8.3 大气压强与人类生活（高效培优讲义）物理新教材沪粤版八年级下册

第3节 大气压强与人类生活 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 大气压强 1 题型2 测量大气压强 4 【能力培优练】 10 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 大气压强 1．怎样知道大气有压强 图示 现象 结论 纸片托水 杯中的水为什么不外流 在玻璃杯中盛满水，用一张纸片盖住杯口，然后倒过来,再缓缓将手掌从纸片上移开，看看杯中的水是否会流出来。想一想：是什么力托住纸片的? 大量实验和事实证明，大气确实存在着压强。由大气产生的压强叫做大气压强,简称大气压。 证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。 大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。 吸盘 吸盘为什么会紧紧贴在墙壁上 将挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上,尽量挤出吸盘里面的空气，即使在钩上挂重物，吸盘仍然不会脱落。是什么力使吸盘紧贴在墙壁上的? 马德堡半球实验 1654年5月8日，德国马德堡市市长做了一个轰动一时的实验(图a)。他把两个半径约为20 cm的中空铜质半球紧密地结合成一个大圆球，并抽去球内的空气。这时，许多人使劲也拉不开这两个半球。后来，市长叫人找来了16匹马，分成两队使劲拉，在一声巨响中，两个半球被拉开了。这就是物理学史上著名的马德堡半球实验，是神奇的大气压使两个半球紧紧地贴在一起。 【典例1-1】家用轿车是常用的交通工具，若大气压为，则面积为的轿车顶部受到的大气压力为 N；在紧急刹车过程中，停止转动的车轮与地面发生 摩擦（选填“滑动”、“滚动”或“静”）。 【答案】 滑动 【解析】[1]轿车顶部受到的大气压力为 [2]在紧急刹车过程中，停止转动的车轮与地面发生滑动，故产生滑动摩擦力。 【典例1-2】历史上著名的马德堡半球实验证明了 的存在，同样的装置，在西藏地区做此实验要比在辽宁地区更 （选填“容易”或“不易”）拉开。 【答案】 大气压（强） 容易 【解析】[1]马德堡半球实验中，将两个半球紧密合拢，抽出球内空气，此时球内接近真空，外部的大气压力将两个半球紧紧压在一起，需要很大的力才能将其分开，有力地证明了大气压强的存在。 [2]同样的装置，因为西藏地区较辽宁地区海拔更高，大气压更低，半球受到的压力更小，所以同样的装置，在西藏地区做此实验要比在辽宁地区更容易拉开。 跟踪训练1 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 【解析】[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。 跟踪训练2 小明在学习了物理后，他马上学以致用，利用空饮料瓶完成了以下实验，其中能证明大气压存在的实验是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．纸片能托住水不流出，是因为大气压给纸片一个向上的作用力，因此该实验能证明大气压的存在，故A符合题意； B．水从侧孔喷出，水的深度越深，水喷得越远，说明同种液体内部压强随着液体深度的增加而增大，与大气压无关，故B不符合题意； C．用手弹开纸片，钢球掉入瓶中，钢球没有随纸片一起运动，说明钢球具有惯性，同时钢球掉入瓶中，是因为钢球受到重力作用，与大气压无关，故C不符合题意； D．用力挤扁水瓶，说明力能改变物体的形状，与大气压无关，故D不符合题意。 故选A。 跟踪训练3 如图所示的实例中，不能说明大气压强存在的是（ ） A．拔火罐吸在皮肤上 B．用吸管喝饮料 C．注射器打疫苗 D．塑料吸盘挂重物 【答案】C 【解析】ABD．拔火罐吸在皮肤上、用吸管喝饮料、塑料吸盘挂重物，都是大气压的应用，都能说明大气压强的存在，故ABD不符合题意； C．注射器打疫苗，利用的是人为施加的力工作的，不能说明大气压强存在，故C符合题意。 故选C。 题型2测量大气压强 1．怎样测量大气压 图示 过程 结论 估测大气压 如图所示，先把注射器的活塞推至顶端，把管内空气排出，用橡皮帽把注射器的小孔堵住。然后在活塞下端悬挂钩码，并逐渐增加钩码数量，直到活塞将开始被拉动为止。 为了用这个实验估测出大气压的值，需要测量哪些物理量?请列出用测得的物理量表示的大气压表达式。 通常，人们把760 mm高的汞柱所产生的压强，作为1个标准大气压,符号为1 atm。 1 atm的值约为1.013×10⁵Pa。这相当于10N的压力作用在1cm²的面积上，比大象躺倒时对地面的压强还大。 托里拆利实验示意图 1. 分析“液片”AB的受力情况： 受力平衡→F向上=F向下→p大气压S=p水银柱S→p0=p液柱=ρ水银gh 2. 1643年，意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了大气压的值。他在一根长约1m、一端封闭的玻璃细管内灌满汞液，用手指堵住管口，再将管口向下插入汞液槽中。移开手指后，会看到管内汞柱随即下降。当汞柱降到管内外液面的高度差约为760 mm时，它就停止下降了。若将管子倾斜，管内外液面的高度差仍保持不变。玻璃细管内汞柱液面上方是真空，而管外汞液面上方受到大气压P0作用，正是大气压支持着管内760 mm高的汞柱，这表明大气压跟760 mm高的汞柱产生的压强相等。后来，人们把这个实验叫做托里拆利实验。 （a）汞气压表 （b）无液气压计 在技术上，可以直接用仪器测量出大气压的大小。 如图（a）所示的汞气压表，是在托里拆利实验的基础上研制成的。