄茶 【答案】（1）大气压随海拔高度的增加而减小；（2）见解析；（3）AB 【详解】（1）分析比较表1中海拔高度和大气压的变化情况，可得出的初步结论是：大气压随海拔高度的增加而减小。 （2）A地的海拔高度为4500米，由表1可知对应的大气压在54900帕到62400帕之间，对应水的沸点在84℃到87℃之间，由题可知乌龙茶冲泡适宜温度为100℃，而A地沸水的温度低于100℃，所以小明爸爸在A地泡出的乌龙茶的味道与在上海泡出的味道不一样。 （3）A地水的沸点在84℃到87℃之间，由表2可知，此地沸水的温度与绿茶和白茶的冲泡适宜温度比较接近，所以小明爸爸可以换用绿茶或白茶泡茶，故AB符合题意，CD不符合题意。 故选AB。 17. （25-26九年级上·上海·阶段练习）某物理兴趣小组为了测量教室内大气压强的大小，将半径为r的橡胶吸盘吸在水平放置的玻璃板下方，在吸盘下方挂上钩码，当吸盘快要松动时，向小桶内加入细沙进行微调，如图所示。当吸盘刚好脱离玻璃板时，记录钩码总重G1，测出小桶和沙子总重G2，然后重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （1）请推理得出大气压强的计算式（用字母表示） 。 （2）实验中多次测量是为了 。若考虑活塞、绳子所受重力，且吸盘与玻璃板间还有少量气体存留，测出的大气压强值应 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）；（2）减小误差，偏小 【详解】（1）当吸盘即将脱离玻璃板时，空气对橡胶吸盘的向上的压力大小就等于所挂钩码的总重G1与小桶和沙子总重G2的和，大气压的值 （2）实验中多次测量是为了减小误差，使测量结果更准确。 若考虑活塞、绳子所受重力，且吸盘与玻璃板间还有少量气体存留，这些气体对活塞有向下的压力F气，当吸盘即将脱离玻璃板时，根据力的平衡有 而在计算时，我们只考虑了挂钩码的总重G1与小桶和沙子总重G2，即认为，这样计算出的大气压力F大气偏小。又因为，S不变，F大气偏小，所以测出的大气压强值应偏小。 18. （2024·杨浦·一模）如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。 序号 海拔（千米） 大气压强（标准大气压） 空气密度（千克/米3） 1 0 1.00 1.29 2 2 0.78 1.01 3 3 0.69 0.91 4 5 0.53 0.74 5 8 0.35 0.51 ①根据表中数据，可得初步结论： ； ②小明为了计算出大气层的厚度，有如下的推理： 如图所示，设想人将手摊开，手掌面积为S，手掌距大气“海面”的距离为h，手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ，则。 由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压，该值约为1.01×105帕。 小明查阅相关资料得知：“地球的大气层厚度约为80~100千米”，发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理，并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因 。 【答案】 大气压强、空气密度均随h的增大而减小 见解析 【详解】（1）根据表中数据可知，随着高度的增加，大气压强和空气密度均减小。 （2）不合理，小明的推导中 的成立条件是手掌上方空气柱的密度均匀，由于空气密度随海拔的增大而减小，所以手掌上方空气柱不是密度均匀的柱体。小明选用空气的最大密度计算大气层的厚度，导致计算结果偏小，与实际情况相差很大。 19. （2025·徐汇·一模）某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值，实验步骤如下所示。 实验步骤 ① 记录注射器内管的横截面积S，然后将注射器活塞推到0毫升处，用橡胶帽把注射器出液口密封 ； ② 将注射器倒立（出液口向上）竖直固定，用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上（桶的重力约6牛左右，桶容积约3升）； ③ 将水缓慢注入水桶，当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水； ④ 测量水桶和水的总重力G并做记录，计算并记录总重力G与横截面积S的比值； ⑤ 重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （见示意图，图中注射器与水桶的大小比例关系不对应真实比例关系） （1）在该实验中，实验原理是 ，实验中多次测量是为了 ； （2）若已知当地的大气压强的值在1×105帕左右，现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择，该实验选择 （选填“A”或“B”）比较合适，理由是 ； A．内管横截面积0.4厘米2的注射器 B．内管横截面积3厘米2的注射器 （3）若考虑活塞、绳子所受重力，且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留，测出的大气压强值应 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）p＝F/S，减小实验误差；（2）B，对A活塞向上的大气压力约为4牛，小于桶的重力，所以选择A无法用添水法测出大气压力的，只能选择B；（3）偏小 【详解】（1）利用二力平衡测量出当地的大气压力，注射器内管的横截面积S，根据p＝F/S可知当地的大气压强，故该实验原理是p＝F/S。 该实验是一个测量型实验，当地大气压强值是个定值，多次测量的目的是取平均值减小误差。 （2）桶的重力约为6N，若选用内管横截面积0.4厘米2的注射器，大气压约为1.0×105 Pa，根据F=pS计算可知对A活塞向上的大气压力约为4牛，小于桶的重力，所以选择A无法用添水法测出大气压力的，只能选择B。 （3）若还有少量气体残留，测得的大气压力偏小，受力面积没有问题，根据p＝F/S可知测出的大气压强值应偏小。 20. （23-24九年级上·闵行·期中）小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下。 （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是 ； （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 N； （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm； （4）计算得到大气压强的数值为 Pa； （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是 。（写出一条） 【答案】 排尽注射器内的空气，防止外界的空气进入注射器 8.2 6.00 注射器内空气没有排尽 【详解】（1）[1将活塞推至注射器筒的底部，是为了排尽注射器内的空气，再用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目是为了防止外界的空气进入注射器。 （2）由图知，弹簧测力计分度值为0.2N，指针指在第一个刻度线处，所以示数为8.2N。 （3）由图可知，注射器的全部刻度的长度为 L=8.00cm-2.00cm=6.00cm （4）注射器的体积为 活塞的横截面积为 大气压为 （5）注射器中的空气不可能完全排净，这会使结果偏小。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $