内容正文:
第4节 大气压强
目录
【思维导图】 1
【知识梳理】 1
知识点1:生活中的大气压强 1
知识点2:大气压强的大小 4
知识点3:大气压强的变化 7
【巩固训练】 9
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:生活中的大气压强
覆杯实验:
大气朝各个方向都有压强
瓶吞蛋:说明大气存在压强
挤出吸盘内的空气,大气压把吸盘紧压在墙面
吸饮料时管内空气减少,大气压压着饮料沿吸管进入嘴里。
纸片和管内的水不会掉下,是因为大气压将它们顶住。
大气压强的发现
早在1654年,德国马德堡市市长奥托·冯·格里克就在马德堡市公开表演一个著名实验——马德堡半球实验。他把两个直径为30cm铜质空心半球紧紧地扣在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后用16匹马向相反方向拉两个半球,结果费了很大的劲才把它们拉开。
存在大气压强的本质原因是:大部分气体分布在从地球表面到几十千米高空的范围内。我们生活在大气“海洋”的底层。(空气受到的重力引起的)
【典例1】(24-25八下·湖南祁阳·期中)下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出
B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘被压在光滑墙壁上
【变式1】(24-25九上·上海浦东新区·月考)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
【变式2】(24-25八下·河南周口·期中)1654年,德国物理学家格里克进行了马德堡半球实验,证明了 的存在。请写出一个生活中利用大气压的实例: 。
【变式3】(24-25八下·江苏泰州·月考)如图所示是家庭常用的塑料吸盘,由于 的作用,吸盘紧紧地“吸”在了墙壁上。如果吸盘所受的大气压力为150N,悬挂的物体重6N,吸盘与墙壁间的摩擦力为 N。(吸盘的重力忽略不计)
知识点2:大气压强的大小
1. 托里拆利实验
实验目的
测量大气压强的值
实验步骤
实验分析
玻璃管上端为真空,没有压强,玻璃管内的水银之所以能够高于水银槽内的水银,就是因为水银槽内的水银受到大气压强的作用.
实验结论
大气压强的数值等于它支撑的水银柱产生的压强,即
我们通常把760 mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示.
实验讨论
(1)为什么要在玻璃管内装满水银?
为了排除尽管内的空气。
(2)玻璃管中水银柱上方的空间中是否有空气?
真空。
(3)管内水银柱为什么要下降? 为什么水银柱要停在760 mm处?
因为水银柱太高,产生的压强大于外界大气压强,当下降到760 mm处时,产生的压强与外界大气压强相等,水银柱就不再下降。
(4)管子倾斜水银柱竖直高度是否发生变化,即所测大气压强值是否变化?
管子直径加粗,管中水银柱高度怎样变化,即所测大气压强值怎样变化?
托里拆利实验玻璃管向上提不露出水银面是否影响测定值?
通过液体压强公式P=ρgh可知,水银柱产生的压强只与水银柱的高度(水银的深度)和密度有关,所以管子粗一点、弯曲一点、提高一点、倾斜一点,管内的水银柱的高度不变。
(5)如果漏进去一些空气,会影响结果吗?
会,实验结果偏小,因为上方存在空气,有一定的压强。
(6)能否用水代替水银来做托里拆利实验?为什么?