图（b）是无液气压计，表盘指针能显示气压的大小。氧气瓶上的压力表就是一种无液气压计。 【探究归纳】1个标准大气压的值约为1.013×10⁵Pa ★特别提醒 托里拆利如果用水做这个实验，留在玻璃管中的水柱大约有10m高。 2．大气压与人类生活 图示 过程 结论 探究水的沸点与气压的关系 如图 (a)所示，用注射器给沸腾的水打气加压，观察水是否继续沸腾。如图 (b)所示，对沸腾的水停止加热，随即用注射器抽气减压，观察水是否会再次沸腾。 通过上面的实验可以知道，水的沸点与水面上的气压有关：当气压增大时，水的沸点升高，沸腾的水停止沸腾；当气压减小时，水的沸点降低，水又再次沸腾。 由于水的沸点随气压变化而变化，高山上气压低，水的沸点也低，所以在高山上煮饭时，虽然水已经沸腾很久，但米饭常常还没有煮熟，因此在高山上要用密闭的高压锅煮饭。高压锅内的气压高于外面的大气压，这样就能使水的沸点升高，把饭煮熟。 离心式水泵 离心式水泵是利用大气压把水从低处“抽”向高处的。它的结构如图所示，主要部分是泵壳和装在泵壳里的叶轮，叶轮的轴跟电动机(或柴油机)的轴相连。 水泵启动前，应使泵壳里灌满水。水泵启动后，高速旋转的叶轮将壳里的水甩到出水管内，从而造成叶轮转轴附近的气压减小，这样水就在大气压的作用下，推开底阀沿着进水管进入泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管内……只要电动机持续地带动叶轮旋转，水就会不断 地从低处“抽”向高处。 【探究归纳】水的沸点与水面上的气压有关：当气压增大时，水的沸点升高； 大气压随高度变化而变化，海拔越高，大气压越小。 【典例2-1】用如图所示的两种气压装置来观察大气压的变化，对于现象解释正确的是（ ） A．大气压增大时，甲图中玻璃管内的液面会下降 B．大气压增大时，乙图中玻璃管内的液面会上升 C．海拔升高时，甲图中玻璃管内的液面会上升 D．海拔升高时，乙图中玻璃管内的液面会上升 【答案】D 【解析】AC．甲图是托里拆利实验，玻璃管内是真空，大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强，大气压增大时，外界大气压变大，大气压支持的水银柱高度变大，玻璃管内的水银柱会上升。海拔升高时，外界大气压变小，大气压支持的水银柱高度变小，玻璃管内的水银柱会下降。故AC错误； BD．乙图中，瓶内封闭部分气体的压强等于玻璃管内液体的压强与外界大气压之和，瓶内气压不变，大气压增大时，瓶外大气压变大，瓶内气压小于外界大气压，玻璃管内的液面会下降；海拔升高时，外界大气压变小，瓶内气压大于外界大气压，玻璃管内的液面会上升。故B错误，D正确。 故选D。 【典例2-2】托里拆利测量大气压强值实验如图1所示。 (1)当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强，说明此时的气压 （选填“大于”“等于”“小于”）一个标准大气压；如果将托里拆利实验装置搬到高山上，测得水银柱的高度 ；实验时如果换用更粗的玻璃管，测得水银柱的高度 （后两空选填“变高”、“变低”或“不变”）； (2)若在管的A处扎一个孔，此时 （选填“有”或“没有”）水银从A处流出，原因是管内A点上方水银柱产生的压强 （选填“大于”“等于”或“小于”）A点受到的大气压； (3)某同学利用透明硬质水管测量大气压强值，图2为实验装置示意图。管子上端封闭，下端浸在水槽中，管内装满水，打开K2，管内水面静止后水面高度为h1，则测得大气压强值为 Pa。 【答案】(1) 750 小于 变低 不变 (2) 没有 小于 (3)105 【解析】（1）[1][2]在托里拆利实验中，大气压所能支持的水银柱的高度是指玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，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，因此，当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强小于一个标准大气压760mm水银柱。 [3]大气压随高度的增加而减小，所以如果将托里拆利实验装置搬到高山上，测得水银柱的高度变低。 [4]在托里拆利实验中，玻璃管的粗细，倾斜，以及上提，下按对实验结果均无影响，因此实验时如果换用更粗的玻璃管，测得水银柱的高度不变。 （2）[1][2]A处上方水银柱产生的压强小于750mm水银柱，而外界大气压较大，故A处上方的水银柱在大气压作用下会上升到顶部。而A处下方的水银由于受到向下的大气压，在重力作用下下降到与水银槽中液面相平，所以并没有水银从A处流出。 （3）由图2可知，h1=10m，大气压等于水的压强p=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa 跟踪训练1 利用注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测量大气压强的值。 (1)实验的原理是 。 (2)把注射器的活塞推到外筒的最底端，这样做的目的是 ，然后用一个橡皮帽密封注射器的小孔，这样做的目的是 。 (3)用细绳将注射器的活塞与弹簧测力计的挂钩相连，如图所示，然后慢慢水平拉动注射器的外筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为19N；假设注射器外筒与活塞密封的空间为真空，再继续稍微拉动注射器的外筒，使活塞再继续滑动一些，弹簧测力计的示数将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)观察注射器的最大容积为10cm3，用刻度尺测出注射器 部分的长度为5cm，由此可计算出活塞的横截面积为 cm2。 (5)大气压的值为 Pa。 【答案】(1) (2) 排尽注射器内的空气 防止空气进入注射器 (3)不变 (4) 有刻度 2 (5)9.5×104 【解析】（1）实验中需要测量拉动注射器筒的拉力和活塞的横截面积，所以测量大气压的原理是。 （2）[1][2]实验时，把活塞推至注射器筒底端是为了排尽注射器中的空气，避免注射器中的空气压强对实验结果产生影响，用一个橡皮帽密封注射器的小孔，这样做的目的是防止空气进入注射器，保证筒内为真空或接近真空状态。 （3）若注射器外筒与活塞密封的空间为真空，再继续稍微拉动注射器的外筒，使活塞再继续滑动一些，弹簧测力计的示数将不变。因为此时活塞受到的拉力只与大气对它的压力平衡，大气压力不变，根据二力平衡，拉力也不变，而活塞与筒壁间的摩擦力不变，所以弹簧测力计示数不变。 （4）[1][2]观察注射器的最大容积为10cm3，为了计算出活塞的横截面积，应用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度，则活塞的横截面积 （5）由题意知，当注射器的活塞开始滑动时，弹簧测力计的示数为19N，则大气压对活塞的压力为19N，因此大气压的值为 跟踪训练2 生活中拔火罐之所以能紧紧吸附在皮肤上是因为 的作用。利用自制气压计从1楼移动到30楼楼顶的天台上，海拔升高，外界气压 ，管中的液面将 （选填“上升”“下降”或“不变”）。 【答案】大气压强/大气压 降低 上升 【解析】[1]拔火罐时，先把火罐内的空气排出，使得火罐内的气压小于外界大气压，在大气压强的作用下，火罐就能紧紧吸附在皮肤上。 [2]大气压随海拔高度的升高而减小，从1楼移动到30楼楼顶，海拔升高，所以外界气压降低。 [3]自制气压计的原理是瓶内气压大于外界气压，管内液面上升。当外界气压减小时，瓶内气压相对更大，会将管内的液体压得更高，所以管中的液面将上升。 跟踪训练3 如图甲所示为水的沸腾实验装置。水沸腾时，温度计的示数如图乙所示，为 ℃，此时大气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）1个标准大气压，沸腾时气泡情形应为图丙中的 （选填“C”或“D”）。 【答案】98 低于 C 【解析】[1][2]由图乙可知，温度计的分度值为1℃，液柱所在位置的示数为98℃；一个标准大气压下水的沸点是100℃，现在水的沸点低于100℃，说明此时大气压低于1个标准大气压。 [3]根据液体沸腾特点可知，液体沸腾时气泡由小到大上升到液体表面破裂开来，C图气泡由小变大，是沸腾时的气泡图，D图气泡由大变小，是沸腾前的气泡图。 【能力培优练】 1．关于液体和气体压强及相关的应用，下列说法正确的是（ ） A．液体只对容器底部产生压强 B．大气压强是由地球表面空气的重力产生的 C．随着海拔高度的增加，水的沸点升高 D．在同一深度，液体向各个方向的压强不同 【答案】B 【解析】AD．液体向各个方向都有压强，在相同液体内部同一深处各个方向的压强大小相等，故AD错误； B．空气有质量，受到重力作用，所以大气压强是由地球表面空气的重力产生的，故B正确； C．随着海拔高度的增加，大气压强减小，水的沸点降低，故C错误。 故选B。 2．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 【解析】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．如图，小红同学利用托里拆利实验测量大气压强的值，以下判断正确的是（ ） A．若把此装置从1楼搬到34楼，管内外水银面的高度差将增大 B．此时大气压强等于770mm高水银柱所产生的压强 C．若在玻璃管顶部戳一小孔，管内水银将从顶部喷涌而出 D．若将玻璃管向上提升一点（管口不离开水银液面），管内外水银面的高度差保持不变 【答案】D 【解析】A．大气压随海拔升高而减小；从1楼到34楼，高度上升，大气压降低；所以能支持的水银柱高度也会减小；因此，高度差应减小，而不是增大，故A错误； B．实际测量中，水银柱高度是750mm；而不是770 mm；所以大气压等于750mm高水银柱产生的压强，不是770mm，故B错误； C．原来管顶是真空，水银柱靠大气压支撑；若在顶部戳一小孔，空气进入管内，管内上方不再是真空，而是与外界大气相通；此时，管内外都受到大气压作用，水银柱不再被“托住”；水银会在重力作用下下降，直到管内外液面相平（或接近相平）；不会“喷涌而出”，因为没有压力差推动它向上喷，故C错误； D．只要管口仍浸在水银中，且管子竖直；即使向上提，只要没离开液面，水银柱仍由大气压支撑；水银柱高度只取决于大气压和水银密度，与管子长度、位置无关（只要足够长）；所以，高度差保持不变，仍是750mm，故D正确。 故选D。 4．如图所示是小强同学自制的气压计，把它从1楼拿到15楼去后，会发现（ ） A．细管内液柱高度上升 B．细管内液柱高度不变 C．细管内液柱高度下降 D．无法判断 【答案】A 【解析】瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和，即p=p0+ρgh，h为玻璃管内水柱的高度。把它从1楼拿到15楼去后，瓶内气体压强p不变，而大气压p0变小，所以h应变大，玻璃管中水柱升高。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．下列与气压有关的说法正确的是（ ） A．注射器把药液注射入病人身体的过程中，利用了大气压 B．高压锅是利用了气压的增加，水的沸点会降低的原理 C．托里拆利实验装置是个连通器 D．吸管吸饮料利用了大气压 【答案】D 【解析】A．注射器把药液注射入病人身体的过程中，是由于活塞受到推力的作用，不是利用大气压，故A错误； B．