内容正文:
2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第三节 空气的“力量”》精品讲义
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一.学习
目标
1.理解大气压强的概念,知道大气压强的产生原因。了解马德堡半球实验、托里拆利实验的原理和结论,能说出标准大气压的数值。会解释生活中与大气压强相关的现象。
2.通过观察演示实验,培养观察、分析和归纳实验现象的能力。经历探究大气压强存在的过程,体会科学探究的基本方法。
3.认识到大气压强在生活和生产中的广泛应用,体会物理与生活的密切联系。 感受科学家勇于探索的精神,激发学习物理的兴趣。
4.养成尊重事实、严谨求实的科学态度。关注大气压强知识在科技领域的应用,增强将物理知识服务于生活的责任感。
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二.重点难点
1.重点
(1)大气压强的存在及其产生原因。
(2)马德堡半球实验和托里拆利实验的原理。
(3)生活中大气压强现象的解释。
2.难点
(1)托里拆利实验的原理分析,理解实验中水银柱高度与大气压的关系。
(2)运用大气压强知识解释复杂的生活现象。
)
三.课前预习
1.地球周围被厚厚的空气层包围,这个空气层叫做__________,空气像液体一样具有流动性,同时受到__________作用,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强叫做__________。
2.历史上著名的__________实验有力地证明了大气压强的存在,该实验是由德国的__________完成的。
3.最早测量大气压强值的实验是__________实验,在该实验中,管内水银面上方是__________,管外水银面受到大气压作用,大气压的数值等于管内水银柱产生的压强。
4.人们通常把等于__________mm水银柱所产生的压强叫做标准大气压,约等于__________Pa。
5.大气压强随高度的增加而__________,海拔越高的地方,大气压强越__________。
四.课堂探秘
(一)探究1:大气压强的存在
1.覆杯实验
(1)操作:在玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住杯口,按住纸片将杯子倒置,松开手后观察现象。
(2)现象:硬纸片不会掉落,水不会流出。
(3)分析:硬纸片受到向下的重力和水的压力,同时受到向上的__________作用,且向上的力大于向下的力。
2.瓶吞鸡蛋实验
(1)操作:在广口瓶内放入少量沙子,点燃浸过酒精的棉花,迅速放入瓶中,再将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口,观察现象。
(2)现象:鸡蛋被“吞”入瓶中。
(3)分析:瓶内气体受热膨胀排出,冷却后瓶内气压小于外界大气压,在大气压作用下鸡蛋被压入瓶中。
3.结论:大气压强确实存在,且向各个方向都有压强。
(二)大气压强
1.大气压强的概念
我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气体包围着坚实的大地,保护、养育着地球上的生命。这层厚厚的气体,人们通常称之为大气层。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(atmospheric pressure),简称大气压或气压。
2.大气压强产生的原因
大气压强产生的根本原因是空气受到重力作用且具有流动性。
(1)重力作用:地球周围的大气层由大量气体分子组成,这些气体分子受到地球的重力,会对处于其中的物体产生压力,这是大气压强产生的前提。
(2)流动性:空气具有流动性,使得气体分子能向各个方向运动,因此大气压强向各个方向都存在,并非只竖直向下。
简单来说,大气就像液体一样,因自身重力产生压强,又因流动性让压强作用于各个方向。
3.感受空气的"力量"
取两个挂物品的小吸盘,按图对接,挤出吸盘内部的空气,然后双手向两侧拉吸盘,你有什么感觉?若让外部空气进入吸盘内部,你又有什么感受?你能解释这种现象吗?
通过上面的实验可发现,若要拉开对接排出空气后的吸盘,则需较大的力;若让外部空气进人吸盘内部,则能轻松分开吸盘。这是因为吸盘内部空气排出后,吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起,所以需要较大外力才能将其拉开。如果空气能进人吸盘内部,吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小,那么就能分开吸盘。
现在你能解释覆杯实验的现象吗?你再试试,轻轻转动杯子,使薄片朝不同方向,看看薄片是否仍能停留在杯口,并解释原因。
【科学书屋】
德堡半球实验
1654年5月8日,德国马德堡市市长、抽气泵的发明者奥托.格里克做了一个令人惊奇的实验。他将两个直径约为36cm的铜质空心半球紧扣在一起,用抽气泵抽出球内空气,然后用16匹马分别向相反方向拉两个半球,结果16匹马费了很大的劲才拉开。两个半球被拉开时,爆发剧烈响声。假如不抽去半球内空气,用手就能拉开它们。这就是历史上著名的马德堡半球实验。
马德堡半球实验有力证明了大气压强的存在,且大气压的数值十分巨大。
(三)大气压强的测量——托里拆利实验
大气中存在大气压强,那么,大气压强有多大?如何测量?
意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli,1608一1647)及其同伴在1643年通过实验首次测出大气压强的大小与760mm高的汞柱产生的压强相等,约为1.013x105Pa
1.实验装置:长约1m、一端封闭的玻璃管,水银槽,水银。
2.实验步骤
(1)将玻璃管内灌满水银,排出管内空气。
(2)用手指堵住管口,将玻璃管倒立在水银槽中。
(3)松开手指,观察管内水银面的变化,待稳定后测量管内外水银面的高度差。
3.实验现象:管内水银面下降到一定高度后停止下降,管内外水银面的高度差约为76cm。
4.实验分析
(2)管内水银面上方是真空,管外水银面受到大气压作用。
(2)大气压的大小等于管内水银柱产生的压强,即 p大气=p水银=ρ水银gh=1.36×104kg/m3
×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
5.注意事项
(1)实验中玻璃管的粗细、倾斜程度不影响水银柱的高度,只与当地大气压有关。
(2)若玻璃管内混入少量空气,测量值会小于真实值。
6.算一算,如果用水和足够长的玻璃管做这个实验,留在玻璃管中的水柱大约有多高?
已知大气压p0 = 1.013×105Pa,水的密度ρ水 = 1.0×103kg/m3,根据p=ρgh 变形得:
,在玻璃管中的水柱大约10.34m高。
在生产生活中,人们通常利用各种气压计测量大气压强,如汞气压计、无液气压计等。如图是一种管式弹簧压强计原理示意图。
管式弹簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通,而另一端封闭,并连接杠杆、齿轮和指针等。当空心弹簧管内的压强增大时,管就趋向于伸直,也就是弯度变小。这种形状的变化,由杠杆和齿轮带动指针,指示所测气体的压强。
(四)估测大气压强
1.实验原理
利用二力平衡,当注射器的活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的拉力F与大气对活塞的压力相等,即F = p大气S,由此推导出大气压强的计算公式:p大气= ,其中S为注射器活塞的横截面积,可通过注射器的容积V和刻度长度L计算:S=。
2.实验器材:注射器(带刻度)、弹簧测力计、刻度尺、橡皮帽、细线。
3.实验步骤:
(1)将注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,排出内部空气。
(2)用细线拴住注射器活塞的颈部,将细线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连。
(3)水平向右缓慢拉动注射器筒,当活塞刚好开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F(即大气对活塞的压力)。
(4)用刻度尺测量注射器有刻度部分的长度L,读取注射器的容积V。
(5)根据S=计算活塞的横截面积,再代入p大气= 计算大气压强。
4.实验数据记录与计算
(1)数据记录
注射器容积(mL)
有刻度部分长度(cm)
活塞横截面积(cm2)
弹簧测力计示数(N)
大气压强(Pa)
2.5
4
6
(2)计算过程:
V = 2.5mL= 2.5cm3,L = 4.0cm,则S=2.5cm3/4.0cm=0.625cm2= 6.25×10-5m2;F = 6.0N,则p =6.0N/6.25×10-5m2 = 9.6×104Pa。
5.误差分析
(1)测量值偏小的原因
①注射器内的空气没有排尽,内部残留空气会产生向外的压强,抵消部分大气压力,使拉力F偏小。
②拉动活塞时存在摩擦力,若未考虑摩擦力,会导致拉力F的测量值偏大(若误将摩擦力计入大气压力,会使计算的压强偏大;若因摩擦力导致活塞未真正被大气压力拉动,会使F偏小)。
(2)测量值偏大的原因
弹簧测力计的示数读取偏大,或刻度尺测量长度偏小,导致S计算偏小。
6.注意事项
(1)注射器的小孔一定要用橡皮帽封紧,防止空气进入。
(2)拉动注射器筒时要缓慢、水平,保证活塞做匀速直线运动,使拉力与大气压力平衡。
(3)测量注射器长度时,只测量有刻度部分的长度,避免计算横截面积时出现误差。
(五)大气压强的变化及应用
1.大气压强的变化规律
(1)随高度增加而减小:高度越高,空气越稀薄,大气压强越小。
(2)与天气有关:晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高。
2.大气压强的应用
(1)活塞式抽水机、离心式水泵:利用大气压将水从低处抽到高处。
(2)吸管吸饮料:吸气时吸管内气压减小,饮料在大气压作用下进入口中。
(3)吸盘挂钩:挤压吸盘排出内部空气,大气压将吸盘压在光滑表面上。
【经典例题】
例1.2025年我国“探月工程”携带的小型气压计在月球表面测量时,示数始终为0,原因是( )
A. 月球表面温度过高 B. 月球没有大气层
C. 气压计测量精度不足 D. 月球引力过大
例2.杜甫诗句“会当凌绝顶,一览众山小”描写的是泰山之巅的景象,登山时越往高处,随身携带的密封食品包装袋会膨胀,这是因为( )
A. 高山上气温升高 B. 高山上大气压增大
C. 高山上大气压减小 D. 包装袋内气压减小
例3.小明在课堂上做“覆杯实验”,装满水的杯子用硬纸片盖住倒置后,水没有流出,纸片没有掉落,其原理是()
A. 水的黏力托住纸片 B. 纸片的重力很小
C. 大气压托住纸片和水 D. 杯子对纸片有吸引力
例4.2026年我国新型深海探测器下潜至万米深海,探测器外壳要承受巨大的压力,该压力的产生与大气压强的相同点是()
A. 都由流体的流动性产生 B. 都由流体的重力产生
C. 都只向一个方向施加 D. 都与几面无关
例5. 下图不能说明大气压存在的是( )
A. B. C. D.
例6. 下列生活现象中,不属于利用大气压的是( )
A. 用吸管吸饮料 B. 用注射针筒抽取药液
C. 贴在墙上的吸盘式挂衣钩 D. 用高压锅煮饭
例7. 将装满水的量筒,浸入水中口朝下,慢慢地将量筒提升,在量筒没有离开水面前,量筒内的水面位置将( )
A. 逐渐降低,但始终高于管外水面 B. 逐渐降低,保持与管外水面相平
C. 不降低,充满整个管子 D. 无法判断
例8. 有甲、乙、丙三个同学在同一房间用托里拆利的方法测量大气压,实验记录结果依次是75.2cm,75.6cm,76.0cm。已知一个同学做实验时,管内混入了空气,另一个同学则没有将管子竖直放置,如果只有一个同学的方法是正确的。它是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 无法确定
例9.伽利略的学生________首先用实验测定了大气压的数值.76cm水银柱产生的压强是________Pa.把760mm高水银柱产生的压强叫做________.