大气压可以支持10.3m高的水柱,水柱过长,用水做实验不方便。
【典例2】(24-25八下·福建厦门同安区·期中)如图所示,是老师进行托里拆利实验的操作过程,下列相关说法正确的是( )
A.当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
B.在管的顶部开一个口,水银柱会喷出
C.1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强
D.稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长短不变
【变式1】(24-25八下·湖南祁阳·期中)精确地测出大气压强的值的科学家是( )
A.阿基米德 B.托里拆利 C.帕斯卡 D.牛顿
【变式2】(24-25八下·河北邯郸·月考)如图,利用托里拆利实验测得大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。如果测量时玻璃管上端留有空气,则测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。把玻璃管倾斜,管内外水银面高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若此时的大气压是1.0×105Pa,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则此时的大气压可支持 m高的水柱。
【变式3】(24-25八下·福建福州台江区·期中)如图所示,在长约1m、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。
(1)最早用这一实验测量大气压强的科学家是 ,他测得的大气压强值是 mm水银柱产生的压强;为了测得大气压的值,应测量玻璃管内外水银面的 ;
(2)实验中玻璃管内水银面的上方是 ,管外水银面的上方是空气;
(3)实验中如果将玻璃管由竖直变成倾斜,则水银柱的高度差将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)实验中如果把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱 (选填“会”或“不会”)下降。
知识点3:大气压强的变化
1. 标准大气压:
人们通常把760 mm高的汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压。
1个标准大气压 = 1.013×105 Pa。
在海平面附近,大气压强约等于1.013×105 Pa。
2. 影响大气压强的因素:
(1)海拔高度:
大气压随高度的增加而减小。
大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢。
(2)大气压与天气、季节的变化有关:
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
3. 液体沸点与气压的关系:
液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。因此,在青藏高原等海拔高的地方,大气压强小,水的沸点低,食物不容易煮熟,所以应该用高压锅。
【典例3】(24-25八下·江苏常州·月考)如图所示是自制气压计,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,(不考虑温度的影响)下列措施能使h变高的是( )
A.将自制气压计从山上移到山下
B.减小玻璃瓶内气压
C.放在真空罩内,逐渐抽罩内空气
D.在橡皮塞上戳一透气孔
【变式1】(24-25八下·山东日照岚山区·期中)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.将装置从一楼拿到十楼,A管中液面上升
【变式2】(24-25八上·山东青岛城阳·月考)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【变式3】(25-26九上·广西南宁·)如图为托里拆利实验装置,由图中实验数据可判断当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果 。
【巩固训练】
1.(24-25八下·海南直辖县级行政单位·期中)有力的证实了大气压强存在且很大的实验是( )
A.托里拆利实验 B.帕斯卡实验
C.马德堡半球实验 D.牛顿第一定律实验
2.(24-25八下·海南·期中)下列物品或情景中,利用了大气压强的是( )
A.医生进行肌肉注射
B.下水管存水弯
C.用吸盘搬运玻璃
D.高压锅煮饭
3.(24-25八下·山东济南槐荫区·期中)小华将玻璃杯注满水后,用一硬纸片盖住杯口,倒过来后,水不会流出来,这是因为( )
A.水把纸片粘住了 B.纸片很结实没有掉下来
C.大气对纸片有向上的压强 D.纸片与杯口吸住了
4.(24-25八下·福建福州·期中)闽清白岩山主峰玳瑁顶海拔1237.7米,以悬崖陡壁、层状方山等景观闻名。已知海平面大气压为,在海拔3000m以内,每升高10m,大气压变化约100Pa。参考图中大气压强随海拔变化规律,则白岩山主峰峰顶的大气压约为( )
A. B. C. D.
5.如图所示是“研究气压对水的沸点的影响”的实验装置,下列说法中正确的是( )
A.对正在加热的水同时加压,水就能迅速沸腾