高压锅是利用了水的沸点随气压的增大而升高的原理工作的，故B错误； C．托里拆利实验，玻璃管上方是真空的，是密闭的，玻璃管内和管外水银上方并不相通，所以不是连通器，故C错误； D．用吸管吸饮料时，先把吸管中的空气吸走，吸管内气体压强减小，大气压把饮料压入吸管，进入口腔，故D正确。 故选D。 6．如图所示，用1m长玻璃管做托里拆利实验，测得此时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强；若将玻璃管向上提升一点，移动玻璃管的过程中不漏气，水银柱高度将 （选填“升高”“不变”或“降低”）；若将此装置从山下拿到山上做实验，测量的大气压将 （选填“变小”“不变”或“变大”）。 【答案】750 不变 变小 【解析】[1]根据图知，玻璃管内水银面到容器水银面的竖直高度为750mm，故用1m长玻璃管做托里拆利实验，管中水银柱高度为750mm，即外界大气压等于750mm高的水银柱产生的压强。 [2]将玻璃管向上提升一点，移动玻璃管的过程不漏气，因大气压强保持不变，故水银柱高度将不变。 [3]此装置拿到高山上实验，此时外界气压变小，玻璃管内压强大于外界气压，则水银柱的高度降低。 7．如图所示，小明用硬质塑料瓶装满水后拧紧盖子，在侧壁A处开了一个小孔，发现水 （填“会”或“不会”）流出来，这是 作用的结果。 【答案】不会 大气压强 【解析】[1][2]拧紧盖子后，瓶内上方没有空气，水的上方没有大气压强。而小孔处的水受到外界大气压强的作用，外界大气压强大于瓶内水产生的压强，从而将水托住，所以水不会流出来，这是大气压强作用的结果。 8．下图所示的是负压救护车，车内空间为负压舱，它能有效防止病毒再传播。负压装置的主要部分是一个抽气机，将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出，使车内气压 车外大气压，在 作用下，清洁的空气由车外流向车内。 【答案】小于 大气压 【解析】[1]负压舱的工作原理是通过抽气机抽出车内空气，使车内气压小于车外大气压，从而形成“负压”环境； [2]由于车内气压小于车外大气压，在大气压的作用下，清洁空气会从气压高的车外流向气压低的车内，同时避免车内污染空气向外扩散。 9．估测大气压的值，小明准备了20mL的注射器、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳、小桶、细沙等来进行探究，步骤如下： （1）将注射器的活塞推到注射器的前端，用橡皮帽封住注射器的小孔。 （2）如图甲在活塞上拴挂一个小桶，向桶里逐渐增加细沙，直至活塞刚好拉动。 （3）如图乙用弹簧测力计测出小桶和细沙的总重为19.8N （4）如图丙利用体积和长度测出活塞的横截面积，最后测得大气压的值。 （5）请将测量的量填入下列表格中 大气对活塞的压力F/N 注射器容积V/mL 注射器有刻度部分的长度l/cm 活塞的横截面积S/m² 大气压的值p/Pa （6）最早通过实验测量大气压的是意大利科学家托里拆利，如图（a）所示，在长约1m、一端开口的细玻璃管中注满水银，用手指堵住管口，将其倒插在水银槽中，如图（b）所示，放开堵住管口的手指；管内水银面下降，直到与水银槽中水银面的高度差约为76cm时停止，如图（c）所示，其原因是管内水银面的上方是 （选填“空气”或“真空”），对水银面 （选填“有”或“没有”）压强，而管外水银面的上方是空气，通过水银槽中的水银，对管内水银产生 （选填“向上”或“向下”）的压强，维持了76cm高的水银柱。因此，大气压的值等于这段水银柱产生的压强。若仅将玻璃管倾斜时，如图（d）所示，则原来76cm高的水银柱高度 （选填“变高”、“变低”或“不变”）。若仅将玻璃管中水银换成密度更大的液体，则原来76cm高的水银柱高度 （选填“变高”、“变低”或“不变”）。 【答案】 19.8 20 10.00 真空 没有 向上 不变 变低 【解析】[1]当活塞刚好拉动时，大气对活塞的压力与小桶和细沙的总重力是一对平衡力，故 [2]注射器容积，题目中明确给出注射器容积为 20mL。 [3]由图丙刻度尺，分度值为0.1cm ，读数为10.00cm，故注射器有刻度部分的长度为10.00cm。 [4]根据体积计算公式，注射器的容积V为20mL，长度l为10cm，故注射器活塞的横截面积 [5]根据压强公式，此时压强 [6]托里拆利实验中，玻璃管内水银面上方是真空，因为水银柱下降后，上方没有空气。 [7]由于玻璃管内上方是真空，所以对水银面没有压强。 [8]管外水银面上方是空气，通过水银槽中的水银，对管内水银产生向上的压强。 [9]若仅将玻璃管倾斜，水银柱的长度会变长，但高度不变，因为大气压能支持的水银柱高度是固定的，只与大气压和水银密度有关，与玻璃管的倾斜程度无关。 [10]若仅将玻璃管中水银换成密度更大的液体，根据压强公式，大气压不变，液体密度增大，所以液柱高度h会变低。 10．小明利用2mL的一次性注射器等器材，估测大气压的值： (1)操作步骤如下： a．将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔，目的是 ，并防止漏气； b．用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳子的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为4.4N； c．