内容正文:
第5节 大气压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 大气压强的存在 1
题型2 大气压强的测量 4
题型3 大气压与高度的关系 13
题型4 大气压对沸点的影响 16
题型5 大气压强的应用 18
【能力培优练】 22
【链接中考】 28
【重难题型讲解】
题型1 大气压强的存在
1.定义:
大气对浸在它里面的物体的压强,简称大气压或气压。
2.产生原因:
空气受重力并且具有流动性。
3.特点:
大气内部向各个方向都有压强。
4.证明大气压存在的实验或现象:
(1)马德堡半球实验:第一个证明大气压存在。
(2)覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、注射器吸药液、吸管吸饮料等。
【典例1-1】(24-25八年级下·湖南永州·期中)下列各图不能证明大气压存在的是( )
A.牛奶盒的变化 B.用注射器注射药液
C.瓶中取袋 D.覆杯实验
【答案】B
【详解】A.牛奶盒的变化:吸牛奶时,盒内空气被吸出,气压减小,外界大气压将牛奶盒压扁,能证明大气压存在,故A不符合题意;
B.用注射器注射药液:注射器注射药液是依靠手的推力,将药液注入体内,不是利用大气压,不能证明大气压存在,故B符合题意;
C.瓶中取袋:袋在瓶内时,瓶内气压小于外界大气压,大气压将袋紧紧压在瓶内,难以取出,能证明大气压存在,故C不符合题意;
D.覆杯实验:杯子倒置后,纸片不下落,是因为外界大气压托住了纸片和杯内的水,能证明大气压存在,故D不符合题意。
故选B。
【典例1-2】(24-25八年级下·广西南宁·期中)由于大气像液体一样也受到 的作用且具有 性,因此大气向各个方向都有压强,这种压强称为大气压强,简称大气压。
【答案】
重力
流动
【详解】[1]大气和液体类似,受到重力的作用,会对浸在其中的物体产生压力。
[2]大气具有流动性,像液体一样,会向各个方向流动,所以大气能向各个方向施加压强,从而产生大气压强。
【典例1-3】(2025·河南郑州·模拟预测)同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动,如图。用湿手取热馒头,利用水 吸热导致不烫手(填物态变化名称);塑料吸盘挂钩能“吸”在墙砖上,说明 的存在。
【答案】 汽化 大气压
【详解】[1]在拿刚出笼的馒头时先将手沾点水,遇到热的馒头,手上的水变成水蒸气,这是汽化现象,要吸收热量,使手的温度不会很高,手不会被烫伤。
[2]塑料吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,所以塑料吸盘挂钩能“吸”在墙砖上,说明大气压的存在。
跟踪训练1(24-25八年级下·河南安阳·期末)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
【详解】[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。
跟踪训练2如图甲所示,将装满水的杯子倒置过来,纸片不下落,说明纸片受到 的作用。若此时将瓶口转向各个方向,如图乙和丙所示,纸片都不落下,说明 。
【答案】 大气压 大气向各个方向都有压强
【详解】[1]纸的下方受到大气压的作用,纸的上方受到瓶中水产生压强的作用,大气压远大于瓶中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落。
[2]由于气体具有流动性,若此时将瓶口转向各个方向,纸片都不落下说明,说明大气向各个方向都有压强。
跟踪训练3如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在 作用下,铁桶被压瘪了。沸腾之后把桶口堵住浇上冷水的目的是 。若桶内气压不变,把实验从山下移到高山上做,则铁桶被压瘪的程度会 ;若铁桶正表面的面积是,则在标准大气压下,铁桶正表面所受到的大气压力是 N。
【答案】 大气压(强) 让桶内水蒸气液化,使桶内气压小于外界大气压 变小
【详解】[1][2]在铁桶内放少量的水,烧开后把开口堵住,再浇上冷水,铁桶内的水蒸气遇冷液化成小水珠,气压减小,导致桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了。
[3]因为大气压随高度的增大而减小,如果把实验从山下移到高山上做,外部气压减小,而桶内气压不变,则内外气压差逐渐减小,则铁通的形变的程度会变小。
[4]根据可知,铁桶正表面所受到的大气压力为
题型2 大气压强的测量
1.测量工具:气压计(水银气压计和金属盒气压计)。
2.托里拆利实验:
(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
(4)说明:
A.实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空。若未灌满,则测量结果偏小。
B.本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C.将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
D.科学家托里拆利首先测定了大气压的数值。
3.标准大气压:通常把760mm高水银柱所产生的压强叫标准大气压。
(1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa)
【典例2-1】(24-25八年级下·湖北武汉·月考)图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管h上升到P点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中管内真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压水gh3
D.同时带着两装置登上山顶,发现h1会增大,h3会变小
【答案】B
【详解】A.甲图中h1是玻璃管内水银面与水银糟中水银面之间的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等,甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是,故A错误;