B.对已经沸腾但停止加热的水,只要抽气减压水仍可能沸腾
C.对已经沸腾但停止加热的水,只要打气加压仍可能沸腾
D.对正在加热的水只要抽气减压,水就能立即沸腾
6.(24-25八下·山东威海威海经济技术开发区·期末)图甲是小明用水银做托里拆利实验时测量的数据;图乙是他制成一个简易的气压计。下列有关说法正确的是( )
A.甲图装置中玻璃管倾斜放置,玻璃管内的水银柱高度会变大
B.若甲图装置进入空气,则玻璃管内外水银柱高度差将减小
C.若乙图装置玻璃管中液面上升,说明外界气压升高
D.若将乙图装置从海拔较高的山顶带到山下,玻璃瓶内液面会下降
7.(24-25八下·河北石家庄桥西区·期末)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图所示,医护工作者给病人输液时用到的输液瓶上有两根管子,A是输液管,B是连接空气的短管,该装置 (选填“是”或“不是”)连通器。输液时瓶内不断有气泡上浮,这是因为空气在 的作用下不断进入输液瓶。
8.“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。如图,它以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内气体,使罐内气体密度 ,再将罐快速扣于相应穴位上;随着罐内气体温度下降,罐外大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)罐内气压,将罐体紧紧压在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。
9.(24-25八下·河南许昌禹州·期末)小华制成如图的“自动给水装置”,用一个装适量水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没。瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于 的作用,此时瓶中水面上方的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
10.(24-25八下·辽宁朝阳朝阳区·期中)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。如图所示,活塞跟筒壁紧密接触,同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)当 (选填“提起”或“压下”)活塞时,阀门A和B分别处于打开和关闭状态;
(2)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是 ;
A.用胶头滴管吸取液体 B.将注射器中的药液推进人体
(3)小阳测出此地大气压的数值等于750mm高的水银柱产生的压强,则此地大气压能托起水柱的最大高度为 m(取,,g=10N/kg)。
11.(24-25八下·广东广州番禺区·期中)小明利用托里拆利实验分别测量A地和B地的大气压强。
(1)如图,小明测得A地大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。说明该地大气压强 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一个标准大气压。
(2)如果测量时玻璃管上端留有空气,则测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(3)把玻璃管倾斜,管内外水银面高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若小明到B地进行实验,测得B地此时的大气压是,则此地的大气压可支持 m高的水柱。(,g取)
12.小明利用如图所示的装置测量大气压强;
器材:的注射器(含橡皮帽)、小桶、重物(如沙子)、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳等;
实验步骤:
(1)将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
(2)在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里逐渐增加重物(如沙子),直至活塞刚好被 ,停止向小桶中添加重物;
(3)用 测量小桶和重物的总重,得到大气对活塞的 ;
(4)用刻度尺测出注射器上 的长度l,可得活塞的横截面积 ;
(5)根据 计算大气压的值;
(6)将估测的大气压值与用气压计测得的气压值相比较,尝试分析误差。
A.测量结果偏小,原因可能是 ;
B.测量结果偏大,原因可能是 。
13.(24-25八下·江西师范大学附属中学·月考)我国某些地区夏季是台风多发季,生产生活备受台风影响。当超强台风发生时,假设屋外气压急剧降到9×104Pa;当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压,粗略取作1×105Pa。若室内外屋顶的面积均为100m2,求:
(1)屋外大气压对屋顶压力为多大;
(2)屋顶内外受到压力差为多大;
(3)若屋顶所能承受最大压力为1.2×106N,则屋顶会不会被掀掉。
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第4节 大气压强
目录
【思维导图】 1
【知识梳理】 1
知识点1:生活中的大气压强 1