用刻度尺测出注射器 的长度为5.00cm； (2)根据实验数据可求出大气压强为 Pa； (3)小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；②活塞与注射器筒壁间有摩擦；③误将注射器总长度当成全部刻度长度；④活塞与注射器筒壁不完全密封，上述原因一定会使测量值偏大的是 （多选）； (4)为测量活塞与注射器筒壁间的摩擦，小明同学可以 橡皮帽，拉动弹簧测力计，直至活塞匀速运动，记下示数为0.8N，则摩擦力的大小为 ； (5)小明还发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推活塞时，越推越费力。由此猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越 。 【答案】(1) 排尽空气 全部刻度 (2) (3)②③ (4) 拔去 0.8 (5)大 【解析】（1）[1]将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，可以排尽注射器内的空气，并防止漏气。 [2]根据实验原理，需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度，然后根据计算活塞横截面积。 （2）注射器全部刻度的长度为 有刻度部分的容积为 注射器活塞的横截面积为，则大气压强为 （3）①④活塞与注射器筒壁不完全密封，橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，都会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；②活塞与注射器筒壁间有摩擦会使拉力变大，在面积不变的情况下，会导致测量值大于真实值；③误将注射器总长度当成全部刻度长度，根据计算活塞横截面积公式可知，注射器容积一定，测得长度L偏大，则横截面积偏小，根据可知，会导致测量的大气压值大于真实值。故一定会使测量值偏大的是②③。 （4）[1][2]拔去橡皮帽后，注射器内部与外界大气相通，内部气压和外界一致，当活塞匀速运动时，拉力与摩擦力平衡，即摩擦力等于拉力0.8N。 （5）在推活塞的过程中，活塞下面空间内气体的体积变小，越推越费力，说明气体压力越大，由此可知，气体的压强越大。所以，其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越大。 【链接中考】 1．（2025·山东淄博·中考真题）淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示，球形器和长柄上下贯通，长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后，通过底部圆孔与酒缸相通构成 ，酒进入汲酒器内；用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸，酒在 的作用下不会滴漏；松开手指，酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。 【答案】连通器 大气压 重力 【解析】[1]汲酒器放入酒缸后，底部圆孔与酒缸相通，球形器和长柄上下贯通，符合 “上端开口、底部连通” 的连通器结构，因此构成连通器。 [2][3]用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸时，酒上方的空气被封闭，外界大气压作用在酒的表面，使酒不会滴漏。松开手指后，酒在重力作用下向下流动。 2．（2025·山东德州·中考真题）实验室用排水法收集O2，当集气瓶中的水被排出到如图所示的位置时，集气瓶内的气体压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界大气压强。 【答案】小于 【解析】水面处静止受力平衡，内外压强相等，故瓶内气压加上水柱的压强等于外界大气压，故瓶内气体压强小于外界大气压强。 3．（2025·山东·中考真题）镓铟锡合金常温下处于液态，且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水银测量大气压强，他们决定先测量镓铟锡合金的密度，再测量大气压强。 (1)测量密度前，为了提高液体体积测量的精确度，应在图中所示的三种注射器中选择 （选填“5mL”“20mL”或“30mL”）的注射器。 (2)同学们先测量了所选用注射器的质量m1随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时，注射器中会有气泡，于是将气泡排出后，读取合金的体积V，并用天平衡量它们的总质量。将测量和计算出的数据填入表格。 实验次数 注射器的质量m1/g 注射器和合金总质量/g    抽取的合金体积/mL 合金密度g/cm3 1 6.2 13.9 1.2 6.4 2 28.5 3.6 6.2 3 4.0 第3次实验所测如图乙所示，为 g，计算得合金密度为 g/cm3。 通过三次实验，得到所测镓铟锡合金的密度为 g/cm3。 (3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后，手持软管中部缓慢上提，保持两端管口始终在液态合金液面以下，直至软管中液柱分离，如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm，小组测得的大气压强为 Pa。（取g=10N/kg） (4)交流评估时，小明回想起，测量液态合金体积过程中。注射器零刻度线前端接口处，还有一小部分液体，如图丁所示，这部分液态合金体积未被计入，会导致密度的测量结果 （选填“偏大”或“偏小”）。请你利用现有器材设计实验，消除这一小部分液体带来的影响，测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路 。 【答案】(1)5mL (2) 31.4 6.3 6.3 (3)1.008×105 (4) 偏大 见解析 【解析】（1）为了提高液体体积测量的精确度，应选择量程合适且分度值较小的注射器。