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会产生一个压力使水银柱变低,因此测量值将偏小,故B正确;
C.乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,瓶内的气压大于外界大气压,瓶内外气压之差等于,故C错误;
D.大气压随高度的增加而减小,因此带着两装置登山,甲图中h1会变小,乙图“自制气压计”登山后,瓶外气压减小,瓶内气压不变,因此瓶内管子水面上升,h3会增大,故D错误。
故选B。
【典例2-2】(2025·山东滨州·模拟预测)如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【答案】D
【详解】A.玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确,不符合题意;
B.由图可知此时外界大气压强等于高水银柱产生的压强,倾斜后高度变为,是因为玻璃管高度不够长,故B正确,不符合题意;
C.外界大气压不变,外界大气压强等于高水银柱产生的压强,故倾斜后高度变为,水银充满全管,所以水银对玻璃管上端有压强,故C正确,不符合题意;
D.玻璃管倾斜后,上端碰出一小孔,玻璃管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D不正确,符合题意。
故选D。
【典例2-3】(24-25八年级下·上海·期末)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。如图所示,绳子两端同学们参与的实验为 实验,如图所示活动,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,而该意大利科学家当时用水银测得水银柱高度仅为76cm,两种液体高度差异如此大是由于水银的 远大于水(填物理量名称)。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 大气压强 密度
【详解】[1]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。
[2][3]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。
[4]托里拆利实验中,实验时玻璃管中水银柱高76cm,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,水银的密度远大于水,所以高度远小于水。
跟踪训练1(25-26九年级上·上海徐汇·月考)大气压与我们的生活息息相关。
(1)下列装置利用大气压工作的是( )
A.吸尘器 B.密度计 C.液位计 D.订书机
(2)如图所示, 实验首先测出了大气压强的值。
①若将玻璃管直径加粗,管中汞柱的高度将 ;
A.变高 B.变低 C.不变
②将玻璃管略微倾斜,管中汞柱的竖直高度 ;
A.变高 B.变低 C.不变
(3)某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系,他们操控带有压强传感器的无人机,使其从地面(A点)沿竖直方向飞到最大高度(D点约为60m),再原路返回。传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示。无人机飞行到B点时,大气压强为 Pa;分析图中的曲线及相关条件,可知,每升高10m,大气压强约降低 Pa。
【答案】(1)A
(2) 托里拆利 C C
(3) 1.012×105 100
【详解】(1)A.吸尘器工作时,内部电机使气压降低,外界大气压将灰尘压入吸尘器,利用了大气压,故A符合题意;
B.利用物体的浮沉条件(漂浮时浮力等于重力)工作,与大气压无关,故B不符合题意;
C.液位计(如锅炉水位计)是利用连通器原理工作的,连通器内同种液体不流动时,各容器中的液面保持相平,没有利用大气压。故C不符合题意;
D.订书机利用杠杆原理(省力杠杆)工作,与大气压无关。故D不符合题意。
故选A。
(2)[1]图中实验是托里拆利实验,首次测出了大气压强的值。
[2]托里拆利实验中,管中汞柱高度由大气压决定(),与玻璃管直径无关,因此直径加粗后,汞柱高度不变。
故选C。
[3]玻璃管倾斜时,汞柱的竖直高度仍由大气压决定,因此竖直高度不变。
故选C。
(3)[1]由图可知,无人机飞到B点时,大气压强为。
[2]A到D点高度约60m,A点压强,D点压强,压强降低了
可知每升高10m,压强降低约
跟踪训练2(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)按要求完成下列填空;
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家 ,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为 cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是 ;实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上,用力挤压吸盘,这样做的目的是 ;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d;
B.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数为F;
C.则计算大气压的值可表示为p= 。(用测量的物理量表示)
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向 都有压强;
(5)如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,则他 (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小。(设大气压约为1.0×105Pa)。
【答案】(1) 托里拆利 76
(2) p= 排出吸盘内空气
(3)
(4)各个方向
(5)不能
【详解】(1)[1][2]1643年意大利科学家托里拆利做了著名的“托里拆利实验”,最早精准测出了大气压的数值,在标准大气压下他测得管内外水银面的高度差为。
(2)[1][2]利用如图所示方法估测大气压值时,利用了二力平衡的知识,即用力挤压吸盘,排出里面的空气,使里面接近真空,此时外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上,当用弹簧测力计刚好拉出吸盘时,拉力刚好等于大气压产生的压力;然后测出吸盘的直径,通过计算得到吸盘表面积;根据计算即可得到大气压值,即实验原理是。
(3)忽略吸盘的重力,吸盘受到向上的拉力和向下的大气压力,这两个力是一对平衡力,所以
根据上式可解得大气压强为
(4)玻璃板分别斜放、立放时,弹簧测力计向相同的方向拉吸盘,均有大气压,说明大气向各个方向都有压强。
(5)拉力
拉力大于弹簧测力计的最大测量值,所以,他不能使用该弹簧测力计测出大气压的大小。
跟踪训练3(24-25八年级下·江苏常州·月考)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
【详解】[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。
题型3 大气压强与高度的关系
1.大气压强特点:
(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
(2)大气压与地点、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。
2.大气压强随高度变化规律:
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)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。
【典例3-1】(2025·安徽·二模)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
【详解】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3-2】(24-25八年级下·山东淄博·期末)一位同学从淄博出发,旅游目的地可能是杭州,也可能是西藏。出发前,他给家里没开封的一袋小食品拍了一张照片,如图甲所示;到达目的地后又给这袋小食品拍了一张照片,如图乙所示。不考虑温度对袋内气压的影响,下列判断正确的是( )
A.乙图为在杭州拍摄,包装袋内的气压变小 B.乙图为在杭州拍摄,包装袋外的气压变大
C.乙图为在西藏拍摄,包装袋外的气压变小 D.乙图为在西藏拍摄,包装袋内的气压变大
【答案】C
【详解】根据题意可知,这位同学从淄博出发,可能的目的地是杭州或西藏,但题中提到“不考虑温度对袋内气压的影响”,那我们就可以从海拔高度对气压的影响来分析问题,西藏属于高海拔地区,外界的大气压力也比在淄博时低,因为海拔越高,大气压力越低;而杭州的海拔相对较低,与淄博相比,外界大气压力的变化不会很大,外界大气压力基本相同或者变化很小,这位同学到目的地后,包装袋发生了膨胀,这意味着包装袋内部的气压比外界气压较高,这是因为当外部气压降低时,包装袋内部原有的气压显得更高,从而导致包装袋膨胀,故此判断这位同学是在西藏拍摄的照片,外界大气压力小于包装袋内的气压。
故选C。
【典例3-3】(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示为自制气压计,小明手持自制气压计从一楼坐电梯到10楼,观察到玻璃管内的水柱会 (填“上升”或“下降”)。
【答案】上升
【详解】大气压随海拔的升高而变小。小明手持自制气压计从一楼坐电梯到10楼,海拔升高,外界大气压变小,瓶内气压不变,将瓶内水压入玻璃管,则玻璃管内水柱会上升。
跟踪训练1(2025·安徽芜湖·模拟预测)小林自制的气压计如图所示,他把该气压计从某山脚拿到山顶过程中,细玻璃管中的水面上升了11cm,则山的高度约 m。(g取10N/kg,,已知海拔每升高10m,大气压减小110Pa)
【答案】100
【详解】从山脚到山顶,大气压强减小,导致细玻璃管中的水面上升。大气压强的减小量等于上升水柱产生的压强。大气压强的减小量为
海拔每升高10m,大气压减小110Pa,则山的高度为
跟踪训练2如图所示,一个带有压强传感器的无人机沿倾斜直线匀速飞行。在此过程中,传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和B点分别表示无人机在两个不同高度时的数据。分析数据,可知该无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约 帕,该无人机所处高度 。
【答案】 200 增大
【详解】[1]由图可知A点的大气压强为,B点的大气压强为。无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约
[2]大气压随着高度的升高而减小,从A点到B点,大气压降低,因此无人机所处的高度增大。
题型4 大气压强对沸点的影响
液体沸点与压强:
1.关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
2.应用:高压锅、除糖汁中水分。
【典例4-1】“做实验”是一种重要的学习方法,在学习沸腾知识时,小雨做了如下实验:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞紧瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。烧瓶内的水重新沸腾,此过程中烧瓶内水蒸气遇冷 (填物态变化名称),气压减小,水的沸点 。
【答案】 液化,降低。
【详解】当向瓶底浇冷水时,烧瓶内水蒸气遇冷液化,气压减小。
由于瓶内液面上方气压减小,导致沸点降低,烧瓶内的水重新沸腾。
【典例4-2】煮面条时,人们一般先用大火使水迅速沸腾,再改用小火使水保持沸腾。改用小火使水保持沸腾时,水的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。使用高压锅煮饭更容易把饭煮熟,原因是气压越高水的沸点越 (选填“高”或“低”)。
【答案】 不变 高
【详解】由液体沸腾时的特点可知,液体沸腾时温度保持不变。所以改用小火使水保持沸腾时,水的温度不变。
用密封性好的高压锅煮饭时,随着温度的升高,水不断汽化成水蒸气,水蒸气在高压锅内不易外泄,导致锅内气压增大,根据沸点与气压的关系可知,水上方的气压越高,水的沸点就会越高,所以用高压锅煮饭更容易把饭煮熟。
跟踪训练1 (25-26九年级上·福建福州·期中)制药厂在制药时,为了从药液中提取抗菌素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度必须保持不超过80℃(该地区水的沸点为98℃),可采取的方法是( )
A.增大容器内的气压
B.缩短加热时间
C.降低容器内的气压
D.用微火加热使其沸腾
【答案】C
【详解】水的沸点与水面的气压有关,水面气压越大,水的沸点越高。该地区水的沸点为98℃,要求药液的温度必须保持不超过80℃的情况下使水沸腾,则需要降低水面的气压。缩短加热时间和用微火加热使其沸腾并不能降低水的沸点。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
跟踪训练2(2025·广东广州·二模)测量发现某地水的沸点为93℃,通过表1、2推断此地的海拔可能是( )
表1:海拔与大气压的关系表
海拔/km
大气压/(×105Pa)
0
1.01
2
0.80
4
0.62
6
0.47
2:大气压与水的沸点的关系
大气压/(×105Pa)
水的沸点/℃
1.01
100
0.71
90
0.44
80
0.36
75
A.2km B.4km C.5km D.6km
【答案】A
【详解】由表2可知,气压越大,沸点越高,当沸点在93℃,大气压应在之间且更接近,再查表1可知此时海拔高度最接近2km,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
题型5 大气压强的应用
大气压强的应用
注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机等都是利用大气压来工作的。
【典例5-1】(25-26八年级下·全国·随堂练习)下列实例中,与活塞式抽水机抽水原理不同的是( )
A.用吸管吸饮料
B.利用船闸让船通行
C.用吸盘挂钩挂物体
D.用注射器吸取药液
【答案】B
【详解】活塞式抽水机抽水,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,因此其原理是大气压的应用。
A.用力吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,故利用了大气压,故A不符合题意;
B.当船从上游进入闸室时,上游和闸室构成上端开口下端连通的连通器;当船从闸室进入下游时,闸室和下游构成连通器。所以船闸是利用连通器工作的,与大气压无关,故B符合题意;
C.吸盘挂钩通过挤出内部空气形成低压区,在外界大气压作用下紧贴墙面,其原理与活塞式抽水机的原理相同,故C不符合题意;
D.注射器吸取药液时,活塞上提使管内气压减小,药液在大气压作用下进入针管,其原理与活塞式抽水机的原理相同,故D不符合题意。
故选B。
【典例5-2】(24-25八年级下·湖南长沙·期末)我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量。以下事例,没有直接利用大气压强的是( )
A.吸盘挂钩被“吸”在墙上 B.用吸管喝饮料
C.拔火罐 D.用注射器注射
【答案】D
【详解】A.吸盘挂钩被“吸”在墙上,是先挤出吸盘内空气,外部大气压大于内部气压,将吸盘压在墙上,利用了大气压强,故A不符合题意;
B.用吸管喝饮料,是吸气使吸管内气压减小,外部大气压将饮料压入吸管,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.拔火罐,是罐内空气受热排出,冷却后罐内气压小于外界大气压,大气压将罐“压”在皮肤上,利用了大气压强,故C不符合题意;
D.用注射器注射,是通过手对活塞施加推力,直接将药液推入体内,没有利用大气压强,故D符合题意。
故选D。
【典例5-3】(2025·黑龙江·一模)地球周围厚厚的大气保护、养育着我们,也无时无刻不在给我们施加压力。下列事例中能体现大气压力的是( )
A.弹簧测力计测物体重力 B.用吸管吸取饮料 C.抖落伞上的雨滴 D.将图钉压入木板内
【答案】B
【详解】A.弹簧测力计测重力,利用的是弹簧的弹力,与大气压力无关,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,吸管内空气被吸出,内部气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,体现了大气压力,故B符合题意;
C.抖落伞上雨滴,利用的是雨滴的惯性,开始时雨滴和伞一起运动,当伞突然停止运动时,雨滴由于惯性继续运动而和伞分离,与大气压力无关,故C不符合题意;
D.将图钉压入木板,利用的是手施加的压力,与大气压力无关,故D不符合题意。
故选B。
跟踪训练1 (2025·江西·模拟预测)如图所示,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中。下列说法正确的是( )
A.这根“闲置”管是为了利用大气压的原理
B.药液流入血管的主要动力是药液自身的重力
C.此装置与连通器的原理相似
D.输液过程中,瓶内液面上方气压始终等于外界大气压
【答案】A
【详解】A.这根“闲置”的管是为了瓶内始终与大气连通,利用大气压达到瓶内气压与血管中的压强保持稳定,故A正确;
B.药液能流入血管主要是因为药瓶内压强与血管内压强之间的压强差,故B错误;
C.连通器是顶端开口,底部相连的仪器,此装置只有一端顶部开口,故C错误;
D.药液是匀速流出的,则瓶内与血管内的压强差要保持不变,瓶内压强由药液的液体压强和大气压强组成,药液产生的压强会发生变化,所以瓶内的气压也会发生变化,故D错误。
故选A。
跟踪训练2 (24-25八年级下·江苏泰州·月考)如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是用弹簧测力计测金属块重力,一个是装满水的杯子,其杯口用塑料薄片覆盖并倒置悬挂在玻璃罩内,还有一个是充气的气球。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列判断中正确的是( )
A.充气的气球会变小 B.充气的气球变大
C.金属块的重力会变小 D.塑料薄片不会掉下来,玻璃杯中的水不会流出来
【答案】B
【详解】AB.当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大,故A错误,B正确;
C.物体的重力与质量成正比,质量是物质本身的一种属性,与气压大小无关,质量不变,故重力也不变,故C错误;
D.塑料片受重力,水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会掉下来,玻璃杯中的水会流出来,故D错误。
故选B。
【能力培优练】
1.抽水时,活塞在力的作用下向上运动,阀门B ,井内的水冲开阀门A进入圆筒;下压活塞,阀门A 、B打开,水涌到活塞上面。(后两空均选填“打开”或“关闭”)
【答案】 大气压 关闭 关闭
【详解】[1]活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。
[2]由图可知,活塞式抽水机在使用时,提起活塞,阀门B在活塞上面水的压力作用下关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是,低处的水在大气压的作用下推开阀门A进入圆筒。
[3]当压下活塞时,阀门A受水的压力而关闭,水不能向下流,于是阀门A与阀门B之间的水就冲开阀门B涌到活塞上面。
2.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
【详解】[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。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)如图1为战国时期的青铜汲酒器,反映了我国古人高超的智慧,其手柄a处有一方孔,底部b处有一圆孔,图2中的①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程:①在酒通过底部圆孔灌满汲酒器后 方孔将其提出,②将汲酒器放到碗上方后 方孔酒便可从底部圆孔流出。(两空均选填“摁住”或“松开”)
【答案】 摁住 松开
【详解】[1][2]当酒通过底部圆孔灌满汲酒器后,如果松开方孔,汲酒器内外大气压相通,在提起来时酒由于重力会从底部圆孔流出;而摁住方孔时,汲酒器内部上方空气被封闭,气压小于外界大气压,在大气压的作用下酒不会流出。当将汲酒器放到碗上方后,松开方孔,汲酒器内外大气压相通,酒在重力作用下就可以从底部圆孔流出。
4.如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
【答案】A
【详解】在托里拆利实验中,管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,玻璃管水银上方是真空,所以玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。
A.当把玻璃管倾斜时,大气压不变,水银柱产生的压强与大气压强相等,故水银柱的高度不变,所以管内外水银面的高度差不发生变化,仍为760mm,故A正确;
B.向上提起一段距离,管口未离开水银面,水银柱的高度差不变,产生压强始终等于大气压,管内封闭水银柱长度不变, 仍为760mm,故B错误;
C.若玻璃管内混入少量空气,空气也会产生压强,所以大气压支持的水银柱高度会降低,测出的大气压值偏小,故C错误;
D.由于大气压随高度的增加而降低,所以将该装置从山脚移到山顶,玻璃管中水银柱的液面将下降,即玻璃管内外水银面高度差变小,故D错误。
故选A。
5.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,也能保持膨胀状态。假气球设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1>p2 C.p3>p4 D.p3=p4
【答案】C
【详解】AB.抽气前后气球内气体与外界大气相通,故抽气前后,气球内气压都等于大气压,所以p1=p2,故AB错误;
CD.抽气前,瓶内气体与外界大气相通,即p3=p大气压;用抽气机向外抽气时,发现瓶内的气球在膨胀,说明玻璃瓶内气体压强小于大气压,即p大气压>p4,所以p3>p4,故C正确,D错误。
故选C。
6.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A. 回声的产生 B. 彩虹的形成 C. 利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A. 托里拆利实验 B. 富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
【答案】①C;②A;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,可以推翻其观点。
【解析】①亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。他认为在自然界中,接触到真空的液体就会自己填补,会上升。
A.回声的形成是声在传播过程中遇到障碍物,声被障碍物反射回来,与亚里士多德的观点不符。
B.彩虹是太阳光的色散,与亚里士多德的观点不符。
C.用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,与亚里士多德的观点相符。
故选C。
②A选项: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。
B选项:富兰克林风筝雷电实验是大气中的放电现象,与亚里士多德的观点不相关。
C选项: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。
故选A。
7.意大利科学家 首先测定了大气压强的数值,1个标准大气压为 Pa,小明自制了一个如图所示的气压计,他托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,同学小华将数据记录成如下表格:
(1)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将 ;(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 与管内外液柱高度差产生的压强之 ;(选填“和”、“差”或“积”)
(3)从一楼到七楼的过程中,水对瓶底的压强逐渐变 。
【答案】托里拆利,1.01×105;(1)减小;(2)大气压,和;(3)大.
【详解】意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,是760mm,一个标准大气压的数值为
(1)由表中的数据可知,二楼至七楼,随距地面的高度每增加一层,管内外水柱高度差就增加0.3cm,随距地面的高度增大,大气压将均匀减小。
(2)对水柱进行压强分析,如图所示:
由图知,瓶内外的气压差支撑着水柱,即瓶内封闭气体的压强等于大气压和管内外液柱高度差产生的压强之和。
(3)他托着气压计从一楼到七楼,高度升高,大气压会随高度的增加而减小,瓶内气体压强不变,而外界大气压变小,所以管内液面会不断升高,h应变大,根据p=ρgh知,从一楼至七楼的过程中水对容器底的压强变大。
8.某台风正面登陆上海,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。
【链接中考】
1.(2025·山东济南·中考真题)某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度,U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.大于管外大气压, B.小于管外大气压,
C.大于管外大气压, D.小于管外大气压,
【答案】B
【详解】左管中液体静止时,管内气压p和液体产生的压强p液之和与外界大气压p0相等,则有p0=ρ水gh1+p,所以p0>p; 由题意可知左右管内气压相等,管外大气压相等,则两管中液柱产生的压强相等。 即p液=p水; 由此可得ρ液gh2=ρ水gh1,则待测液体的密度。故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2025·山东济宁·中考真题)图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜,空气经胶管进入气球,完成“吸气”过程;撤去拉力,橡皮膜恢复原状,气球内一部分空气经胶管排出,完成“呼气”过程。小明分析了该模型,观点如下:①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力;②向下拉橡皮膜的过程中,橡皮膜的弹性势能逐渐增大;③“吸气”时,瓶内气压大于外部大气压;④“呼气”结束时,气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】D
【详解】手受到的拉力与手对细绳的拉力,这两个力分别作用在细绳和手上,作用在不同的物体上,不是平衡力,所以观点①错误;
向下拉橡皮膜的过程中,橡皮膜发生弹性形变,且形变程度逐渐增大,根据弹性势能的影响因素(弹性形变程度越大,弹性势能越大),橡皮膜的弹性势能逐渐增大,观点②正确;
“吸气”时,向下拉橡皮膜,瓶内空间增大,气压减小,瓶内气压小于外部大气压,空气才会经胶管进入气球,所以观点③错误;
“呼气”结束时,气球内气压等于外部大气压,这样才能保持平衡,观点④正确。
综上所述,观点②和④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到( )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
【答案】A
【详解】在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,由于大气压的作用,水和纸受到大气压施加的一个竖直向上的大气压力,所以不会掉落,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(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
【详解】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。
5.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘,当真空泵将吸盘内的空气抽出时,由于 的作用,它吸附在竖直玻璃上;当它保持静止时,受到的摩擦力与 是一对平衡力;它工作时带动清洁布擦拭玻璃,选用粗糙清洁布的目的是为了增大 。
【答案】 大气压 重力 摩擦力
【详解】[1]当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,擦窗机器人被压在竖直玻璃上。
[2]擦窗机器人保持静止时,处于平衡状态,在竖直方向上,它受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。
[3]根据影响摩擦力大小的因素,在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。擦窗机器人工作时,选用粗糙清洁布,是为了在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,从而更好地擦拭玻璃。
6.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示,在做红磷燃烧测空气中氧气含量的实验中,氧气被消耗,集气瓶内气体的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);打开止水夹,烧杯中的水在 的作用下进入集气瓶,根据集气瓶中水的体积变化,便可测出空气中氧气的体积占比。
【答案】 变小 大气压
【详解】[1]氧气被消耗后,集气瓶内气体的质量变小,体积不变,由可知,密度变小。
[2]氧气被消耗后,集气瓶内气体的压强变小,打开止水夹,水在大气压的作用下进入集气瓶,根据水的体积变化,可判断出瓶内空气体积的变化,测出空气中氧气的体积占比。
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第5节 大气压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 大气压强的存在 1
题型2 大气压强的测量 3
题型3 大气压与高度的关系 8
题型4 大气压对沸点的影响 10
题型5 大气压强的应用 12
【能力培优练】 13
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 大气压强的存在
1.定义:
大气对浸在它里面的物体的压强,简称大气压或气压。
2.产生原因:
空气受重力并且具有流动性。
3.特点:
大气内部向各个方向都有压强。
4.证明大气压存在的实验或现象:
(1)马德堡半球实验:第一个证明大气压存在。
(2)覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、注射器吸药液、吸管吸饮料等。
【典例1-1】(24-25八年级下·湖南永州·期中)下列各图不能证明大气压存在的是( )
A.牛奶盒的变化 B.用注射器注射药液
C.瓶中取袋 D.覆杯实验
【典例1-2】(24-25八年级下·广西南宁·期中)由于大气像液体一样也受到 的作用且具有 性,因此大气向各个方向都有压强,这种压强称为大气压强,简称大气压。
【典例1-3】(2025·河南郑州·模拟预测)同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动,如图。用湿手取热馒头,利用水 吸热导致不烫手(填物态变化名称);塑料吸盘挂钩能“吸”在墙砖上,说明 的存在。
跟踪训练1(24-25八年级下·河南安阳·期末)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。
跟踪训练2如图甲所示,将装满水的杯子倒置过来,纸片不下落,说明纸片受到 的作用。若此时将瓶口转向各个方向,如图乙和丙所示,纸片都不落下,说明 。
跟踪训练3如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在 作用下,铁桶被压瘪了。沸腾之后把桶口堵住浇上冷水的目的是 。若桶内气压不变,把实验从山下移到高山上做,则铁桶被压瘪的程度会 ;若铁桶正表面的面积是,则在标准大气压下,铁桶正表面所受到的大气压力是 N。
题型2 大气压强的测量
1.测量工具:气压计(水银气压计和金属盒气压计)。
2.托里拆利实验:
(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
(4)说明:
A.实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空。若未灌满,则测量结果偏小。
B.本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C.将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
D.科学家托里拆利首先测定了大气压的数值。
3.标准大气压:通常把760mm高水银柱所产生的压强叫标准大气压。
(1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa)
【典例2-1】(24-25八年级下·湖北武汉·月考)图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管h上升到P点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中管内真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压水gh3
D.同时带着两装置登上山顶,发现h1会增大,h3会变小
【典例2-2】(2025·山东滨州·模拟预测)如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【典例2-3】(24-25八年级下·上海·期末)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。如图所示,绳子两端同学们参与的实验为 实验,如图所示活动,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,而该意大利科学家当时用水银测得水银柱高度仅为76cm,两种液体高度差异如此大是由于水银的 远大于水(填物理量名称)。
跟踪训练1(25-26九年级上·上海徐汇·月考)大气压与我们的生活息息相关。
(1)下列装置利用大气压工作的是( )
A.吸尘器 B.密度计 C.液位计 D.订书机
(2)如图所示, 实验首先测出了大气压强的值。
①若将玻璃管直径加粗,管中汞柱的高度将 ;
A.变高 B.变低 C.不变
②将玻璃管略微倾斜,管中汞柱的竖直高度 ;
A.变高 B.变低 C.不变
(3)某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系,他们操控带有压强传感器的无人机,使其从地面(A点)沿竖直方向飞到最大高度(D点约为60m),再原路返回。传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示。无人机飞行到B点时,大气压强为 Pa;分析图中的曲线及相关条件,可知,每升高10m,大气压强约降低 Pa。
跟踪训练2(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)按要求完成下列填空;
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家 ,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为 cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是 ;实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上,用力挤压吸盘,这样做的目的是 ;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d;
B.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数为F;
C.则计算大气压的值可表示为p= 。(用测量的物理量表示)
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向 都有压强;
(5)如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,则他 (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小。(设大气压约为1.0×105Pa)。
跟踪训练3(24-25八年级下·江苏常州·月考)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”)。
题型3 大气压强与高度的关系
1.大气压强特点:
(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
(2)大气压与地点、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。
2.大气压强随高度变化规律:
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)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。
【典例3-1】(2025·安徽·二模)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3-2】(24-25八年级下·山东淄博·期末)一位同学从淄博出发,旅游目的地可能是杭州,也可能是西藏。出发前,他给家里没开封的一袋小食品拍了一张照片,如图甲所示;到达目的地后又给这袋小食品拍了一张照片,如图乙所示。不考虑温度对袋内气压的影响,下列判断正确的是( )
A.乙图为在杭州拍摄,包装袋内的气压变小 B.乙图为在杭州拍摄,包装袋外的气压变大
C.乙图为在西藏拍摄,包装袋外的气压变小 D.乙图为在西藏拍摄,包装袋内的气压变大
【典例3-3】(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示为自制气压计,小明手持自制气压计从一楼坐电梯到10楼,观察到玻璃管内的水柱会 (填“上升”或“下降”)。
跟踪训练1(2025·安徽芜湖·模拟预测)小林自制的气压计如图所示,他把该气压计从某山脚拿到山顶过程中,细玻璃管中的水面上升了11cm,则山的高度约 m。(g取10N/kg,,已知海拔每升高10m,大气压减小110Pa)
跟踪训练2如图所示,一个带有压强传感器的无人机沿倾斜直线匀速飞行。在此过程中,传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和B点分别表示无人机在两个不同高度时的数据。分析数据,可知该无人机从A点到B点时,附近的大气压强变化了约 帕,该无人机所处高度 。
题型4 大气压强对沸点的影响
液体沸点与压强:
1.关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
2.应用:高压锅、除糖汁中水分。
【典例4-1】“做实验”是一种重要的学习方法,在学习沸腾知识时,小雨做了如下实验:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞紧瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。烧瓶内的水重新沸腾,此过程中烧瓶内水蒸气遇冷 (填物态变化名称),气压减小,水的沸点 。
【典例4-2】煮面条时,人们一般先用大火使水迅速沸腾,再改用小火使水保持沸腾。改用小火使水保持沸腾时,水的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。使用高压锅煮饭更容易把饭煮熟,原因是气压越高水的沸点越 (选填“高”或“低”)。
跟踪训练1 (25-26九年级上·福建福州·期中)制药厂在制药时,为了从药液中提取抗菌素粉剂,采用加热的方法使水沸腾除去水分,但要求药液的温度必须保持不超过80℃(该地区水的沸点为98℃),可采取的方法是( )
A.增大容器内的气压
B.缩短加热时间
C.降低容器内的气压
D.用微火加热使其沸腾
跟踪训练2(2025·广东广州·二模)测量发现某地水的沸点为93℃,通过表1、2推断此地的海拔可能是( )
表1:海拔与大气压的关系表
海拔/km
大气压/(×105Pa)
0
1.01
2
0.80
4
0.62
6
0.47
2:大气压与水的沸点的关系
大气压/(×105Pa)
水的沸点/℃
1.01
100
0.71
90
0.44
80
0.36
75
A.2km B.4km C.5km D.6km
题型5 大气压强的应用
大气压强的应用
注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机等都是利用大气压来工作的。
【典例5-1】(25-26八年级下·全国·随堂练习)下列实例中,与活塞式抽水机抽水原理不同的是( )
A.用吸管吸饮料
B.利用船闸让船通行
C.用吸盘挂钩挂物体
D.用注射器吸取药液
【典例5-2】(24-25八年级下·湖南长沙·期末)我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量。以下事例,没有直接利用大气压强的是( )
A.吸盘挂钩被“吸”在墙上 B.用吸管喝饮料
C.拔火罐 D.用注射器注射
【典例5-3】(2025·黑龙江·一模)地球周围厚厚的大气保护、养育着我们,也无时无刻不在给我们施加压力。下列事例中能体现大气压力的是( )
A.弹簧测力计测物体重力 B.用吸管吸取饮料 C.抖落伞上的雨滴 D.将图钉压入木板内
跟踪训练1 (2025·江西·模拟预测)如图所示,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中。下列说法正确的是( )
A.这根“闲置”管是为了利用大气压的原理
B.药液流入血管的主要动力是药液自身的重力
C.此装置与连通器的原理相似
D.输液过程中,瓶内液面上方气压始终等于外界大气压
跟踪训练2 (24-25八年级下·江苏泰州·月考)如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是用弹簧测力计测金属块重力,一个是装满水的杯子,其杯口用塑料薄片覆盖并倒置悬挂在玻璃罩内,还有一个是充气的气球。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列判断中正确的是( )
A.充气的气球会变小 B.充气的气球变大
C.金属块的重力会变小 D.塑料薄片不会掉下来,玻璃杯中的水不会流出来
【能力培优练】
1.抽水时,活塞在力的作用下向上运动,阀门B ,井内的水冲开阀门A进入圆筒;下压活塞,阀门A 、B打开,水涌到活塞上面。(后两空均选填“打开”或“关闭”)
2.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。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)如图1为战国时期的青铜汲酒器,反映了我国古人高超的智慧,其手柄a处有一方孔,底部b处有一圆孔,图2中的①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程:①在酒通过底部圆孔灌满汲酒器后 方孔将其提出,②将汲酒器放到碗上方后 方孔酒便可从底部圆孔流出。(两空均选填“摁住”或“松开”)
4.如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
5.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,也能保持膨胀状态。假气球设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1>p2 C.p3>p4 D.p3=p4
6.亚里士多德为了解释抽水现象,提出了“自然界厌恶真空”理论,意思是只要液面上方出现真空,与真空接触的液体就会流上去填补真空。
①可以用“自然界厌恶真空”理论来解释的现象是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A. 回声的产生 B. 彩虹的形成 C. 利用吸管吸饮料
②可以推翻“自然界厌恶真空”理论的实验是 (选填“A”、“B”或“C”),理由是 。
A. 托里拆利实验 B. 富兰克林雷电实验 C. 马德堡半球实验
7.意大利科学家 首先测定了大气压强的数值,1个标准大气压为 Pa,小明自制了一个如图所示的气压计,他托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,同学小华将数据记录成如下表格:
(1)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将 ;(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 与管内外液柱高度差产生的压强之 ;(选填“和”、“差”或“积”)
(3)从一楼到七楼的过程中,水对瓶底的压强逐渐变 。
8.某台风正面登陆上海,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 。
【链接中考】
1.(2025·山东济南·中考真题)某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度,U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.大于管外大气压, B.小于管外大气压,
C.大于管外大气压, D.小于管外大气压,
2.(2025·山东济宁·中考真题)图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜,空气经胶管进入气球,完成“吸气”过程;撤去拉力,橡皮膜恢复原状,气球内一部分空气经胶管排出,完成“呼气”过程。小明分析了该模型,观点如下:①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力;②向下拉橡皮膜的过程中,橡皮膜的弹性势能逐渐增大;③“吸气”时,瓶内气压大于外部大气压;④“呼气”结束时,气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
3.(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到( )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
4.(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。
5.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘,当真空泵将吸盘内的空气抽出时,由于 的作用,它吸附在竖直玻璃上;当它保持静止时,受到的摩擦力与 是一对平衡力;它工作时带动清洁布擦拭玻璃,选用粗糙清洁布的目的是为了增大 。
6.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图所示,在做红磷燃烧测空气中氧气含量的实验中,氧气被消耗,集气瓶内气体的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);打开止水夹,烧杯中的水在 的作用下进入集气瓶,根据集气瓶中水的体积变化,便可测出空气中氧气的体积占比。
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