知识点2:大气压强的大小 5
知识点3:大气压强的变化 9
【巩固训练】 13
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:生活中的大气压强
覆杯实验:
大气朝各个方向都有压强
瓶吞蛋:说明大气存在压强
挤出吸盘内的空气,大气压把吸盘紧压在墙面
吸饮料时管内空气减少,大气压压着饮料沿吸管进入嘴里。
纸片和管内的水不会掉下,是因为大气压将它们顶住。
大气压强的发现
早在1654年,德国马德堡市市长奥托·冯·格里克就在马德堡市公开表演一个著名实验——马德堡半球实验。他把两个直径为30cm铜质空心半球紧紧地扣在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后用16匹马向相反方向拉两个半球,结果费了很大的劲才把它们拉开。
存在大气压强的本质原因是:大部分气体分布在从地球表面到几十千米高空的范围内。我们生活在大气“海洋”的底层。(空气受到的重力引起的)
【典例1】(24-25八下·湖南祁阳·期中)下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出
B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘被压在光滑墙壁上
【答案】A
【详解】A.橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;
B.纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不符合题意;
C.将吸盘与玻璃间的空气抽走,吸盘上面的大气压强将吸盘压紧在玻璃上,这个压力的作用下,可用吸盘来搬运玻璃,能说明大气压强的存在,故C不符合题意;
D.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不符合题意。
故选A。
【变式1】(24-25九上·上海浦东新区·月考)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。
【变式2】(24-25八下·河南周口·期中)1654年,德国物理学家格里克进行了马德堡半球实验,证明了 的存在。请写出一个生活中利用大气压的实例: 。
【答案】 大气压 见解析
【详解】[1]马德堡半球实验通过抽出球内空气,使外界大气压将两个半球紧紧压在一起,直观证明了大气压的存在。
[2]生活中利用大气压的实例众多,例如用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管;吸盘挂钩通过排出吸盘内空气,利用大气压固定在墙面。
【变式3】(24-25八下·江苏泰州·月考)如图所示是家庭常用的塑料吸盘,由于 的作用,吸盘紧紧地“吸”在了墙壁上。如果吸盘所受的大气压力为150N,悬挂的物体重6N,吸盘与墙壁间的摩擦力为 N。(吸盘的重力忽略不计)
【答案】 大气压 6
【详解】[1]将吸盘压在墙上时,盘内空气被排出,盘内气压小于外界大气压,在大气压作用下,吸盘被压在墙上。
[2]以物体与吸盘的整体为研究对象,在竖直方向上受到两个力,重力与向上的摩擦力。吸盘与物体静止,处于平衡状态,重力与摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,故摩擦力大小为6N。
知识点2:大气压强的大小
1. 托里拆利实验
实验目的
测量大气压强的值
实验步骤
实验分析
玻璃管上端为真空,没有压强,玻璃管内的水银之所以能够高于水银槽内的水银,就是因为水银槽内的水银受到大气压强的作用.
实验结论
大气压强的数值等于它支撑的水银柱产生的压强,即
我们通常把760 mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示.
实验讨论
(1)为什么要在玻璃管内装满水银?
为了排除尽管内的空气。
(2)玻璃管中水银柱上方的空间中是否有空气?
真空。
(3)管内水银柱为什么要下降? 为什么水银柱要停在760 mm处?
因为水银柱太高,产生的压强大于外界大气压强,当下降到760 mm处时,产生的压强与外界大气压强相等,水银柱就不再下降。
(4)管子倾斜水银柱竖直高度是否发生变化,即所测大气压强值是否变化?
管子直径加粗,管中水银柱高度怎样变化,即所测大气压强值怎样变化?
托里拆利实验玻璃管向上提不露出水银面是否影响测定值?
通过液体压强公式P=ρgh可知,水银柱产生的压强只与水银柱的高度(水银的深度)和密度有关,所以管子粗一点、弯曲一点、提高一点、倾斜一点,管内的水银柱的高度不变。
(5)如果漏进去一些空气,会影响结果吗?
会,实验结果偏小,因为上方存在空气,有一定的压强。
(6)能否用水代替水银来做托里拆利实验?为什么?
大气压可以支持10.3m高的水柱,水柱过长,用水做实验不方便。
【典例2】(24-25八下·福建厦门同安区·期中)如图所示,是老师进行托里拆利实验的操作过程,下列相关说法正确的是( )
A.当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
B.在管的顶部开一个口,水银柱会喷出
C.1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强
D.稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长短不变
【答案】C