例10. 盛夏时分,“小问号”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?通过仔细观察他发现打开冰箱门时,冰箱里的冷空气出来,外面的热空气进去,冰箱门重新关上后,就将这部分热也关在了里面,冰箱内热空气冷却收缩,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0.6m,宽为0.5m,冰箱外的气压为1×105Pa,设冰箱内部与外部的气压相差1/1000,求
(1)冰箱内气体压强是多少?
(2)冰箱内、外气体对门的压力各是多少?
(3)冰箱门受到内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力?(g=10N/kg)
五.课堂检测
(一).选择题
1.我国古代的“皮囊式”抽水机利用了大气压强原理,下列现象与其原理相同的是( )
A. 轮船漂浮在水面 B. 用吸管吸饮料
C. 拦河坝设计成上窄下宽 D. 飞机机翼获得升力
2.用钢笔吸墨水时,先挤压笔囊排出内部空气,松开手后墨水自动进入笔囊,这是因为( )
A. 墨水受到重力作用 B. 笔囊对墨水有吸引力
C. 大气压将墨水压入笔囊 D. 墨水具有惯性
3.2025年某地环保热气球节上,热气球升空利用的原理与大气压强的关系是( )
A. 与大气压强无关 B. 利用了大气压随高度减小的特点
C. 利用了大气压随温度升高的特点 D. 利用了大气的浮力
4.“白露秋分夜,一夜凉一夜”,气温降低时,当地的大气压值变化情况是()
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断
5.小明参加校运动会的跳远项目,起跳前用力蹬地,利用了力的作用是相互的,而他能站在地面上,是因为受到( )
A. 重力 B. 支持力 C. 大气压 D. 摩擦力
6.2026年新款农业无人机在喷洒农药时,需要精准控制飞行高度,无人机高度越高,周围的大气压( )
A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 先变大后变小
7.我国福建土楼的墙基设计得非常厚实,既能承重又能抵御外敌,同时也能在一定程度上抵御大气压强的作用,下列关于大气压强的说法正确的是( )
A. 大气压强是空气对物体的压力 B. 大气压强向各个方向都有
C. 土楼内部没有大气压强 D. 土楼越高,楼内大气压越大
8.用吸尘器打扫教室卫生时,吸尘器能吸起灰尘的原因是( )
A. 吸尘器的电机产生了吸引力 B. 吸尘器内气压小于外界大气压
C. 灰尘受到重力作用 D. 灰尘具有惯性
9. 疯狂物理的课堂丰富多彩,下列实验或现象能说明大气压存在的是( )
A.纸片托住水 B.橡皮膜外凸 C.U形管中液面相平 D.手指夹住铅笔两端
10.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A. 此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B. 若把水银换用水做实验,则大气压能支撑的水柱高度会更小
C. 若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
D. 若把此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层,则管内的液面会下降
11.关于托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A. 玻璃管的粗细会影响实验结果 B. 玻璃管倾斜时,水银柱的高度会变大
C. 若玻璃管内混入空气,测量值会偏小 D. 该实验在月球上也能完成
12.用吸管吸饮料时,饮料在吸管中上升是因为( )
A. 吸管的吸引力 B. 饮料受到的重力 C. 大气压强的作用 D. 饮料具有惯性
13.下列生活现象中,利用大气压强的是( )
A. 高压锅煮饭 B. 医生用注射器给病人注射药液
C. 用注射器抽取药液 D. 潜水员穿抗压潜水服
14. 小华制成如图所示的“自动给水装置”,是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没。其瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于( )
A. 瓶的支持力的作用 B. 瓶的重力作用
C. 水的浮力作用 D. 大气压的作用
15、有一个两端都开口的玻璃管,如图所示,它的一端蒙上一层橡皮膜,灌满水,用手堵住口的一端倒立过来,插入槽中,放手后橡皮膜下凹.当缓缓向上提起玻璃管(管口仍能在水面以下),观察到下凹程度( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.以上情况都可能
(二).填空题
16.2025年我国探月探测器携带小型气压计登陆月球,测得气压示数为______,原因是月球表面没有______,也就不存在由气体重力产生的______。
17.杜甫“会当凌绝顶,一览众山小”描写泰山之巅的景象,登山时海拔越高,大气压强越______,携带的密封零食袋会越______,这一现象反映了大气压强与______的关系。
18.课堂上做覆杯实验时,玻璃杯装满水,用硬纸片盖住杯口倒置,纸片不掉落,是因为纸片受到向上的______,且该力的大小______水和纸片的总重力,这证明了______的存在。
19.2026年我国新型深海探测器下潜万米深海,探测器外壳承受的液体压强与大气压强的相同点是:都由流体的______产生,都向______方向有压强,大小都与______有关。
20.我国古代皮囊式抽水机利用大气压强工作,其原理与现代______吸水相同,都是使内部气压______外界大气压,从而让______将液体压入内部。
21.用钢笔吸墨水时,先挤压笔囊排出______,松开手后笔囊内气压______外界大气压,墨水在______作用下进入笔囊。
22.“白露秋分夜,一夜凉一夜”,气温降低时,空气的______变大,当地的大气压强会______,这体现了大气压强与______的关系。
23.小明参加校运会跳远项目,起跳前站在地面上,脚对地面有压力,地面对脚有______,而人能稳定站立,与大气压强无直接关联,但人体内部的______与外界______保持平衡。
24.2026年新款农业无人机喷洒农药时,飞行高度越高,周围大气压强越______,无人机机翼受到的空气升力越______,这与大气压强和空气______的分布有关。
25. 在长约1米、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)为了测得大气压的值,这时必须测量 ______,如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是 ______ ;
(2)某同学也利用此装置,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 ______ 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 ______ 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
(三).解答题
26. 小刚同学非常喜欢动手制作一些“测量工具”.受老师的启发,他取一根两端开口的细玻璃管,穿过皮塞插入玻璃瓶的水中,自制成了如图所示的水气压计.
(1)瓶内气体压强p内________p大气 . (填“<”、“>”或“=”)
(2)小刚拿着它从七楼到一楼,玻璃管内水柱高度的变化情况是________(选填“变高”、“变低”或“不变”).
(3)制作讨程中有一步有些技巧,即怎样让水上升到细玻璃管中然后才能让水气压计正常使用,你的方法是________.
27.某科学实验小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器测量大气压强的值,实验步骤:
(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,这样做的目的是_____;
(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29.9N;
(3)如图所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 _____cm,计算出活塞的横截面积;
(4)计算得到大气压强数值为 _____Pa;
(5)同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差因素有(请写出两条);
① _____
② _____
28. 在德国马德堡市的广场上,1654年曾经做过一个著名的马德堡半球实验,如图所示,把两个半径约15 cm的铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队向相反的方向拉两个半球.
(1)总共用了16匹马把两个半球拉开,则平均一对(左右各一匹)马产生拉力是多少______?(大气压的值约为105 Pa,计算时把半球看成一个圆盘)
(2)某实验室供教学用的两个半球,在正常气压下抽成真空后,只需四个人便可拉开.其原因是:____.
(3)同学们在用高压锅模拟马德堡半球实验时,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说出你的办法.__________________________.