在测量过程中，我们需要抽取一定体积的镓铟锡合金，从实验数据来看，抽取的合金体积在 1~4mL左右，5mL量程的注射器既能满足测量需求，其分度值相对20mL和30mL量程的注射器更小，测量更精确。故应选择5mL的注射器。 （2）[1]观察乙图，天平游码标尺的分度值为0.2g，游码示数为1.4g，则第3次实验所测质量 [2]第3次实验抽取的合金体积为4.0mL，计算得合金密度为 [3]通过三次实验，得到所测镓铟锡合金密度的平均值为 （3）镓铟锡合金密度 液柱高度差 则大气压强 （4）[1]测量液态合金体积过程中，注射器零刻度线前端接口处还有一小部分液体未被计入体积，根据，质量测量准确，体积测量偏小，所以密度的测量结果偏大。 [2]可以先吸入较多的液体读出体积并测量总质量，然后排出一部分液体测量剩余的质量，并读出体积。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 大气压强与人类生活 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 大气压强 1 题型2 测量大气压强 4 【能力培优练】 10 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 大气压强 1．怎样知道大气有压强 图示 现象 结论 纸片托水 杯中的水为什么不外流 在玻璃杯中盛满水，用一张纸片盖住杯口，然后倒过来,再缓缓将手掌从纸片上移开，看看杯中的水是否会流出来。想一想：是什么力托住纸片的? 大量实验和事实证明，大气确实存在着压强。由大气产生的压强叫做大气压强,简称大气压。 证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。 大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。 吸盘 吸盘为什么会紧紧贴在墙壁上 将挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上,尽量挤出吸盘里面的空气，即使在钩上挂重物，吸盘仍然不会脱落。是什么力使吸盘紧贴在墙壁上的? 马德堡半球实验 1654年5月8日，德国马德堡市市长做了一个轰动一时的实验(图a)。他把两个半径约为20 cm的中空铜质半球紧密地结合成一个大圆球，并抽去球内的空气。这时，许多人使劲也拉不开这两个半球。后来，市长叫人找来了16匹马，分成两队使劲拉，在一声巨响中，两个半球被拉开了。这就是物理学史上著名的马德堡半球实验，是神奇的大气压使两个半球紧紧地贴在一起。 【典例1-1】家用轿车是常用的交通工具，若大气压为，则面积为的轿车顶部受到的大气压力为 N；在紧急刹车过程中，停止转动的车轮与地面发生 摩擦（选填“滑动”、“滚动”或“静”）。 【典例1-2】历史上著名的马德堡半球实验证明了 的存在，同样的装置，在西藏地区做此实验要比在辽宁地区更 （选填“容易”或“不易”）拉开。 跟踪训练1 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） 跟踪训练2 小明在学习了物理后，他马上学以致用，利用空饮料瓶完成了以下实验，其中能证明大气压存在的实验是（ ） A． B． C． D． 跟踪训练3 如图所示的实例中，不能说明大气压强存在的是（ ） A．拔火罐吸在皮肤上 B．用吸管喝饮料 C．注射器打疫苗 D．塑料吸盘挂重物 题型2测量大气压强 1．怎样测量大气压 图示 过程 结论 估测大气压 如图所示，先把注射器的活塞推至顶端，把管内空气排出，用橡皮帽把注射器的小孔堵住。然后在活塞下端悬挂钩码，并逐渐增加钩码数量，直到活塞将开始被拉动为止。 为了用这个实验估测出大气压的值，需要测量哪些物理量?请列出用测得的物理量表示的大气压表达式。 通常，人们把760 mm高的汞柱所产生的压强，作为1个标准大气压,符号为1 atm。 1 atm的值约为1.013×10⁵Pa。这相当于10N的压力作用在1cm²的面积上，比大象躺倒时对地面的压强还大。 托里拆利实验示意图 1. 分析“液片”AB的受力情况： 受力平衡→F向上=F向下→p大气压S=p水银柱S→p0=p液柱=ρ水银gh 2. 1643年，意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了大气压的值。他在一根长约1m、一端封闭的玻璃细管内灌满汞液，用手指堵住管口，再将管口向下插入汞液槽中。移开手指后，会看到管内汞柱随即下降。当汞柱降到管内外液面的高度差约为760 mm时，它就停止下降了。若将管子倾斜，管内外液面的高度差仍保持不变。玻璃细管内汞柱液面上方是真空，而管外汞液面上方受到大气压P0作用，正是大气压支持着管内760 mm高的汞柱，这表明大气压跟760 mm高的汞柱产生的压强相等。后来，人们把这个实验叫做托里拆利实验。 （a）汞气压表 （b）无液气压计 在技术上，可以直接用仪器测量出大气压的大小。 如图（a）所示的汞气压表，是在托里拆利实验的基础上研制成的。图（b）是无液气压计，表盘指针能显示气压的大小。氧气瓶上的压力表就是一种无液气压计。 【探究归纳】1个标准大气压的值约为1.013×10⁵Pa ★特别提醒 托里拆利如果用水做这个实验，留在玻璃管中的水柱大约有10m高。 2．大气压与人类生活 图示 过程 结论 探究水的沸点与气压的关系 如图 (a)所示，用注射器给沸腾的水打气加压，观察水是否继续沸腾。如图 (b)所示，对沸腾的水停止加热，随即用注射器抽气减压，观察水是否会再次沸腾。 通过上面的实验可以知道，水的沸点与水面上的气压有关：当气压增大时，水的沸点升高，沸腾的水停止沸腾；当气压减小时，水的沸点降低，水又再次沸腾。 