【详解】A.玻璃管顶部空白处应该为真空,当管内存有少量空气时,测量结果会偏小,故A错误;
B.在管的顶部开一个口,则玻璃管内外都与大气压相通,构成了连通器,则管内的水银液面将下降,最终与管外液面相平,故B错误;
C.图中水银柱的高度为760mm,故1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强,故C正确;
D.气压与玻璃管上提下按无关,稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,水银柱高度不变,顶部真空段变长,故D错误。
故选C。
【变式1】(24-25八下·湖南祁阳·期中)精确地测出大气压强的值的科学家是( )
A.阿基米德 B.托里拆利 C.帕斯卡 D.牛顿
【答案】B
【详解】A.阿基米德发现了阿基米德原理,故A不符合题意;
B.第一次精确地测出大气压值的实验是托里拆利实验,是意大利科学家托里拆利最早通过玻璃管、水银、刻度尺等完成测量的,故B符合题意;
C.帕斯卡研究了液体压强的传递规律,故C不符合题意;
D.牛顿发现了万有引力定律和牛顿运动定律,故D不符合题意。
故选B。
【变式2】(24-25八下·河北邯郸·月考)如图,利用托里拆利实验测得大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。如果测量时玻璃管上端留有空气,则测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。把玻璃管倾斜,管内外水银面高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若此时的大气压是1.0×105Pa,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,g取10N/kg,则此时的大气压可支持 m高的水柱。
【答案】 740 小于 不变 10
【详解】[1]由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度为740mm,因此,当时的大气压强等于740mm高水银柱产生的压强。
[2]若玻璃管上端留有空气,管内空气会对水银柱产生向下的压强,导致管内外水银面的高度差变小,而实验中是通过高度差计算大气压,因此测量值会小于真实值。
[3]把玻璃管倾斜,由于外界大气压的值不变,管内外水银面高度差不变,只是水银柱的长度会变长。
[4]玻璃管内水柱产生的压强等于大气压强,则玻璃管中水的高度为
【变式3】(24-25八下·福建福州台江区·期中)如图所示,在长约1m、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。
(1)最早用这一实验测量大气压强的科学家是 ,他测得的大气压强值是 mm水银柱产生的压强;为了测得大气压的值,应测量玻璃管内外水银面的 ;
(2)实验中玻璃管内水银面的上方是 ,管外水银面的上方是空气;
(3)实验中如果将玻璃管由竖直变成倾斜,则水银柱的高度差将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)实验中如果把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱 (选填“会”或“不会”)下降。
【答案】(1) 托里拆利 760 高度差
(2)真空
(3)不变
(4)不会
【详解】(1)[1][2]托里拆利是最早用这一实验测量大气压强的科学家,他测得的大气压值是760mmHg。
[3]托里拆利实验中,利用管内外的高度差显示大气压的,所以应测量管内外水银面高度差。
(2)开始要在水银管内灌满水银,这样可以将管内空气全部排出,则灌满水银倒插入水银槽中,管内水银面下降一定高度后停止下降,此时管内水银上方为真空。
(3)外界大气压不变,能支持的水银柱高度不变,若把玻璃管向下压或向水银槽中注入水银或将玻璃管倾斜一些,或换用直径稍大的玻璃管,管内外水银面高度差不变,管内水银柱的液面的高度也不变。
(4)在托里拆利实验中,测量得到的大气压强值为汞柱,把水银换成水,由可有,即
解得。所以如果将该装置中的水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱不会下降。
知识点3:大气压强的变化
1. 标准大气压:
人们通常把760 mm高的汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压。
1个标准大气压 = 1.013×105 Pa。
在海平面附近,大气压强约等于1.013×105 Pa。
2. 影响大气压强的因素:
(1)海拔高度:
大气压随高度的增加而减小。
大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢。
(2)大气压与天气、季节的变化有关:
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
3. 液体沸点与气压的关系:
液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。因此,在青藏高原等海拔高的地方,大气压强小,水的沸点低,食物不容易煮熟,所以应该用高压锅。
【典例3】(24-25八下·江苏常州·月考)如图所示是自制气压计,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,(不考虑温度的影响)下列措施能使h变高的是( )