29.阅读短文,回答问题。
2025珠峰科考中的大气压强应用
2025年5月,我国珠峰科考队再次成功登顶珠穆朗玛峰,完成了多项前沿科学探测任务。在此次科考中,大气压强的变化对科考设备和队员的生存状态产生了关键影响。珠峰海拔约8848米,随着海拔的升高,空气越来越稀薄,大气压强也随之发生显著变化。科考队员携带的密封食品包装袋,从山脚到山顶会逐渐膨胀,这是因为袋内气压与外界气压的差值逐渐增大。队员们煮饭时使用的是特制高压炊具,普通锅无法将食物煮熟,这是大气压强与液体沸点关系的典型体现。此外,队员们佩戴的氧气瓶不仅提供氧气,还能维持体内外的气压平衡,保障生命安全。在科考过程中,队员还完成了“用注射器估测大气压强”的实验改进,利用高原环境验证了大气压强随海拔变化的规律,实验数据显示,峰顶的大气压强仅为标准大气压的三分之一左右。
(1)珠峰山脚到山顶,空气密度逐渐______,大气压强逐渐______。
(2)科考队员携带的密封食品袋膨胀,是因为袋内气压______外界气压,这一现象证明了______的存在。
(3)珠峰峰顶普通锅无法煮熟食物的原因是( )
A. 峰顶温度过低 B. 峰顶气压过低,水的沸点降低
C. 峰顶气压过高,水的沸点升高 D. 峰顶没有大气压强
(4)科考队员改进“用注射器估测大气压强”实验时,若注射器内残留少量空气,测量出的气压值会( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
(5)标准大气压约为1.013×105Pa,珠峰峰顶大气压强约为______Pa,该数值远小于标准大气压,原因是峰顶______稀薄。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.大气压强的产生原因:空气受________作用且具有________,因此空气内部向各个方向都有压强。
2.证明大气压强存在的著名实验是________实验,该实验由德国的________完成。
3.最早测量大气压强数值的实验是________实验,实验中玻璃管内水银面上方是________。
4.标准大气压的数值:等于________mm水银柱产生的压强,约为________Pa。
5.大气压强的变化规律:随海拔高度的增加而________;晴天的大气压比阴天________,冬天的大气压比夏天________。
6.液体的沸点与气压的关系:气压增大时,沸点________;气压减小时,沸点________。
7.生活中利用大气压强的实例:用吸管吸饮料、________、________等。
8.用注射器估测大气压强的实验原理:二力平衡,拉力F等于大气对活塞的压力,公式推导为p =;活塞横截面积S =(用容积V和刻度长度L表示)。
9.托里拆利实验中,玻璃管的粗细、倾斜程度________(选填“影响”或“不影响”)水银柱的高度。
10.若托里拆利实验中玻璃管内混入少量空气,测量出的大气压数值会比真实值________。
(二)强化训练
一.选择题
1.2025年夏季我国多地出现高温天气,气象部门发布高温预警时,当地的大气压与正常天气相比( )
A. 偏高 B. 偏低 C. 相同 D. 无法判断
2.中医“拔罐”疗法中,将点燃的酒精棉放入罐内,迅速抽出后扣在皮肤上,罐子会吸附在皮肤上,原因是( )
A. 罐内气体受热膨胀 B. 罐内气压小于外界大气压
C. 皮肤对罐子有吸引力 D. 罐子的重力变小
3.在课堂上,小明用吸管喝盒装牛奶,喝到最后,他用力吸了一下,发现纸盒变瘪了,这一现象说明( )
A. 力可以改变物体的形状 B. 大气压的存在
C. 以上两者都对 D. 以上两者都不对
4.2026年我国空间站宇航员进行出舱活动时,必须穿着航天服,原因是太空中( )
A. 温度极低 B. 没有大气压 C. 有强烈的辐射 D. 以上都是
5.元宵节煮汤圆时,锅盖会被水蒸气顶起,该现象与大气压强的关系是( )
A. 利用了大气压 B. 与大气压无关
C. 使锅内大气压减小 D. 使锅内大气压不变
6.在“用注射器估测大气压强”的实验中,若注射器内残留少量空气,测量出的大气压强值会( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
7.2025年我国登山队再次成功登顶珠穆朗玛峰,登山队员在峰顶煮饭时,用普通锅难以煮熟食物,原因是峰顶( )
A. 气压高,水的沸点高 B. 气压高,水的沸点低
C. 气压低,水的沸点高 D. 气压低,水的沸点低
8.我国传统的“拔火罐”和现代的“真空吸盘挂钩”,其工作原理的相同点是( )
A. 都利用了分子引力 B. 都利用了大气压强
C. 都利用了液体压强 D. 都利用了力的平衡
9.图所示两个使用吸盘的实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的一半
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
10. 我们生活周围中很多有关利用大气压强的例子,图中主要利用了大气压强的是( )
A.热水中的塑料袋在膨胀 B.上升的热气球 C.风吹风车旋转 D.用吸管吸饮料
11. 如下图所示,关于大气压,下列说法正确的是( )
A. (甲)图中,马德堡市长通过此实验最早证明了大气压的存在
B. (甲)图中,马德堡市长通过此实验最早测出了大气压的数值
C. (乙)图中,长玻璃管倾斜后,会发现测得的大气压值变小
D. (乙)图中,在海拔高的地方实验,会发现水银柱的高度大于76cm
12. 在图所示的现象中,不是大气压强引起的是( )
A. B. C. D.
13. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,如图所示,结果是( )
A. 仍是满罐水 B. 水将流出一部分 C. 水将全部流出 D. 以上答案都不对
14. 同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是( )
A. 甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B. 乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差不变
C. 丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D. 丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
15.如图所示,是小宇同学自制的水气压计,现在让他拿着这个装置从教学楼的一楼走上六楼,则玻璃管中的水柱高度变化是( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
二.填空题
16.福建土楼墙基厚实,能抵御外力和大气压强的作用,大气压强是空气对物体______的压力,其方向向______,土楼内部的大气压强______外界大气压强。
17.用吸尘器打扫教室时,电机转动使吸尘器内空气流速变______,气压变______,灰尘在______作用下被吸入吸尘器。
18.2025年夏季多地出现高温预警,高温天气下空气密度变______,当地大气压强比正常天气______,这是大气压强与______的关联表现。
19.中医拔罐疗法中,点燃酒精棉放入罐内,罐内空气受热______,排出部分气体,扣在皮肤上后罐内温度降低,气压变______,在______作用下罐子吸附在皮肤上。
20.课堂上用吸管喝盒装牛奶,吸气时吸管内气压变______,牛奶在______作用下上升,喝完后用力吸,纸盒变瘪,说明力可以改变物体的______。
21.2026年我国空间站宇航员出舱活动时,必须穿航天服,因为太空是______环境,没有大气压强,航天服能维持宇航员体内外的______平衡,还能抵御太空的______和低温。
22.元宵节煮汤圆时,锅盖被水蒸气顶起,锅内水蒸气增多,气压变______,这个气压是______压强,与外界______压强的差值将锅盖顶起。
23.在“用注射器估测大气压强”实验中,先将活塞推至注射器底端,目的是排出______,用橡皮帽封住小孔,拉动活塞时,弹簧测力计的拉力与______平衡,若筒内残留空气,测量值会偏______。
24.2025年我国登山队登顶珠峰,峰顶大气压强______标准大气压,水的沸点______100℃,因此用普通锅______将食物煮熟。
25.我国传统拔火罐和现代真空吸盘挂钩的工作原理相同,都是通过排出内部______,使内部气压______外界大气压,利用______的作用实现吸附。
26. 在生活中,我们有时因为生病而需要打针输液,如图为输液装置示意图,药瓶瓶口插有两根管子,其中C管的作用是利用________使药液从A管中顺利流出;针头的表面做得非常光滑,这是为了_____以减轻病人的痛苦;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是________。
三.解答题
27.物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小,他们拿来一个带挂钩的吸盘,将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面,用一个可装细沙的购物袋(质量不计)挂在挂钩下.如图所示,向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来,由此可得到大气压的大小.
(1)本实验主要的测量器材:________、________;
(2)需要直接测量的物理量:________________、____________.
(3)大气压的表达式p=______________________________________________.
(4)如果测出的大气压仅为0.8×105 Pa,实验中可能存在的问题是什么__________?
28. 在长约1米、一端封闭的玻璃管灌满水银,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)为了测得大气压的值,这时必须测量内外水银面的___________.如果将此装置拿到山上,测量水银柱的高度将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)某同学也利用此装置,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_________下降.如果这时在管壁的中间开一个小孔,水柱_________喷出.(均选填“会”或“不会”)
(3)如果用水替代水银做测量大气压的实验,在某处测得水柱的高度差为10 m,则该处的大气压强为_________Pa(取g=10 N/kg).