由于水的沸点随气压变化而变化，高山上气压低，水的沸点也低，所以在高山上煮饭时，虽然水已经沸腾很久，但米饭常常还没有煮熟，因此在高山上要用密闭的高压锅煮饭。高压锅内的气压高于外面的大气压，这样就能使水的沸点升高，把饭煮熟。 离心式水泵 离心式水泵是利用大气压把水从低处“抽”向高处的。它的结构如图所示，主要部分是泵壳和装在泵壳里的叶轮，叶轮的轴跟电动机(或柴油机)的轴相连。 水泵启动前，应使泵壳里灌满水。水泵启动后，高速旋转的叶轮将壳里的水甩到出水管内，从而造成叶轮转轴附近的气压减小，这样水就在大气压的作用下，推开底阀沿着进水管进入泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管内……只要电动机持续地带动叶轮旋转，水就会不断 地从低处“抽”向高处。 【探究归纳】水的沸点与水面上的气压有关：当气压增大时，水的沸点升高； 大气压随高度变化而变化，海拔越高，大气压越小。 【典例2-1】用如图所示的两种气压装置来观察大气压的变化，对于现象解释正确的是（ ） A．大气压增大时，甲图中玻璃管内的液面会下降 B．大气压增大时，乙图中玻璃管内的液面会上升 C．海拔升高时，甲图中玻璃管内的液面会上升 D．海拔升高时，乙图中玻璃管内的液面会上升 【典例2-2】托里拆利测量大气压强值实验如图1所示。 (1)当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强，说明此时的气压 （选填“大于”“等于”“小于”）一个标准大气压；如果将托里拆利实验装置搬到高山上，测得水银柱的高度 ；实验时如果换用更粗的玻璃管，测得水银柱的高度 （后两空选填“变高”、“变低”或“不变”）； (2)若在管的A处扎一个孔，此时 （选填“有”或“没有”）水银从A处流出，原因是管内A点上方水银柱产生的压强 （选填“大于”“等于”或“小于”）A点受到的大气压； (3)某同学利用透明硬质水管测量大气压强值，图2为实验装置示意图。管子上端封闭，下端浸在水槽中，管内装满水，打开K2，管内水面静止后水面高度为h1，则测得大气压强值为 Pa。 跟踪训练1 利用注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测量大气压强的值。 (1)实验的原理是 。 (2)把注射器的活塞推到外筒的最底端，这样做的目的是 ，然后用一个橡皮帽密封注射器的小孔，这样做的目的是 。 (3)用细绳将注射器的活塞与弹簧测力计的挂钩相连，如图所示，然后慢慢水平拉动注射器的外筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为19N；假设注射器外筒与活塞密封的空间为真空，再继续稍微拉动注射器的外筒，使活塞再继续滑动一些，弹簧测力计的示数将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)观察注射器的最大容积为10cm3，用刻度尺测出注射器 部分的长度为5cm，由此可计算出活塞的横截面积为 cm2。 (5)大气压的值为 Pa。 跟踪训练2 生活中拔火罐之所以能紧紧吸附在皮肤上是因为 的作用。利用自制气压计从1楼移动到30楼楼顶的天台上，海拔升高，外界气压 ，管中的液面将 （选填“上升”“下降”或“不变”）。 跟踪训练3 如图甲所示为水的沸腾实验装置。水沸腾时，温度计的示数如图乙所示，为 ℃，此时大气压 （选填“高于”“低于”或“等于”）1个标准大气压，沸腾时气泡情形应为图丙中的 （选填“C”或“D”）。 【能力培优练】 1．关于液体和气体压强及相关的应用，下列说法正确的是（ ） A．液体只对容器底部产生压强 B．大气压强是由地球表面空气的重力产生的 C．随着海拔高度的增加，水的沸点升高 D．在同一深度，液体向各个方向的压强不同 2．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．如图，小红同学利用托里拆利实验测量大气压强的值，以下判断正确的是（ ） A．若把此装置从1楼搬到34楼，管内外水银面的高度差将增大 B．此时大气压强等于770mm高水银柱所产生的压强 C．若在玻璃管顶部戳一小孔，管内水银将从顶部喷涌而出 D．若将玻璃管向上提升一点（管口不离开水银液面），管内外水银面的高度差保持不变 4．如图所示是小强同学自制的气压计，把它从1楼拿到15楼去后，会发现（ ） A．细管内液柱高度上升 B．细管内液柱高度不变 C．细管内液柱高度下降 D．无法判断 5．下列与气压有关的说法正确的是（ ） A．注射器把药液注射入病人身体的过程中，利用了大气压 B．高压锅是利用了气压的增加，水的沸点会降低的原理 C．托里拆利实验装置是个连通器 D．吸管吸饮料利用了大气压 6．如图所示，用1m长玻璃管做托里拆利实验，测得此时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强；若将玻璃管向上提升一点，移动玻璃管的过程中不漏气，水银柱高度将 （选填“升高”“不变”或“降低”）；若将此装置从山下拿到山上做实验，测量的大气压将 （选填“变小”“不变”或“变大”）。 7．如图所示，小明用硬质塑料瓶装满水后拧紧盖子，在侧壁A处开了一个小孔，发现水 （填“会”或“不会”）流出来，这是 作用的结果。 8．下图所示的是负压救护车，车内空间为负压舱，它能有效防止病毒再传播。负压装置的主要部分是一个抽气机，将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出，使车内气压 车外大气压，在 作用下，清洁的空气由车外流向车内。 9．