A.将自制气压计从山上移到山下
B.减小玻璃瓶内气压
C.放在真空罩内,逐渐抽罩内空气
D.在橡皮塞上戳一透气孔
【答案】C
【详解】A.从山上移到山下,外界气压增大,瓶内气压不变,差值减小,h变低,故A不符合题意;
B.减小瓶内气压,瓶内与外界气压的差值减小,h变低,故B不符合题意;
C.放在真空罩内逐渐抽气,外界气压减小,瓶内气压不变,差值增大,h变高,故C符合题意;
D.橡皮塞戳透气孔,瓶内与外界气压相等,差值为0,h变为0,故D不符合题意。
故选C。
【变式1】(24-25八下·山东日照岚山区·期中)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.将装置从一楼拿到十楼,A管中液面上升
【答案】A
【详解】A.晴天气压比阴雨天空气更干燥,空气密度过大,大气压更大;阴雨天瓶外气压变小,瓶内气压几乎不变,在气压差的作用下,阴雨天A管液面逐渐升高,故A错误,符合题意;
B.A管与B球中液面相平时,A管与B球中液面上方的气压相同,即B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意;
C.A管是弯曲的,越细时其长度变化越明显,当天气气压变化,液面变化更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意;
D.将装置从一楼拿到十楼,由于气压随海拔高度升高而减小,则外界大气压减小,瓶内气压不变,在气压差的作用下,A管中液面上升,故D正确,不符合题意。
故选A。
【变式2】(24-25八上·山东青岛城阳·月考)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【答案】D
【详解】水沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,由于水不能继续吸热,所以水会停止沸腾;迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,这时瓶内水面上方气压减小,因水的沸点随气压的降低而减小,因此水的沸点降低,这时烧瓶内的水恢复沸腾。故ABC错误,D正确。
故选D。
【变式3】(25-26九上·广西南宁·)如图为托里拆利实验装置,由图中实验数据可判断当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果 。
【答案】 低于 不变
【详解】[1]利用托里拆利实验测量大气压时,气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强,即大气压与此水银柱产生的压强相等,一标准大气压下,大气压能支持约760mm高的水银柱,所以由图知当地的大气压相当755mm水银柱产生的压强,故低于标准大气压。
[2]托里拆利实验时,结果与管的长短(当然不能短于760mm)、粗细、倾斜与否都没有关系,所以若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果不变。
【巩固训练】
1.(24-25八下·海南直辖县级行政单位·期中)有力的证实了大气压强存在且很大的实验是( )
A.托里拆利实验 B.帕斯卡实验
C.马德堡半球实验 D.牛顿第一定律实验
【答案】C
【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,两个半球未被拉开,是大气压将两个半球压在一起,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且很大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(24-25八下·海南·期中)下列物品或情景中,利用了大气压强的是( )
A.医生进行肌肉注射
B.下水管存水弯
C.用吸盘搬运玻璃
D.高压锅煮饭
【答案】C
【详解】A.医生进行肌肉注射时,是靠手对活塞的推力将药液注入肌肉,利用的是液体能够传递压强的原理。而吸取药液的过程是利用了大气压。题中情景是注射,故A不符合题意;
B.下水管存水弯是一个上端开口、下部连通的容器,属于连通器。它利用存水形成的水封来隔绝下水道的臭气,利用的是连通器原理。故B不符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃时,先将吸盘内的空气排出,使吸盘内气压减小,远小于外界大气压,在外界大气压的作用下,吸盘被紧紧地压在玻璃上,从而可以搬运玻璃。这是利用了大气压。故C符合题意;
D.高压锅煮饭时,通过限制水蒸气的逸出,使锅内气压增大,从而提高水的沸点,使食物更容易煮熟。这是利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理。故D不符合题意。
故选C。
3.(24-25八下·山东济南槐荫区·期中)小华将玻璃杯注满水后,用一硬纸片盖住杯口,倒过来后,水不会流出来,这是因为( )
A.水把纸片粘住了 B.纸片很结实没有掉下来
C.大气对纸片有向上的压强 D.纸片与杯口吸住了
【答案】C
【详解】将玻璃杯注满水后,用一硬纸片盖住杯口,倒过来,杯中没有气泡,则杯内没有气压,在大气压的作用下,纸片被紧紧压在杯口,杯中水流不出来,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(24-25八下·福建福州·期中)闽清白岩山主峰玳瑁顶海拔1237.7米,以悬崖陡壁、层状方山等景观闻名。已知海平面大气压为,在海拔3000m以内,每升高10m,大气压变化约100Pa。参考图中大气压强随海拔变化规律,则白岩山主峰峰顶的大气压约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,在海拔3000m以内,每升高10m,大气压变化约100Pa,所以海拔米的白岩山主峰峰顶的大气压
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示是“研究气压对水的沸点的影响”的实验装置,下列说法中正确的是( )
A.对正在加热的水同时加压,水就能迅速沸腾
B.对已经沸腾但停止加热的水,只要抽气减压水仍可能沸腾
C.对已经沸腾但停止加热的水,只要打气加压仍可能沸腾
D.对正在加热的水只要抽气减压,水就能立即沸腾
【答案】B
【详解】A.由于水的沸点随气压增大而增大,所以对正在加热的水同时加压,水的沸点增大,不能迅速沸腾,故A错误;
B.由于水的沸点随气压减小而降低,所以对已经沸腾但停止加热的水抽气减压,水的沸点减小,故水可能沸腾,故B正确;
C.由于水的沸点随气压增大而增大,所以对已经沸腾但停止加热的水打气加压,水的沸点增大,不可能沸腾,故C错误;
D.对正在加热的水只要抽气减压,水的沸点减小,由于水的沸点不一定达到沸点,所以水不一定立即沸腾,故D错误。
故选B。
6.(24-25八下·山东威海威海经济技术开发区·期末)图甲是小明用水银做托里拆利实验时测量的数据;图乙是他制成一个简易的气压计。下列有关说法正确的是( )
A.甲图装置中玻璃管倾斜放置,玻璃管内的水银柱高度会变大
B.若甲图装置进入空气,则玻璃管内外水银柱高度差将减小
C.若乙图装置玻璃管中液面上升,说明外界气压升高
D.若将乙图装置从海拔较高的山顶带到山下,玻璃瓶内液面会下降
【答案】B
【详解】A.托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的高度应是玻璃管内水银面与水银槽中水银面之间的垂直距离,这一高度反映了大气压的大小。因此,只要外界大气压不变,它的垂直高度是不会改变的,故A错误;
B.若甲图装置进入空气,则会将玻璃管中液面下压,使得管内外水银液面高度差减小,故B正确;
C.图乙简易气压计中玻璃管液面上升说明外界气压降低,瓶内相对高压将液体压入管中,故C错误;
D.从山顶到山下外界气压升高,液体被压入玻璃瓶内,玻璃瓶内液面会上升,故D错误。
故选B。
7.(24-25八下·河北石家庄桥西区·期末)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图所示,医护工作者给病人输液时用到的输液瓶上有两根管子,A是输液管,B是连接空气的短管,该装置 (选填“是”或“不是”)连通器。输液时瓶内不断有气泡上浮,这是因为空气在 的作用下不断进入输液瓶。
【答案】 不是 大气压
【详解】[1]输液用到的输液瓶上有两根管子,一根是输液管A,另一根则是一段连接空气的短管B,该装置底部连通,瓶子的上端不是开口的,所以不是连通器。
[2]输液时,瓶内药液减少,瓶内的压强减小,瓶口处外界大气压大于瓶内压强,在大气压的作用下,空气进入瓶内,所以会有气泡产生。
8.“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。如图,它以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内气体,使罐内气体密度 ,再将罐快速扣于相应穴位上;随着罐内气体温度下降,罐外大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)罐内气压,将罐体紧紧压在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。
【答案】 变小 大于
【详解】[1]罐内气体被排出一些,质量减小,体积不变,由可知,罐内气体密度变小。
[2]罐内气体温度降低,内部气压减小,小于外界大气压,外界大气压将罐体紧紧压在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。
9.(24-25八下·河南许昌禹州·期末)小华制成如图的“自动给水装置”,用一个装适量水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没。瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于 的作用,此时瓶中水面上方的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
【答案】 大气压 小于
【详解】[1]当塑料瓶内水流出时,塑料瓶内上方气体变稀薄,瓶内气压变小,与外界大气压存在气压差,存在压力差,将水托住,水不再流下,瓶中水面高于盆内水面。
[2]塑料瓶内气体压强、外界大气压和瓶内水在盆内水面处的压强之间的关系为,因为,所以,即瓶中水面上方的气压小于外界大气压。
10.(24-25八下·辽宁朝阳朝阳区·期中)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。如图所示,活塞跟筒壁紧密接触,同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)当 (选填“提起”或“压下”)活塞时,阀门A和B分别处于打开和关闭状态;
(2)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是 ;
A.用胶头滴管吸取液体 B.将注射器中的药液推进人体
(3)小阳测出此地大气压的数值等于750mm高的水银柱产生的压强,则此地大气压能托起水柱的最大高度为 m(取,,g=10N/kg)。
【答案】(1)压下
(2)B
(3)10.2
【详解】(1)当压下活塞时,阀门B在圆筒中的水向下的压力作用下关闭,于是水冲开阀门A,进到活塞上部。
(2)水能进入圆筒中,是因为大气压的作用。
A.用胶头滴管吸取液体,需要先将滴管中的空气排开,液体在大气压的作用下进入滴管,A不符合题意;
B.将注射器中的药液推进人体,药液受到推力的作用,运动状态发生改变而进入人体,不是利用大气压工作的,故B符合题意。
故选B。
(3)据题意有
即
解得,能托起水柱的最大高度h水=10.2m。
11.(24-25八下·广东广州番禺区·期中)小明利用托里拆利实验分别测量A地和B地的大气压强。
(1)如图,小明测得A地大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。说明该地大气压强 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一个标准大气压。
(2)如果测量时玻璃管上端留有空气,则测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(3)把玻璃管倾斜,管内外水银面高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若小明到B地进行实验,测得B地此时的大气压是,则此地的大气压可支持 m高的水柱。(,g取)
【答案】(1) 740 低于
(2)小于
(3)不变
(4)10
【详解】(1)[1][2]由图可知,玻璃管内水银面到水银槽面的竖直高度为740mm,因此,A地的大气压强等于740mm高水银柱产生的压强,而标准气压能够支撑760mm高水银柱,因此该地大气压强低于1标准大气压。
(2)如果测量时玻璃管上端留有空气,意味着玻璃管上端不是真空且有一定的大气压,则此时测量值小于真实值。
(3)在托里拆利实验中,如果外界的气压大小不变,那么支持的水银柱的高度不变,管内外水银面高度差就不变,所以大气压值与管的长短、粗细、倾斜与否都没有关系。
(4)由可知,此地的大气压可支持水柱的高度为
12.小明利用如图所示的装置测量大气压强;
器材:的注射器(含橡皮帽)、小桶、重物(如沙子)、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳等;
实验步骤:
(1)将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
(2)在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里逐渐增加重物(如沙子),直至活塞刚好被 ,停止向小桶中添加重物;
(3)用 测量小桶和重物的总重,得到大气对活塞的 ;
(4)用刻度尺测出注射器上 的长度l,可得活塞的横截面积 ;
(5)根据 计算大气压的值;
(6)将估测的大气压值与用气压计测得的气压值相比较,尝试分析误差。
A.测量结果偏小,原因可能是 ;
B.测量结果偏大,原因可能是 。
【答案】(1)尽可能排出注射器内的空气,并防止进气
(2)拉动
(3) 弹簧测力计 压力F
(4) 有刻度部分
(5)
(6) 没有将注射器内的空气排尽 活塞和注射器筒壁间有摩擦
【详解】(1)用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是尽可能排出注射器内的空气,并防止进气,减小误差。
(2)当注射器中的活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,停止向小桶中添加重物。
(3)[1][2]测量力的工具是弹簧测力计,因此用弹簧测力计测量小桶和重物的总重,得到大气对活塞的压力F。
(4)[1][2]注射器上带有刻线的部分表示注射器的体积,根据圆柱体体积的求值公式可知,用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度l,可得活塞的横截面积为。
(5)根据计算压强公式,计算出大气压的值。
(6)[1]测量结果偏小,可能是由于没有将注射器内的空气排尽,注射器内的空气会抵消部分气压,导致测量的结果偏小。
[2]测量结果偏大,可能是活塞和注射器筒壁间有摩擦,导致测量的压力偏大,根据可知,测量的结果偏大。
13.(24-25八下·江西师范大学附属中学·月考)我国某些地区夏季是台风多发季,生产生活备受台风影响。当超强台风发生时,假设屋外气压急剧降到9×104Pa;当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压,粗略取作1×105Pa。若室内外屋顶的面积均为100m2,求:
(1)屋外大气压对屋顶压力为多大;
(2)屋顶内外受到压力差为多大;
(3)若屋顶所能承受最大压力为1.2×106N,则屋顶会不会被掀掉。
【答案】(1)
(2)
(3)不会
【详解】(1)由得,屋外大气压对屋顶压力为
(2)屋顶内外受到压力差为
(3)屋顶所能承受最大压力为1.2×106N,大于屋顶内外受到的压力差,则屋顶不会被掀掉。
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