29.如图是高压锅的示意图:锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀.当高压锅气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小.现有一个直径为24 cm,空心柱小孔的横截面积为10 mm2,限压阀的质量为100 g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105 Pa,问:
(1)此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105 Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?(g取10 N/kg)
30.阅读短文,回答问题。
古诗词中的大气压强与传统智慧
“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,李白笔下的庐山瀑布气势磅礴,而瀑布周边的大气现象也蕴含着物理知识。在我国传统文化中,拔火罐疗法、皮囊式抽水机等都巧妙利用了大气压强的原理。拔火罐时,将点燃的酒精棉放入陶罐内,迅速抽出后扣在人体皮肤上,陶罐会紧紧吸附在皮肤上,缓解肌肉酸痛。皮囊式抽水机是古代农田灌溉的重要工具,通过挤压皮囊排出内部空气,再利用大气压强将水从低处抽到高处。此外,民间还有“覆杯实验”的趣味玩法,用硬纸片盖住装满水的杯子,倒置后水不流出、纸片不掉落,这一实验与课本中的经典实验原理一致,生动展现了大气压强的力量。这些传统文化中的智慧,与现代物理知识一脉相承,体现了古人对自然现象的深刻观察。
(1)拔火罐时,罐内空气受热______,排出部分气体,扣在皮肤上后温度降低,罐内气压______外界气压。
(2)皮囊式抽水机抽水的原理与下列哪个现象相同( )
A. 轮船漂浮 B. 用吸管吸饮料 C. 飞机机翼获得升力 D. 拦河坝下宽上窄
(33)覆杯实验中,硬纸片不掉落的原因是纸片受到向上的______,且该力大小______水的重力。
(4)下列关于大气压强的说法,错误的是()
A. 大气压强向各个方向都有 B. 大气压强是空气重力产生的
C. 庐山山顶的大气压强比山脚大 D. 拔火罐利用了大气压强的原理
(5)皮囊式抽水机工作时,挤压皮囊排出内部______,松开皮囊后,______将水压入皮囊内。
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2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第三节 空气的“力量”》精品讲义
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一.学习
目标
1.理解大气压强的概念,知道大气压强的产生原因。了解马德堡半球实验、托里拆利实验的原理和结论,能说出标准大气压的数值。会解释生活中与大气压强相关的现象。
2.通过观察演示实验,培养观察、分析和归纳实验现象的能力。经历探究大气压强存在的过程,体会科学探究的基本方法。
3.认识到大气压强在生活和生产中的广泛应用,体会物理与生活的密切联系。 感受科学家勇于探索的精神,激发学习物理的兴趣。
4.养成尊重事实、严谨求实的科学态度。关注大气压强知识在科技领域的应用,增强将物理知识服务于生活的责任感。
)
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二.重点难点
1.重点
(1)大气压强的存在及其产生原因。
(2)马德堡半球实验和托里拆利实验的原理。
(3)生活中大气压强现象的解释。
2.难点
(1)托里拆利实验的原理分析,理解实验中水银柱高度与大气压的关系。
(2)运用大气压强知识解释复杂的生活现象。
)
三.课前预习
1.地球周围被厚厚的空气层包围,这个空气层叫做__________,空气像液体一样具有流动性,同时受到__________作用,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强叫做__________。
2.历史上著名的__________实验有力地证明了大气压强的存在,该实验是由德国的__________完成的。
3.最早测量大气压强值的实验是__________实验,在该实验中,管内水银面上方是__________,管外水银面受到大气压作用,大气压的数值等于管内水银柱产生的压强。
4.人们通常把等于__________mm水银柱所产生的压强叫做标准大气压,约等于__________Pa。
5.大气压强随高度的增加而__________,海拔越高的地方,大气压强越__________。
【答案】1.大气层;重力;大气压强 2.马德堡半球;奥托·格里克 3.托里拆利;真空
4.760;1.013×105 5.减小;小
四.课堂探秘
(一)探究1:大气压强的存在
1.覆杯实验
(1)操作:在玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住杯口,按住纸片将杯子倒置,松开手后观察现象。
(2)现象:硬纸片不会掉落,水不会流出。
(3)分析:硬纸片受到向下的重力和水的压力,同时受到向上的__________作用,且向上的力大于向下的力。
2.瓶吞鸡蛋实验
(1)操作:在广口瓶内放入少量沙子,点燃浸过酒精的棉花,迅速放入瓶中,再将剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口,观察现象。
(2)现象:鸡蛋被“吞”入瓶中。
(3)分析:瓶内气体受热膨胀排出,冷却后瓶内气压小于外界大气压,在大气压作用下鸡蛋被压入瓶中。
3.结论:大气压强确实存在,且向各个方向都有压强。
(二)大气压强
1.大气压强的概念
我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。厚厚的气体包围着坚实的大地,保护、养育着地球上的生命。这层厚厚的气体,人们通常称之为大气层。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(atmospheric pressure),简称大气压或气压。
2.大气压强产生的原因
大气压强产生的根本原因是空气受到重力作用且具有流动性。
(1)重力作用:地球周围的大气层由大量气体分子组成,这些气体分子受到地球的重力,会对处于其中的物体产生压力,这是大气压强产生的前提。
(2)流动性:空气具有流动性,使得气体分子能向各个方向运动,因此大气压强向各个方向都存在,并非只竖直向下。
简单来说,大气就像液体一样,因自身重力产生压强,又因流动性让压强作用于各个方向。
3.感受空气的"力量"
取两个挂物品的小吸盘,按图对接,挤出吸盘内部的空气,然后双手向两侧拉吸盘,你有什么感觉?若让外部空气进入吸盘内部,你又有什么感受?你能解释这种现象吗?
通过上面的实验可发现,若要拉开对接排出空气后的吸盘,则需较大的力;若让外部空气进人吸盘内部,则能轻松分开吸盘。这是因为吸盘内部空气排出后,吸盘外部的空气会把两个吸盘紧压在一起,所以需要较大外力才能将其拉开。如果空气能进人吸盘内部,吸盘内、外所受的大气压强逐渐变为相同大小,那么就能分开吸盘。
现在你能解释覆杯实验的现象吗?你再试试,轻轻转动杯子,使薄片朝不同方向,看看薄片是否仍能停留在杯口,并解释原因。
【答案】能,轻转动杯子朝不同方向,薄片仍能停在瓶口的原因:大气压强向各个方向都有,无论薄片朝向哪个方向,外界大气压都会对薄片产生向上的压力,且这个压力大于薄片自身的重力,因此薄片能始终停在瓶口。
【科学书屋】
德堡半球实验
1654年5月8日,德国马德堡市市长、抽气泵的发明者奥托.格里克做了一个令人惊奇的实验。他将两个直径约为36cm的铜质空心半球紧扣在一起,用抽气泵抽出球内空气,然后用16匹马分别向相反方向拉两个半球,结果16匹马费了很大的劲才拉开。两个半球被拉开时,爆发剧烈响声。假如不抽去半球内空气,用手就能拉开它们。这就是历史上著名的马德堡半球实验。
马德堡半球实验有力证明了大气压强的存在,且大气压的数值十分巨大。
(三)大气压强的测量——托里拆利实验
大气中存在大气压强,那么,大气压强有多大?如何测量?
意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli,1608一1647)及其同伴在1643年通过实验首次测出大气压强的大小与760mm高的汞柱产生的压强相等,约为1.013x105Pa
1.实验装置:长约1m、一端封闭的玻璃管,水银槽,水银。
2.实验步骤
(1)将玻璃管内灌满水银,排出管内空气。
(2)用手指堵住管口,将玻璃管倒立在水银槽中。
(3)松开手指,观察管内水银面的变化,待稳定后测量管内外水银面的高度差。
3.实验现象:管内水银面下降到一定高度后停止下降,管内外水银面的高度差约为76cm。
4.实验分析
(2)管内水银面上方是真空,管外水银面受到大气压作用。
(2)大气压的大小等于管内水银柱产生的压强,即 p大气=p水银=ρ水银gh=1.36×104kg/m3
×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
5.注意事项
(1)实验中玻璃管的粗细、倾斜程度不影响水银柱的高度,只与当地大气压有关。
(2)若玻璃管内混入少量空气,测量值会小于真实值。
6.算一算,如果用水和足够长的玻璃管做这个实验,留在玻璃管中的水柱大约有多高?
已知大气压p0 = 1.013×105Pa,水的密度ρ水 = 1.0×103kg/m3,根据p=ρgh 变形得:
,在玻璃管中的水柱大约10.34m高。
在生产生活中,人们通常利用各种气压计测量大气压强,如汞气压计、无液气压计等。如图是一种管式弹簧压强计原理示意图。
管式弹簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通,而另一端封闭,并连接杠杆、齿轮和指针等。当空心弹簧管内的压强增大时,管就趋向于伸直,也就是弯度变小。这种形状的变化,由杠杆和齿轮带动指针,指示所测气体的压强。
(四)估测大气压强
1.实验原理
利用二力平衡,当注射器的活塞刚好被拉动时,弹簧测力计的拉力F与大气对活塞的压力相等,即F = p大气S,由此推导出大气压强的计算公式:p大气= ,其中S为注射器活塞的横截面积,可通过注射器的容积V和刻度长度L计算:S=。
2.实验器材:注射器(带刻度)、弹簧测力计、刻度尺、橡皮帽、细线。
3.实验步骤:
(1)将注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,排出内部空气。
(2)用细线拴住注射器活塞的颈部,将细线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连。
(3)水平向右缓慢拉动注射器筒,当活塞刚好开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F(即大气对活塞的压力)。
(4)用刻度尺测量注射器有刻度部分的长度L,读取注射器的容积V。
(5)根据S=计算活塞的横截面积,再代入p大气= 计算大气压强。
4.实验数据记录与计算
(1)数据记录
注射器容积(mL)
有刻度部分长度(cm)
活塞横截面积(cm2)
弹簧测力计示数(N)
大气压强(Pa)
2.5
4
6
(2)计算过程:
V = 2.5mL= 2.5cm3,L = 4.0cm,则S=2.5cm3/4.0cm=0.625cm2= 6.25×10-5m2;F = 6.0N,则p =6.0N/6.25×10-5m2 = 9.6×104Pa。
5.误差分析
(1)测量值偏小的原因
①注射器内的空气没有排尽,内部残留空气会产生向外的压强,抵消部分大气压力,使拉力F偏小。
②拉动活塞时存在摩擦力,若未考虑摩擦力,会导致拉力F的测量值偏大(若误将摩擦力计入大气压力,会使计算的压强偏大;若因摩擦力导致活塞未真正被大气压力拉动,会使F偏小)。
(2)测量值偏大的原因
弹簧测力计的示数读取偏大,或刻度尺测量长度偏小,导致S计算偏小。
6.注意事项
(1)注射器的小孔一定要用橡皮帽封紧,防止空气进入。
(2)拉动注射器筒时要缓慢、水平,保证活塞做匀速直线运动,使拉力与大气压力平衡。
(3)测量注射器长度时,只测量有刻度部分的长度,避免计算横截面积时出现误差。
(五)大气压强的变化及应用
1.大气压强的变化规律
(1)随高度增加而减小:高度越高,空气越稀薄,大气压强越小。
(2)与天气有关:晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高。
2.大气压强的应用
(1)活塞式抽水机、离心式水泵:利用大气压将水从低处抽到高处。
(2)吸管吸饮料:吸气时吸管内气压减小,饮料在大气压作用下进入口中。
(3)吸盘挂钩:挤压吸盘排出内部空气,大气压将吸盘压在光滑表面上。
【经典例题】
例1.2025年我国“探月工程”携带的小型气压计在月球表面测量时,示数始终为0,原因是( )
A. 月球表面温度过高 B. 月球没有大气层
C. 气压计测量精度不足 D. 月球引力过大
【答案】:B
【解析】:大气压强是大气层受重力作用产生的,月球没有大气层,因此不存在大气压强,气压计示数为0。
例2.杜甫诗句“会当凌绝顶,一览众山小”描写的是泰山之巅的景象,登山时越往高处,随身携带的密封食品包装袋会膨胀,这是因为( )
A. 高山上气温升高 B. 高山上大气压增大
C. 高山上大气压减小 D. 包装袋内气压减小
【答案】:C
【解析】:大气压强随海拔升高而减小,高山上外界气压小于包装袋内气压,袋内气体膨胀使包装袋鼓起。
例3.小明在课堂上做“覆杯实验”,装满水的杯子用硬纸片盖住倒置后,水没有流出,纸片没有掉落,其原理是()
A. 水的黏力托住纸片 B. 纸片的重力很小
C. 大气压托住纸片和水 D. 杯子对纸片有吸引力
【答案】:C
【解析】:覆杯实验中,杯内水的压强小于外界大气压,外界大气压向上托住硬纸片,使水不会流出。
例4.2026年我国新型深海探测器下潜至万米深海,探测器外壳要承受巨大的压力,该压力的产生与大气压强的相同点是()
A. 都由流体的流动性产生 B. 都由流体的重力产生
C. 都只向一个方向施加 D. 都与几面无关
【答案】:B
【解析】:大气压强是空气受重力产生的,液体压强是液体受重力产生的,二者产生的根本原因之一都是流体的重力。
例5. 下图不能说明大气压存在的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】两个皮碗不容易分开,说明大气压强的存在,故A正确;瓶子吞鸡蛋是由于大气压的作用,可以说明大气压强的存在,故B正确;纸能托住水杯是由于大气压强的作用,可以说明大气压的存在,故C正确;橡皮膜凸出是由于水受重力而对产生的液体压强,不能说明大气压的存在,故D错误;应选D。
例6. 下列生活现象中,不属于利用大气压的是( )
A. 用吸管吸饮料 B. 用注射针筒抽取药液
C. 贴在墙上的吸盘式挂衣钩 D. 用高压锅煮饭
【答案】D
【解析】高压锅是利用液体沸点随压强的增大而升高的原理制成的。
例7. 将装满水的量筒,浸入水中口朝下,慢慢地将量筒提升,在量筒没有离开水面前,量筒内的水面位置将( )
A. 逐渐降低,但始终高于管外水面 B. 逐渐降低,保持与管外水面相平
C. 不降低,充满整个管子 D. 无法判断
【答案】C
【解析】量筒的高度大约是15cm左右,将装满水的量筒口朝下浸入水中,慢慢将量筒提升,在量筒口没有离开水面之前,量筒中没有空气,所以大气压支持量筒中的水不降低.故选C.
例8. 有甲、乙、丙三个同学在同一房间用托里拆利的方法测量大气压,实验记录结果依次是75.2cm,75.6cm,76.0cm。已知一个同学做实验时,管内混入了空气,另一个同学则没有将管子竖直放置,如果只有一个同学的方法是正确的。它是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 无法确定
【答案】B
【解析】在做托里拆利实验时,若玻璃管中混入了空气,会使测量结果偏小;若玻璃管没有放竖直,则会使测量结果偏大.所以75.2cm是混入空气的测量结果,76.0cm是玻璃管没有放竖直测量长度的结果,而乙同学测出的75.6cm才是正确的测量结果.故选B.
例9.伽利略的学生________首先用实验测定了大气压的数值.76cm水银柱产生的压强是________Pa.把760mm高水银柱产生的压强叫做________.
【答案】 托里拆利 1.01×105 1标准大气压
【解析】伽利略的学生托里拆利首先用实验测定了大气压的数值.其实验方法利用了大气压与液体压强相平衡的原理,测得大气压的结果等于76cm水银柱产生的压强,其值是1.01×105Pa;人们把760mm高水银柱产生的压强叫做1标准大气压.
例10. 盛夏时分,“小问号”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?通过仔细观察他发现打开冰箱门时,冰箱里的冷空气出来,外面的热空气进去,冰箱门重新关上后,就将这部分热也关在了里面,冰箱内热空气冷却收缩,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0.6m,宽为0.5m,冰箱外的气压为1×105Pa,设冰箱内部与外部的气压相差1/1000,求
(1)冰箱内气体压强是多少?
(2)冰箱内、外气体对门的压力各是多少?
(3)冰箱门受到内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力?(g=10N/kg)
解:(1)P内=1×105Pa×(1−)=9.99×104Pa
(2)冰箱的面积是S=0.5m×0.6m=0.3m2 ,F内=PS=9.99×104Pa×0.3m2=2.997×104N
F外=PS=1×105Pa×0.3m2=3×104N
(3)冰箱门受到的内外压力差为F外−F内=3×104N−2.997×104N=30N由G=mg得
m==3kg
五.课堂检测
(一).选择题
1.我国古代的“皮囊式”抽水机利用了大气压强原理,下列现象与其原理相同的是( )
A. 轮船漂浮在水面 B. 用吸管吸饮料
C. 拦河坝设计成上窄下宽 D. 飞机机翼获得升力
【答案】:B
【解析】:皮囊式抽水机和用吸管吸饮料,都是利用外界大气压大于内部气压,将液体“压”上来。
2.用钢笔吸墨水时,先挤压笔囊排出内部空气,松开手后墨水自动进入笔囊,这是因为( )
A. 墨水受到重力作用 B. 笔囊对墨水有吸引力
C. 大气压将墨水压入笔囊 D. 墨水具有惯性
【答案】:C
【解析】:挤压笔囊排出空气后,笔囊内气压小于外界大气压,外界大气压将墨水压入笔囊。
3.2025年某地环保热气球节上,热气球升空利用的原理与大气压强的关系是( )
A. 与大气压强无关 B. 利用了大气压随高度减小的特点
C. 利用了大气压随温度升高的特点 D. 利用了大气的浮力
【答案】:D
【解析】:热气球升空是利用球内热空气密度小于外界空气密度,从而获得大气浮力,与大气压强的直接关联较小。
4.“白露秋分夜,一夜凉一夜”,气温降低时,当地的大气压值变化情况是()
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断
【答案=:A
【解析】:大气压与天气、温度有关,相同条件下,气温越低,空气密度越大,大气压值越大。
5.小明参加校运动会的跳远项目,起跳前用力蹬地,利用了力的作用是相互的,而他能站在地面上,是因为受到( )
A. 重力 B. 支持力 C. 大气压 D. 摩擦力
【答案】:B
【解析】:人站在地面上,地面对人施加的支持力与人的重力平衡,使人保持静止;与大气压无直接关系。
6.2026年新款农业无人机在喷洒农药时,需要精准控制飞行高度,无人机高度越高,周围的大气压( )
A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 先变大后变小
【答案】:B
【解析】:大气压强随海拔高度的增加而减小,无人机飞得越高,周围空气越稀薄,大气压越小。
7.我国福建土楼的墙基设计得非常厚实,既能承重又能抵御外敌,同时也能在一定程度上抵御大气压强的作用,下列关于大气压强的说法正确的是( )
A. 大气压强是空气对物体的压力 B. 大气压强向各个方向都有
C. 土楼内部没有大气压强 D. 土楼越高,楼内大气压越大
【答案】:B
【解析】:大气压强是空气对物体单位面积的压力;空气具有流动性,因此大气压强向各个方向都有;土楼内部充满空气,存在大气压;大气压随高度增加而减小。
8.用吸尘器打扫教室卫生时,吸尘器能吸起灰尘的原因是( )
A. 吸尘器的电机产生了吸引力 B. 吸尘器内气压小于外界大气压
C. 灰尘受到重力作用 D. 灰尘具有惯性
【答案】:B
【解析】:吸尘器工作时,电机转动使内部空气流速加快,气压减小,外界大气压将灰尘压入吸尘器内。
9. 疯狂物理的课堂丰富多彩,下列实验或现象能说明大气压存在的是( )
A.纸片托住水 B.橡皮膜外凸 C.U形管中液面相平 D.手指夹住铅笔两端
【答案】A
【解析】A.盖在杯口的纸片托住倒过来的一满杯水而不洒出,是因为大气压支持着杯中的水不会流出来,能说明大气压存在,故A符合题意;B.橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压力,说明液体对容器底部有压强,不能说明大气压的存在,故B不符合题意;C.图中U形管是连通器,根据连通器原理可知,在液体不流动时,液面总是相平的,不能说明大气压的存在,故C不符合题意;D.图中,两手指同时压铅笔两端,由于物体间力的作用是相互的,所以左手和右手受到的压力相同,由于右手的受力面积小,则笔尖对右手的压强大,所以右手感到疼,不能说明大气压的存在,故D不符合题意。故选A。
10.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A. 此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B. 若把水银换用水做实验,则大气压能支撑的水柱高度会更小
C. 若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
D. 若把此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层,则管内的液面会下降
【答案】D
【解析】A.读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为760mm﹣10mm=750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强,故A错误;B.一个标准大气压能够支持0.76米高的水银柱,即一个标准大气压相当于0.76米高水银柱产生的压强,如果换用水来做,则玻璃管的长度至少为因此若把水银换用水做实验,则大气压能支撑的水柱高度会增大,故B错误;C.把玻璃管加粗既不能改变大气压的大小,也就不能改变水银柱高度差,故都不能使管内外高度差变化,故C错误;D.若把此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层去做,顶层大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故D正确。故选D。
11.关于托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A. 玻璃管的粗细会影响实验结果 B. 玻璃管倾斜时,水银柱的高度会变大
C. 若玻璃管内混入空气,测量值会偏小 D. 该实验在月球上也能完成
【答案】:C
【解析】:托里拆利实验中,水银柱高度与玻璃管粗细、倾斜程度无关;月球上没有大气,无法完成该实验;管内混入空气时,空气产生的压强会使水银柱高度偏小。
12.用吸管吸饮料时,饮料在吸管中上升是因为( )
A. 吸管的吸引力 B. 饮料受到的重力 C. 大气压强的作用 D. 饮料具有惯性
【答案】:C
【解析】:吸饮料时,吸管内空气被吸出,气压减小,外界大气压将饮料压入吸管中。
13.下列生活现象中,利用大气压强的是( )
A. 高压锅煮饭 B. 医生用注射器给病人注射药液
C. 用注射器抽取药液 D. 潜水员穿抗压潜水服
【答案】:C
【解析】:用注射器抽取药液时,拉动活塞使管内气压减小,药液在大气压作用下进入注射器;高压锅利用气压越高沸点越高的原理;医生注射药液利用的是推力;潜水员穿抗压潜水服是为了承受液体压强。
14. 小华制成如图所示的“自动给水装置”,是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没。其瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于( )
A. 瓶的支持力的作用 B. 瓶的重力作用
C. 水的浮力作用 D. 大气压的作用
【答案】D
【解析】在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱.瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来。
故选D
15、有一个两端都开口的玻璃管,如图所示,它的一端蒙上一层橡皮膜,灌满水,用手堵住口的一端倒立过来,插入槽中,放手后橡皮膜下凹.当缓缓向上提起玻璃管(管口仍能在水面以下),观察到下凹程度( )
A.不变 B.变大 C.变小 D.以上情况都可能
【答案】B
【解析】①当玻璃管被拔出水面的高度为h时,薄膜的上表面受到向下的大气压强,下表面受到水向上的压强.P向下=P大 P向上=P水=P大-ρgh ∵P向下>P向上 ∴薄膜向下凹.②由P向上=P大-ρgh可知,随着量筒逐渐拔出,h在增大,而P大一定,则P向上在减小,而薄膜的凹下程度决定上、下压强差,即薄膜会凹下得多一些.
(二).填空题
16.2025年我国探月探测器携带小型气压计登陆月球,测得气压示数为______,原因是月球表面没有______,也就不存在由气体重力产生的______。
【答案】:0;大气层;大气压强
【解析】:大气压强由大气层受重力且具有流动性产生,月球无大气层,因此没有大气压强,气压计示数为0。
17.杜甫“会当凌绝顶,一览众山小”描写泰山之巅的景象,登山时海拔越高,大气压强越______,携带的密封零食袋会越______,这一现象反映了大气压强与______的关系。
【答案】:小;膨胀;海拔高度
【解析】:大气压强随海拔高度增加而减小,袋内气压大于外界气压,零食袋会膨胀,体现了气压与海拔的关联。
18.课堂上做覆杯实验时,玻璃杯装满水,用硬纸片盖住杯口倒置,纸片不掉落,是因为纸片受到向上的______,且该力的大小______水和纸片的总重力,这证明了______的存在。
【答案】:大气压力;大于;大气压强
【解析】:覆杯实验的原理是外界大气压力向上托住纸片,其大小大于水和纸片的总重力,直观证明了大气压强的存在。
19.2026年我国新型深海探测器下潜万米深海,探测器外壳承受的液体压强与大气压强的相同点是:都由流体的______产生,都向______方向有压强,大小都与______有关。
【答案】:重力;各个;流体密度
【解析】:大气压强和液体压强的产生都与流体重力有关,且因流体流动性,压强向各个方向;大气压强与空气密度、液体压强与液体密度均相关。
20.我国古代皮囊式抽水机利用大气压强工作,其原理与现代______吸水相同,都是使内部气压______外界大气压,从而让______将液体压入内部。
【答案】:吸管;小于;大气压
【解析】:皮囊抽水机和吸管吸水的核心原理一致,都是排出内部空气使气压减小,外界大气压将液体压入装置内。
21.用钢笔吸墨水时,先挤压笔囊排出______,松开手后笔囊内气压______外界大气压,墨水在______作用下进入笔囊。
【答案】:空气;小于;大气压强
【解析】:挤压笔囊排出内部空气,笔囊内气压降低,外界大气压强将墨水压入笔囊,完成吸墨水操作。
22.“白露秋分夜,一夜凉一夜”,气温降低时,空气的______变大,当地的大气压强会______,这体现了大气压强与______的关系。
【答案】:密度;变大;温度
【解析】:气温降低,空气收缩密度变大,大气压强随之变大,该现象反映了大气压强与温度的正相关关系。
23.小明参加校运会跳远项目,起跳前站在地面上,脚对地面有压力,地面对脚有______,而人能稳定站立,与大气压强无直接关联,但人体内部的______与外界______保持平衡。
【答案】:支持力;气压;大气压强
【解析】:人站在地面上受重力和支持力平衡;人体内部存在气压,且与外界大气压强保持平衡,保证身体正常状态。
24.2026年新款农业无人机喷洒农药时,飞行高度越高,周围大气压强越______,无人机机翼受到的空气升力越______,这与大气压强和空气______的分布有关。
【答案】:小;小;密度
【解析】:高度越高,大气压强越小、空气密度越小,机翼上下表面的压强差减小,因此获得的升力也越小。
25. 在长约1米、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)为了测得大气压的值,这时必须测量 ______,如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是 ______ ;
(2)某同学也利用此装置,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 ______ 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 ______ 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
【答案】(1)管内外水银面高度差 管内水银柱高度变高 (2)不会 不会
【解析】(1)用托里拆利测量大气压的大小时,大气压的作用是托起了一段水银柱的高度,故这段水银柱产生的压强等于大气压强,故计算大气压强时就必须测量管内外水银面高度差;如果拿到矿井的底部,高度降低,则大气压会增大,现象就是管内水银柱高度变高。(2)由于1标准大气压能支持76cm高的水银柱,而能支持的水柱的高度是10.3m,而玻璃管的长度约为1m,故管中的水柱不会下降;如果在管顶开一个小孔,则大气压迅速施加在管顶处,水柱会立即下降到与外界液面相平的位置,而不会向上喷出。
(三).解答题
26. 小刚同学非常喜欢动手制作一些“测量工具”.受老师的启发,他取一根两端开口的细玻璃管,穿过皮塞插入玻璃瓶的水中,自制成了如图所示的水气压计.
(1)瓶内气体压强p内________p大气 . (填“<”、“>”或“=”)
(2)小刚拿着它从七楼到一楼,玻璃管内水柱高度的变化情况是________(选填“变高”、“变低”或“不变”).
(3)制作讨程中有一步有些技巧,即怎样让水上升到细玻璃管中然后才能让水气压计正常使用,你的方法是________.
【答案】(1) > (2)变低 (3) 用嘴对着玻璃管向玻璃瓶内吹气
【解析】(1)如图所示气压计的原理是:瓶内气压不变,它等于大气压和细玻璃管内水柱产生的压强之和,因此瓶内气压p内>p大气,(2)当高度降低时,大气压增大,由于瓶内气体密闭,且玻璃管很细,可近似认为瓶内气体的压强不变,所以细玻璃管内水柱产生的压强减小,玻璃管中的水柱变低.(3)制作过程:在瓶中装上约的水,在水中滴几滴钢笔水,把水染成红色或蓝色便于观察.在瓶塞中央用大铁钉钻一个小孔,小孔的直径与细玻璃管的直径差不多,在孔中插入细玻璃管,注意细玻璃管与塞子接触紧密,不漏气.再将瓶塞塞在玻璃瓶口上,且将瓶塞塞紧,不漏气,使水面上气体密闭,用嘴对着玻璃管向玻璃瓶内吹气.使瓶内气体压强大于大气压强,把玻璃瓶内的水压上一部分,使水沿着细玻璃管很快上升到瓶口以上.
27.某科学实验小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器测量大气压强的值,实验步骤:
(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,这样做的目的是_____;
(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29.9N;
(3)如图所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 _____cm,计算出活塞的横截面积;
(4)计算得到大气压强数值为 _____Pa;
(5)同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差因素有(请写出两条);
① _____
② _____
【答案】(1)排尽注射器内的空气 (3) 6.00 (4)8.97×104 (5)空气没有排尽 活塞与筒壁之间有摩擦
【解析】(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,为了排尽注射器内的空气,减小实验误差。(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6.00cm,注射器全部刻度部分容积为20mL=20cm3活塞的横截面积为(4)大气压强的值为
(5)发现实验误差较大,造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦。
28. 在德国马德堡市的广场上,1654年曾经做过一个著名的马德堡半球实验,如图所示,把两个半径约15 cm的铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队向相反的方向拉两个半球.
(1)总共用了16匹马把两个半球拉开,则平均一对(左右各一匹)马产生拉力是多少______?(大气压的值约为105 Pa,计算时把半球看成一个圆盘)
(2)某实验室供教学用的两个半球,在正常气压下抽成真空后,只需四个人便可拉开.其原因是:____.
(3)同学们在用高压锅模拟马德堡半球实验时,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说出你的办法.__________________________.
【答案】 (1) 7 065 N (2)见解析 (3)见解析
【解析】(1)大气压产生的压力:FpS=105Pa3.14(0.2m)212560N,一匹马产生的拉力:根据力的相互作用可知,一对马产生的拉力:F拉′F拉1570N;(2)实验室供教学用的半球表面积要比马德堡半球实验中的半球小的多,根据F=pS可知,大气压强相同时,产生的大气压力小.(3)在高压锅中放少量的水,盖上锅盖,加热至沸腾,让水蒸气将空气赶出高压锅,此时将限压阀罩上,然后向高压锅上泼冷水,使锅中的水蒸气遇冷液化,锅中就几乎没有空气了.
29.阅读短文,回答问题。
2025珠峰科考中的大气压强应用
2025年5月,我国珠峰科考队再次成功登顶珠穆朗玛峰,完成了多项前沿科学探测任务。在此次科考中,大气压强的变化对科考设备和队员的生存状态产生了关键影响。珠峰海拔约8848米,随着海拔的升高,空气越来越稀薄,大气压强也随之发生显著变化。科考队员携带的密封食品包装袋,从山脚到山顶会逐渐膨胀,这是因为袋内气压与外界气压的差值逐渐增大。队员们煮饭时使用的是特制高压炊具,普通锅无法将食物煮熟,这是大气压强与液体沸点关系的典型体现。此外,队员们佩戴的氧气瓶不仅提供氧气,还能维持体内外的气压平衡,保障生命安全。在科考过程中,队员还完成了“用注射器估测大气压强”的实验改进,利用高原环境验证了大气压强随海拔变化的规律,实验数据显示,峰顶的大气压强仅为标准大气压的三分之一左右。
(1)珠峰山脚到山顶,空气密度逐渐______,大气压强逐渐______。
(2)科考队员携带的密封食品袋膨胀,是因为袋内气压______外界气压,这一现象证明了______的存在。
(3)珠峰峰顶普通锅无法煮熟食物的原因是( )
A. 峰顶温度过低 B. 峰顶气压过低,水的沸点降低
C. 峰顶气压过高,水的沸点升高 D. 峰顶没有大气压强
(4)科考队员改进“用注射器估测大气压强”实验时,若注射器内残留少量空气,测量出的气压值会( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
(5)标准大气压约为1.013×105Pa,珠峰峰顶大气压强约为______Pa,该数值远小于标准大气压,原因是峰顶______稀薄。
【答案】(1)变小;变小 (2)大于;大气压强 (3)B (4)B (5)3.38×104;空气
【解析】(1)大气压强随海拔升高而减小,海拔越高空气越稀薄,密度越小,因此大气压强也越小。(2)密封食品袋内的气压为山脚的大气压,到山顶后外界气压降低,袋内气压大于外界气压,袋内气体膨胀,证明了大气压强的存在。(3)液体沸点随气压降低而降低,珠峰峰顶气压过低,水的沸点远低于100℃,因此普通锅无法煮熟食物。(4)注射器内残留空气时,残留空气会产生向外的压强,抵消部分大气压力,使弹簧测力计的拉力示数偏小,计算出的大气压强值也偏小。(5)已知峰顶气压为标准大气压的三分之一,计算得1.013×105Pa ÷ 3 ≈3.38×104Pa;峰顶空气稀薄,气体分子数量少,因此大气压强远小于标准大气压。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.大气压强的产生原因:空气受________作用且具有________,因此空气内部向各个方向都有压强。
2.证明大气压强存在的著名实验是________实验,该实验由德国的________完成。
3.最早测量大气压强数值的实验是________实验,实验中玻璃管内水银面上方是________。
4.标准大气压的数值:等于________mm水银柱产生的压强,约为________Pa。
5.大气压强的变化规律:随海拔高度的增加而________;晴天的大气压比阴天________,冬天的大气压比夏天________。
6.液体的沸点与气压的关系:气压增大时,沸点________;气压减小时,沸点________。
7.生活中利用大气压强的实例:用吸管吸饮料、________、________等。
8.用注射器估测大气压强的实验原理:二力平衡,拉力F等于大气对活塞的压力,公式推导为p =;活塞横截面积S =(用容积V和刻度长度L表示)。
9.托里拆利实验中,玻璃管的粗细、倾斜程度________(选填“影响”或“不影响”)水银柱的高度。
10.若托里拆利实验中玻璃管内混入少量空气,测量出的大气压数值会比真实值________。
【答案】1.重力;流动性 2.马德堡半球;奥托·格里克 3.托里拆利;真空 4.760;1.013×105Pa 5.减小;高;高 6.升高;降低 7.活塞式抽水机;吸盘挂钩(合理即可)
8.; 9. 不影响 10. 偏小
(二)强化训练
一.选择题
1.2025年夏季我国多地出现高温天气,气象部门发布高温预警时,当地的大气压与正常天气相比( )
A. 偏高 B. 偏低 C. 相同 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:高温天气时,空气受热膨胀,密度变小,对应的大气压值会比正常天气偏低。
2.中医“拔罐”疗法中,将点燃的酒精棉放入罐内,迅速抽出后扣在皮肤上,罐子会吸附在皮肤上,原因是( )
A. 罐内气体受热膨胀 B. 罐内气压小于外界大气压
C. 皮肤对罐子有吸引力 D. 罐子的重力变小
【答案】:B
【解析】:酒精棉燃烧消耗罐内氧气,且罐内空气冷却后收缩,罐内气压小于外界大气压,外界大气压将罐子压在皮肤上。
3.在课堂上,小明用吸管喝盒装牛奶,喝到最后,他用力吸了一下,发现纸盒变瘪了,这一现象说明( )
A. 力可以改变物体的形状 B. 大气压的存在
C. 以上两者都对 D. 以上两者都不对
【答案】:C
【解析】:用力吸气使纸盒内气压小于外界大气压,大气压挤压纸盒使其变瘪,既体现了大气压的存在,也说明力可以改变物体的形状。
4.2026年我国空间站宇航员进行出舱活动时,必须穿着航天服,原因是太空中( )
A. 温度极低 B. 没有大气压 C. 有强烈的辐射 D. 以上都是
【答案】:D
【解析】:太空中是真空环境,没有大气压,同时温度极低、存在强烈辐射,这些因素都要求宇航员必须穿航天服。
5.元宵节煮汤圆时,锅盖会被水蒸气顶起,该现象与大气压强的关系是( )
A. 利用了大气压 B. 与大气压无关
C. 使锅内大气压减小 D. 使锅内大气压不变
【答案】:B
【解析】:锅盖被水蒸气顶起,是因为锅内水蒸气增多,气压变大,对锅盖产生向上的压力,与外界大气压无直接关联。
6.在“用注射器估测大气压强”的实验中,若注射器内残留少量空气,测量出的大气压强值会()
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:注射器内残留空气时,残留空气会产生向外的压强,抵消部分大气压力,使弹簧测力计的拉力示数偏小,计算出的大气压强值也偏小。
7.2025年我国登山队再次成功登顶珠穆朗玛峰,登山队员在峰顶煮饭时,用普通锅难以煮熟食物,原因是峰顶( )
A. 气压高,水的沸点高 B. 气压高,水的沸点低
C. 气压低,水的沸点高 D. 气压低,水的沸点低
【答案】:D
【解析】:珠穆朗玛峰峰顶海拔高,大气压低;水的沸点随气压降低而降低,因此普通锅难以煮熟食物。
8.我国传统的“拔火罐”和现代的“真空吸盘挂钩”,其工作原理的相同点是( )
A. 都利用了分子引力 B. 都利用了大气压强
C. 都利用了液体压强 D. 都利用了力的平衡
【答案】:B
【解析】:拔火罐和真空吸盘挂钩,都是通过排出内部空气,使内部气压小于外界大气压,利用外界大气压的作用固定或吸附。
9.图所示两个使用吸盘的实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的一半
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D
【解析】A.甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力,在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力,二力也是一对平衡力,因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故A错误;B.乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力,故B错误;C.由A选项的分析可知,甲图不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值,故C错误;D.由B选项的分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值,故D正确。故选D。
10. 我们生活周围中很多有关利用大气压强的例子,图中主要利用了大气压强的是( )
A.热水中的塑料袋在膨胀 B.上升的热气球 C.风吹风车旋转 D.用吸管吸饮料
【答案】D
【解析】A.热水中的塑料袋膨胀,是因为塑料袋内的空气受热膨胀,体积变大的原因,故A不符合题意;B.热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要小,使浮力大于重力而能够上升的,故B不符合题意;C.力可以改变物体运动状态,所以风吹风车旋转,不是利用大气压,故C不符合题意;D.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,通过吸管上升进入口中,故D符合题意。故选D。
11. 如下图所示,关于大气压,下列说法正确的是
A. (甲)图中,马德堡市长通过此实验最早证明了大气压的存在
B. (甲)图中,马德堡市长通过此实验最早测出了大气压的数值
C. (乙)图中,长玻璃管倾斜后,会发现测得的大气压值变小
D. (乙)图中,在海拔高的地方实验,会发现水银柱的高度大于76cm
【答案】A
【解析】AB、马德堡市长通过此实验最早证明了大气压的存在,这就是著名的马德堡半球实验;故A正确,B错误;C、托里拆利实验测出了大气压的值,该实验中玻璃管的粗细、倾斜等因素不影响测得的大气压的值,故C错误;D、海拔越高,空气越稀薄,大气压越小,故在海拔高的地方实验,会发现水银柱的高度小于76cm;故D错误.故选A.
12. 在图所示的现象中,不是大气压强引起的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A. 用吸管能吸饮料,嘴中的压强小于外界大气压,饮料在大气压的作用下被压入到嘴中.因此这是由于大气压强的作用引起的;B. 救生锤能击碎车窗玻璃,是运用减小受力面积来增大压强的原理工作的,和大气压无关,符合题意;C. 塑料吸盘能吸附在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,吸盘内压强小于外界大气压,吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上.这是由于大气压引起的,不符合题意;D. 水杯倒置水没流出,是因为纸片受到水向下的压强小于外界大气压强,水在外界大气压的作用下不会流出,是由于大气压引起的,不符合题意.
13. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,如图所示,结果是( )
A. 仍是满罐水 B. 水将流出一部分 C. 水将全部流出 D. 以上答案都不对
【答案】A
【解析】我们可以根据我们的生活常识,饮水机的使用,即可判断出仍是满罐水,分析其原因:是因为大气压的缘故,大气压可以支持10.3m高的水柱,当然可以支持这一罐水。
故选A。
14. 同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是( )
A. 甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B. 乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差不变
C. 丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D. 丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
【答案】C
【解析】A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,对海绵的压力越小,受力面积不变,对海绵的作用效果越不明显,故A错误;B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,受到的压强变大,U形管两边液面高度差越大,故B错误;C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,大气压强故C正确;D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小、沸点降低,水再一次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低,故D错误。故选C。
15.如图所示,是小宇同学自制的水气压计,现在让他拿着这个装置从教学楼的一楼走上六楼,则玻璃管中的水柱高度变化是( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
【答案】A
【解析】①瓶内气压P内=P大+ρgh分析如下:∵PA=PB,而PA=P内 ;PB=P大+ρgh∴P内= P大+ρgh ②P内可看成是一个固定值,当外界大气压变化时,由P内= P大+ρgh可知,玻璃管中的高度会变化,当P大↑时,h↓,当P大↓时,h↑.[
二.填空题
16.福建土楼墙基厚实,能抵御外力和大气压强的作用,大气压强是空气对物体______的压力,其方向向______,土楼内部的大气压强______外界大气压强。
【答案】:单位面积;各个方向;等于
【解析】:大气压强的定义是空气对物体单位面积的压力;因空气流动性,压强向各个方向;土楼内部与外界相通,气压与外界相等。
17.用吸尘器打扫教室时,电机转动使吸尘器内空气流速变______,气压变______,灰尘在______作用下被吸入吸尘器。
【答案】:大;小;大气压强
【解析】:吸尘器电机加快内部空气流速,流速越大气压越小,外界大气压强将灰尘压入吸尘器内。
18.2025年夏季多地出现高温预警,高温天气下空气密度变______,当地大气压强比正常天气______,这是大气压强与______的关联表现。
【答案】:小;低;温度
【解析】:气温升高,空气受热膨胀密度变小,对应的大气压强会低于正常温度下的气压值。
19.中医拔罐疗法中,点燃酒精棉放入罐内,罐内空气受热______,排出部分气体,扣在皮肤上后罐内温度降低,气压变______,在______作用下罐子吸附在皮肤上。
【答案】:膨胀;小;大气压强
【解析】:酒精棉燃烧使罐内空气受热膨胀排出,冷却后罐内气压减小,外界大气压强将罐子紧紧压在皮肤上。
20.课堂上用吸管喝盒装牛奶,吸气时吸管内气压变______,牛奶在______作用下上升,喝完后用力吸,纸盒变瘪,说明力可以改变物体的______。
【答案】:小;大气压强;形状
【解析】:吸气使吸管内气压减小,外界大气压强将牛奶压入吸管;用力吸气使纸盒内气压减小,大气压挤压纸盒使其变形,体现力能改变物体形状。
21.2026年我国空间站宇航员出舱活动时,必须穿航天服,因为太空是______环境,没有大气压强,航天服能维持宇航员体内外的______平衡,还能抵御太空的______和低温。
【答案】:真空;气压;强辐射
【解析】:太空是真空无气压的环境,航天服的核心作用是维持宇航员体内外气压平衡,同时抵御强辐射和极端低温。
22.元宵节煮汤圆时,锅盖被水蒸气顶起,锅内水蒸气增多,气压变______,这个气压是______压强,与外界______压强的差值将锅盖顶起。
【答案】:大;气体;大气
【解析】:煮汤圆时锅内水蒸气聚集,气体压强变大,当锅内气体压强大于外界大气压强时,差值产生的力就会顶起锅盖。
23.在“用注射器估测大气压强”实验中,先将活塞推至注射器底端,目的是排出______,用橡皮帽封住小孔,拉动活塞时,弹簧测力计的拉力与______平衡,若筒内残留空气,测量值会偏______。
【答案】:内部空气;大气压力;小
【解析】:推活塞是为了排尽注射器内空气;活塞匀速运动时,拉力与大气压力二力平衡;筒内残留空气会产生向外压强,抵消部分大气压力,导致测量值偏小。
24.2025年我国登山队登顶珠峰,峰顶大气压强______标准大气压,水的沸点______100℃,因此用普通锅______将食物煮熟。
【答案】:小于;低于;不能
【解析】:珠峰海拔高,大气压强小于标准大气压;水的沸点随气压减小而降低,低于100℃,普通锅无法煮熟食物。
25.我国传统拔火罐和现代真空吸盘挂钩的工作原理相同,都是通过排出内部______,使内部气压______外界大气压,利用______的作用实现吸附。
【答案】:空气;小于;大气压强
【解析】:两者的核心操作都是排出内部空气,形成内外气压差,依靠外界大气压强的作用,实现吸附固定的效果。
26. 在生活中,我们有时因为生病而需要打针输液,如图为输液装置示意图,药瓶瓶口插有两根管子,其中C管的作用是利用________使药液从A管中顺利流出;针头的表面做得非常光滑,这是为了_____以减轻病人的痛苦;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是________。
【答案】 大气压 减小摩擦 提高药瓶相对手背的高度
【解析】因为输液时,如果没有C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C管是利用大气压使药液从A管顺利流出的;接触面越光滑,摩擦力越小,所以针头做得非常光滑,是为了减小摩擦;为了使药液顺利流入人体内,可以提高药瓶的高度,即增大液体对人体的压强。
三.解答题
27.物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小,他们拿来一个带挂钩的吸盘,将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面,用一个可装细沙的购物袋(质量不计)挂在挂钩下.如图所示,向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来,由此可得到大气压的大小.
(1)本实验主要的测量器材:________、________;
(2)需要直接测量的物理量:________________、____________.
(3)大气压的表达式p=______________________________________________.
(4)如果测出的大气压仅为0.8×105 Pa,实验中可能存在的问题是什么__________?
【答案】 (1)刻度尺 测力计(天平、案秤、台秤) (2) 吸盘直径D(吸盘的半径r) 细沙受到的重力G(细沙的质量m) (3) (4)吸盘中的空气没有完全被挤出;接触面没有处理干净;吸盘与玻璃板接触不紧密;存在漏气现象等
【解析】(1)从原理分析,选择的测量器材为:弹簧测力计(天平、案秤、台秤),刻度尺;
(2)弹簧测力计直接测细沙受到的重力G(细沙的质量m),刻度尺可以直接测吸盘的直径D(吸盘的半径r);(3)从公式入手推导出表达式p==== (同理也可以推导出4mgπD2、Gπr2);(4)吸盘中的空气没有完全被挤出;接触面没有处理干净;吸盘与玻璃板接触不紧密;存在漏气现象等.
28. 在长约1米、一端封闭的玻璃管灌满水银,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)为了测得大气压的值,这时必须测量内外水银面的___________.如果将此装置拿到山上,测量水银柱的高度将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)某同学也利用此装置,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_________下降.如果这时在管壁的中间开一个小孔,水柱_________喷出.(均选填“会”或“不会”)
(3)如果用水替代水银做测量大气压的实验,在某处测得水柱的高度差为10 m,则该处的大气压强为_________Pa(取g=10 N/kg).
【答案】 (1)高度差 减小 (2)不会 不会 (3) 105 Pa
【解析】为了测得大气压的值,这时必须测量内外水银面的高度差;如果将此装置拿到山上,由于大气压随高度增加而减小,测量水银柱的高度将减小.一个标准大气压为760毫米水银柱,由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水可知,如果水银气压计中的水银用水代替,那么玻璃管的长度约为 10m,所以把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱不会下降.
如果这时在管壁的中间开一个小孔,管内的水与外界的大气相通,玻璃管和水槽组成连通器,则管内的水不会从小孔喷出,反而会立即下降,直到液面相平;(3)如果用水替代水银做测量大气压的实验,在某处测得水柱的高度差为10m,则该处的大气压强为.
29.如图是高压锅的示意图:锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀.当高压锅气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小.现有一个直径为24 cm,空心柱小孔的横截面积为10 mm2,限压阀的质量为100 g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105 Pa,问:
(1)此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105 Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?(g取10 N/kg)
【答案】(1)2×105 Pa;(2)0.08 kg
【解析】(1)原来的限压阀对出气口的压力:F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,空心柱小孔的横截面积S=10mm2=1×10−5m2,当时的大气压p0=1×105Pa,原来的限压阀对出气口的压强:p1==1×105Pa.高压锅内气体达到的最大压强:p内=p0+p1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;(2)因为p内=2×105 Pa>1.8×105 Pa,所以不能继续使用,要使此高压锅能继续安全使用,应减小锅内气体达到的最大压强p内,此时限压阀对出气口的压强:p限=p最大−p0=1.8×105Pa−1×105Pa=0.8×105Pa,由p=可得,此时作用在出气口的压力:F限=p限S=0.8×105Pa×1×10−5m2=0.8N,此时限压阀的重力:G′=F限=0.8N,
配制的限压阀的质量:m′= =0.08kg
30.阅读短文,回答问题。
古诗词中的大气压强与传统智慧
“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,李白笔下的庐山瀑布气势磅礴,而瀑布周边的大气现象也蕴含着物理知识。在我国传统文化中,拔火罐疗法、皮囊式抽水机等都巧妙利用了大气压强的原理。拔火罐时,将点燃的酒精棉放入陶罐内,迅速抽出后扣在人体皮肤上,陶罐会紧紧吸附在皮肤上,缓解肌肉酸痛。皮囊式抽水机是古代农田灌溉的重要工具,通过挤压皮囊排出内部空气,再利用大气压强将水从低处抽到高处。此外,民间还有“覆杯实验”的趣味玩法,用硬纸片盖住装满水的杯子,倒置后水不流出、纸片不掉落,这一实验与课本中的经典实验原理一致,生动展现了大气压强的力量。这些传统文化中的智慧,与现代物理知识一脉相承,体现了古人对自然现象的深刻观察。
(1)拔火罐时,罐内空气受热______,排出部分气体,扣在皮肤上后温度降低,罐内气压______外界气压。
(2)皮囊式抽水机抽水的原理与下列哪个现象相同( )
A. 轮船漂浮 B. 用吸管吸饮料 C. 飞机机翼获得升力 D. 拦河坝下宽上窄
(33)覆杯实验中,硬纸片不掉落的原因是纸片受到向上的______,且该力大小______水的重力。
(4)下列关于大气压强的说法,错误的是()
A. 大气压强向各个方向都有 B. 大气压强是空气重力产生的
C. 庐山山顶的大气压强比山脚大 D. 拔火罐利用了大气压强的原理
(5)皮囊式抽水机工作时,挤压皮囊排出内部______,松开皮囊后,______将水压入皮囊内。
【答案】(1)膨胀;小于 (2)B (3)大气压力;大于 (4)C (5)空气;大气压强
【解析】(1)酒精棉燃烧使罐内空气受热膨胀,排出部分气体,罐内气体减少;扣在皮肤上后温度降低,罐内气压进一步减小,小于外界大气压。(2)皮囊式抽水机和用吸管吸饮料的原理相同,都是通过排出内部空气使气压减小,外界大气压将液体压入装置内。(3)覆杯实验中,外界大气压力向上托住硬纸片,其大小大于杯内水的重力,因此水不流出、纸片不掉落。(4)大气压强随海拔升高而减小,庐山山顶海拔高于山脚,因此山顶大气压强比山脚小,C选项错误。(5)挤压皮囊排出内部空气,使皮囊内气压小于外界大气压,松开皮囊后,外界大气压强将水从低处压入皮囊内。
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