估测大气压的值，小明准备了20mL的注射器、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳、小桶、细沙等来进行探究，步骤如下： （1）将注射器的活塞推到注射器的前端，用橡皮帽封住注射器的小孔。 （2）如图甲在活塞上拴挂一个小桶，向桶里逐渐增加细沙，直至活塞刚好拉动。 （3）如图乙用弹簧测力计测出小桶和细沙的总重为19.8N （4）如图丙利用体积和长度测出活塞的横截面积，最后测得大气压的值。 （5）请将测量的量填入下列表格中 大气对活塞的压力F/N 注射器容积V/mL 注射器有刻度部分的长度l/cm 活塞的横截面积S/m² 大气压的值p/Pa （6）最早通过实验测量大气压的是意大利科学家托里拆利，如图（a）所示，在长约1m、一端开口的细玻璃管中注满水银，用手指堵住管口，将其倒插在水银槽中，如图（b）所示，放开堵住管口的手指；管内水银面下降，直到与水银槽中水银面的高度差约为76cm时停止，如图（c）所示，其原因是管内水银面的上方是 （选填“空气”或“真空”），对水银面 （选填“有”或“没有”）压强，而管外水银面的上方是空气，通过水银槽中的水银，对管内水银产生 （选填“向上”或“向下”）的压强，维持了76cm高的水银柱。因此，大气压的值等于这段水银柱产生的压强。若仅将玻璃管倾斜时，如图（d）所示，则原来76cm高的水银柱高度 （选填“变高”、“变低”或“不变”）。若仅将玻璃管中水银换成密度更大的液体，则原来76cm高的水银柱高度 （选填“变高”、“变低”或“不变”）。 10．小明利用2mL的一次性注射器等器材，估测大气压的值： (1)操作步骤如下： a．将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔，目的是 ，并防止漏气； b．用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳子的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为4.4N； c．用刻度尺测出注射器 的长度为5.00cm； (2)根据实验数据可求出大气压强为 Pa； (3)小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；②活塞与注射器筒壁间有摩擦；③误将注射器总长度当成全部刻度长度；④活塞与注射器筒壁不完全密封，上述原因一定会使测量值偏大的是 （多选）； (4)为测量活塞与注射器筒壁间的摩擦，小明同学可以 橡皮帽，拉动弹簧测力计，直至活塞匀速运动，记下示数为0.8N，则摩擦力的大小为 ； (5)小明还发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推活塞时，越推越费力。由此猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越 。 【链接中考】 1．（2025·山东淄博·中考真题）淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示，球形器和长柄上下贯通，长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后，通过底部圆孔与酒缸相通构成 ，酒进入汲酒器内；用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸，酒在 的作用下不会滴漏；松开手指，酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。 2．（2025·山东德州·中考真题）实验室用排水法收集O2，当集气瓶中的水被排出到如图所示的位置时，集气瓶内的气体压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界大气压强。 3．（2025·山东·中考真题）镓铟锡合金常温下处于液态，且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水银测量大气压强，他们决定先测量镓铟锡合金的密度，再测量大气压强。 (1)测量密度前，为了提高液体体积测量的精确度，应在图中所示的三种注射器中选择 （选填“5mL”“20mL”或“30mL”）的注射器。 (2)同学们先测量了所选用注射器的质量m1随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时，注射器中会有气泡，于是将气泡排出后，读取合金的体积V，并用天平衡量它们的总质量。将测量和计算出的数据填入表格。 实验次数 注射器的质量m1/g 注射器和合金总质量/g    抽取的合金体积/mL 合金密度g/cm3 1 6.2 13.9 1.2 6.4 2 28.5 3.6 6.2 3 4.0 第3次实验所测如图乙所示，为 g，计算得合金密度为 g/cm3。 通过三次实验，得到所测镓铟锡合金的密度为 g/cm3。 (3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后，手持软管中部缓慢上提，保持两端管口始终在液态合金液面以下，直至软管中液柱分离，如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm，小组测得的大气压强为 Pa。（取g=10N/kg） (4)交流评估时，小明回想起，测量液态合金体积过程中。注射器零刻度线前端接口处，还有一小部分液体，如图丁所示，这部分液态合金体积未被计入，会导致密度的测量结果 （选填“偏大”或“偏小”）。请你利用现有器材设计实验，消除这一小部分液体带来的影响，测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $