6.5 大气压强 讲义-2025-2026学年沪科版(五四制 )八年级物理下册精讲精练
2026-02-03
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2份
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45页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 大气压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.62 MB |
| 发布时间 | 2026-02-03 |
| 更新时间 | 2026-02-28 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56300333.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义围绕大气压强这一核心知识点,系统梳理从马德堡半球实验证明大气压存在及数值很大,到托里拆利实验测定标准大气压值(760mm汞柱,约1.013×10⁵Pa),再到大气压的应用(吸盘、吸管喝饮料等)、与海拔高度的关系及测量工具的知识脉络,构建完整的学习支架。
资料亮点在于以经典实验为载体,通过马德堡半球实验和托里拆利实验帮助学生建立大气压的物理观念,设计自主活动(玻璃管水柱实验)培养科学探究能力。多样化题型(概念辨析、实验题等)强化科学思维,课中辅助教师引导学生理解抽象概念,课后助力学生通过练习查漏补缺,巩固知识应用。
内容正文:
6.5大气压强
一、大气压强
1.马德堡半球实验
1654 年,德国马德堡市的市长在广场上演示了一个令人惊奇的实验。他将两个空心铜质半球紧扣在一起,使它们密合并抽去球内的空气,然后用16匹骏马向两边使劲拉,这才将它们分开。但如果不抽去两个密合的铜半球内的空气,只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。这就是历史上著名的马德堡半球实验(图 6-5-2 )。
结论:马德堡半球实验不仅证明大气有压强,而且说明大气的压强很大。
2.大气压强
地球被一层厚厚的大气层包围着,与液体一样, 大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强,简称大气压,单位也是Pa。天气预报中的气压就是指大气压强。
举例:图6-5-1中挂钩上的吸盘就是被周围的大气牢牢地压在光滑的墙壁上。
二、大气压强的大小
1.自主活动
如图 6-5-4 所示,取长短不一的几根玻璃管,先在一根较短的玻璃管中注满水, 用手堵住管口,将其竖直倒插在水槽中, 再松开手指,玻璃管中的水柱会下降吗? 换更长一些的玻璃管做一做,会有怎样的结果?
上述实验中的水柱不下降是因为被大气压托住了。如果测出大气压所能托起水柱的最大高度,那么就能测出大气压的值。
2. 托里拆利实验
1643年,意大利科学家托里拆利用这样的思想设计了实验,他在一根一端封闭、长度约为1 m的直玻璃管中装满汞 (俗称水银),然后用手指堵住管口,将玻璃管竖直倒插在汞槽中。松开手指,汞柱会下降,但是当下降到管内外汞柱高度差约为760 mm时就不再下降了。托里拆利由此判定,大气压足以支撑住760 mm高的汞柱,从而测出了大气压的数值。这就是历史上著名的托里拆利实验。
我们可以对托里拆利实验做如下分析。
考查图(3)中管内外的汞液面, 由于液体中同一水平面各处压强相等,管外汞液面上方是空气,所以该平面两侧的压强均等于大气压。而管内该平面上方是760 mm 高的汞柱,汞柱的上方没有空气,是真空,液体静止时该处平面上下压力平衡,故大气压等于760 mm高的汞柱产生的压强。
根据液体压强的公式,可得大气压p大气 = p汞 =ρ汞gh
= 13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈1.013×105 Pa
3.760 mm汞柱所产生的压强;1个标准大气压的近似值
通常把760 mm汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压 * 。1个标准大气压也可近似取为1×105 Pa。
4.大气压强的测量工具
大气压强可用气压计测量。图 6-5-6 所示的是常见的气压计。
3、 大气压强的应用
1.大气压强的应用
在日常生活中,我们用吸管喝饮料[图 6-5-7(a)]时,吸管内外产生气压差,把饮料压进嘴里。家中的吸尘器[图 6-5-7(b)]、扫地机,安装工程中搬运平板玻璃使用的吸盘[图 6-5-7(c)],都是利用大气压工作的。
2.大气压与海拔高度的关系
大气压与海拔高度有关,海拔越高,空气越稀薄,大气压越小。测量结果表明,海平面附近的大气压约等于1个标准大气压。
大气压对人体健康有显著的影响。如果从低海拔地区到高海拔地区,部分人会出现头晕、头 痛、恶心、呕吐和无力等症状。这就是通常说的 “高原反应”。
题型1:概念辨析
1.关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气压强是由于大气有重力而产生的
B.大气压强的方向是竖直向下的
C.大气压强随着海拔高度的增加而增大
D.同一地点大气压是不变的
2.下列现象与大气压无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭
B.墨水被吸进钢笔
C.带挂钩的塑料吸盘能吸附在光滑的墙面上
D.医生用注射器给病人注射药液
3.下列有关大气压的说法正确的是( )
A.覆杯实验和“瓶吞鸡蛋”说明了大气压的存在
B.大气压的值总是等于1.013×10⁵Pa
C.一个标准大气压能支持1.013m高的水柱
D.高压锅内气压越高,液体沸点越低
4.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
5.如图实验不能说明大气压存在的是( )
A. 皮碗对吸 B. 瓶吞鸡蛋
C. 纸拖水杯 D.橡皮膜凸出
题型2:大气压有关的现象辨析
6.下列事例中,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.茶壶的壶嘴和壶身一样高 D.贴在玻璃板上的吸盘式挂衣钩
7.如图所示的实例中,与大气压有关的是( )
A.医生进行肌肉注射 B.下水管U形设计
C.用吸盘搬运玻璃 D.书包带做的宽大
题型3:大气压有关的物理学家
8.1644年,首先用实验测定大气压强值的意大利物理学家是( )
A.托里拆利 B.牛顿 C.帕斯卡 D.伽利略
9.著名的 实验有力地证明了大气压强的存在;第一次测出大气压强值的实验是 实验,实验测得的大气压强的值可以用它支撑住 厘米高的水银柱。
10.著名的 实验向世人证明了大气压强的存在,意大利科学家 第一个测定了大气压强的值;通常大气压强随海拔高度的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
11.意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的。相同情况下海拔高度越低,大气压强越 (选填“大”或“小”)。
题型4:大气压有关的估算
12.1个标准大气压可近似取为,上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米 B.2米 C.10米 D.20米
13.上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米 B.2米 C.10米 D.20米
14.你的手掌所受的大气压力约为( )
A.1牛. B.10牛. C.100牛. D.1000牛.
题型5:大气压与海拔高度的关系;大气压的应用
15.大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,( )
A.空气密度越小,大气压强越大 B.空气密度越小,大气压强越小
C.空气密度越大,大气压强越大 D.空气密度越大,大气压强越小
16.概念图或知识树是一种很好的学习方法,某同学学习初二物理时做了教科书《大气压强》一节的概念图,其中四项有下划线的内容中不正确的一项是( )
A.马德堡半球实验 B.托里拆利实验
C.吸尘器 D.液位计
17.下图所示的是某同学设计的天气预报瓶,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,内装有红墨水。随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降。关于该天气预报瓶的说法,不正确的是( )
A.天气预报瓶是利用天气和大气压的关系进行预报的
B.B球和A管液面相平时,显示内外气压一致
C.A管液面明显下降时,说明外界大气压减小
D.瓶中加注的红墨水有利于观察现象
题型6:托里拆利实验
18.如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A.此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强
B.如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C.如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D.如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
19.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽中加水银,玻璃管内水银面将不变
B.将玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若把玻璃管向上稍微提一点,玻璃管内的水银柱会变长
D.若将此装置从山下带到山顶,玻璃管内的水银面会上升
20.在托里拆利实验中,可以使管内水银柱长度增加的方法是( )
A.换一个更长的托里拆利管 B.换一个更粗的托里拆利管
C.将托里拆利管略微倾斜 D.将实验装置移至高山上
21.如图所示是托里拆利实验,此时管内外水银面高度差是760mm。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管换成较粗的,管内外水银面的高度差将变小
B.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将变小
C.如果不小心管顶破了一个洞,管中的水银将从上面喷出
D.若换成水做该实验,管内外水面的高度差仍为760mm
22.用如图所示装置测定某地大气压的大小,下列说法正确的是( )
A.当地大气压跟760mm高的水银柱产生的压强大小相等
B.缓慢向右适当倾斜玻璃管,水银柱高度不变
C.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
D.将水银换成水进行实验,操作更加简便
23.1654年,著名的 实验向世人证明了大气压强的存在且很大;意大利科学家 用如图所示装置进行实验,首先测得了标准大气压强的值约为帕,表示1平方米受力面积受到 ,实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,则管内水银柱长度将 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
24.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。
25.如图所示,某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
题型7:自制气压计
26.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
27.气象小组的同学们还发现,晴天和雨天时简易气压计(如图所示),内部长玻璃细管内的液面高度不同,这是因为大气压除了与 有关,还与温度和湿度有关;1654年著名的 实验,证明了大气有压强,而且大气的压强很大,请举出一个日常生活中应用大气压强的实例 。
28.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
29.现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为p0时,管内外液面高度差为h3,如图所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将 (选填“变大”“不变”或“变小”);将此简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为h4,则山顶的气压为 (用h4,h3,p0表示)。
题型8:实验题
30.如图所示,小华同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。
(1)实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;
(2)将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差将 (选填“升高”“不变”或“降低”);
(3)如果其他条件及器材不变,用水来代替水银做实验, (选填“能”或“不能”)测出大气压的值。
31.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)
32.如图是托里拆利实验将装满水银的长玻璃管倒着插入水银槽中,管内水银会下降一段距离后静止,管的正上方没有水银的地方是 (选填“空气”或“真空”)。若把管子倾斜,水银柱竖直高度差 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1)用刻度尺量出玻璃管内外水银面的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压,实验管中若混入少量空气,测量结果会 (选填“变大”、“变小”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装水的水槽内时,管中的水柱 下降(选填“会”或“不会”),如果这时在管顶开一个小孔、水柱 向上喷出(选填“会”或“不会”)。
题型9:综合信息题
33.如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因,小组同学查阅相关资料得知:(a)一定量的密闭气体在外界压强变大时,体积会减小;(b)一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球将爆裂;(c)大气压强随海拔高度的变化而变化,在某地上空具体变化关系见下表。
海拔(米)
0
200
400
600
800
1000
大气压强(帕)
101.3
98.8
96.4
94.3
92.1
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的增大,大气压强 (选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。 。
34.表格记录了在不同海拔高度时的气温和气压值,请依据表中的信息回答:
海拔(米)
0
2000
8800
11000
14000
20000
24000
30000
气温(℃)
15
2.0
-42.2
-56.5
-56.5
-56.5
-52.5
-46.5
气压(百帕)
1013.3
795.0
316.7
226.3
141.0
54.7
29.3
11.7
(1)当海拔高度为8800米时,气压为 百帕;
(2)根据相关信息,猜想在海拔为16000米的高度时,气温为 ℃;
(3)当海拔高度在20000米到30000米之间时,气温随海拔高度增加而 。
35.学习了压强知识后,小明想对家中的茶壶进行研究,如图所示。他发现这把茶壶的壶盖和壶身之间密封性很好,盖紧壶盖,用手堵住小孔,将壶倾斜向外倒水,流出一点水后,不能继续流出。手离开小孔后,水立即从壶嘴流出。为了解释这个现象,小明查阅了相关资料,得到质量和温度一定时,密闭气体的气压和体积的数据如下表所示。
质量和温度一定的密闭气体
气体体积(米)
0.2
0.1
0.05
0.04
0.025
0.02
气压(帕)
1
2
4
5
8
10
(1)茶壶正常倒水时,利用了 原理;
(2)比较表中气压与气体体积的数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:质量和温度一定的密闭气体, ;
(3)请结合以上信息及所学知识分析说明堵住小孔,将壶倾斜后水不能流出的原因。 。
一、单选题
1.下列事例中,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.用高压锅煮饭 D.贴在玻璃板上的吸盘式挂衣钩
2.首先测出大气压强值的科学家是( )
A.阿基米德 B.帕斯卡
C.托里拆利 D.伽利略
3.小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作中能达到目的的是( )
A.用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B.将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
D.让空易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
4.如图为测量大气压强的水银气压计,会使测得大气压数值偏小的操作是( )
A.将玻璃管略倾斜 B.将玻璃管略微下压
C.将玻璃管直径加粗 D.少量空气泡进入玻璃管内
5.在一根左端封闭、右端开口的U形细玻璃管内注入水银并充满左端,两端水银面的高度差为20厘米,如图所示。若用拇指将开口端堵住,并将U形管的开口向下、松开拇指后,管内两侧水银面的位置应是图中的( )
A. B. C. D.
6.如图所示是由两个球面的一部分组成的一个物体,左边部分的表面积为100厘米2,右边部分的表面积为130厘米2,如果把它放在大气压强为1.0105帕的大气中,则大气对整个物体的作用力大小为( )
A.0 B.300牛 C.2300牛 D.3000牛
二、填空题
7.意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值,著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的;1标准大气压相当于 厘米水银柱产生的压强。
8.1643年意大利科学家 首先用实验测定了大气压的值,但当时大多数人都不相信,直到1654年,著名的 实验,向人们证明了大气压强 。
9.高海拔地区的大气压 (选填“高”或“低”)于1标准大气压,水的沸点 (选填“高”或“低”)于100℃。
10.如图所示,在测定大气压强值的实验中(装置中所用液体为水银),一标准大气压可以支持 cm高的水银柱产生的压强;如果实验地点改在高山顶上进行,玻璃管内外水银液面的高度差将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
11.如图是个自制气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会 (选填“上升”,“下降”,“不变”)玻璃管中液柱静止时,瓶内气压 大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”),说明大气压强随高度的增加而 。(选填“增大”或“减小”)
12.到医院就诊时,患者有时需要静脉输液进行治疗。若药液装在瓶中,静脉输液的示意图如图所示。
(1)其中“进气管”的作用是:输液过程中必须通过它与 相通。输液过程涉及到的物理知识有 ;
A.阿基米德原理 B.大气压强 C.液体的热胀冷缩
(2)图中,如果此时扎针处出现“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,你认为手应该向上抬,还是向下移,请说明理由。
13.某罐装饮料标注有“禁止加热,避免阳光暴晒”的字样,小明为了了解其原因,查阅资料后得知:(a)密封罐内饮料的体积略小于罐的容积,罐内还贮有一定质量的气体。(b)温度升高时,密封饮料罐内饮料的体积变大,饮料罐的体积几乎不变。(c)质量和温度一定的密闭气体体积变小,压强变大。(d)质量和体积一定的密闭气体部分压强与温度的数据,如下表所示。
质量和体积一定的密闭气体
温度(℃)
10
20
30
40
50
压强(千帕)
101
105
108
112
116
①分析比较表中密闭气体的温度、压强及相关条件,可归纳得出的初步结论是:质量和体积一定的密闭气体, 。
②结合所学知识及上述信息,说明罐装饮料“禁止加热,避免阳光暴晒”的原因,并写出分析过程 。
14.小华在暑假期间从上海去玉龙雪山旅行,发现从家里带的零食包装袋膨胀起来,他查阅资料后知道:从海平面到高空的大气压强变化如图所示:
① 1标准大气压可近似取为 1×105Pa,则玉龙雪山的大气压强约为 Pa;
② 从图中我们可以知道大气压强与海拔高度的关系为: ;
③ 请你结合所学的知识及上述信息,分析小华从家里带到玉龙雪山的零食包装袋膨胀起来的原因: 。
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6.5大气压强
一、大气压强
1.马德堡半球实验
1654 年,德国马德堡市的市长在广场上演示了一个令人惊奇的实验。他将两个空心铜质半球紧扣在一起,使它们密合并抽去球内的空气,然后用16匹骏马向两边使劲拉,这才将它们分开。但如果不抽去两个密合的铜半球内的空气,只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。这就是历史上著名的马德堡半球实验(图 6-5-2 )。
结论:马德堡半球实验不仅证明大气有压强,而且说明大气的压强很大。
2.大气压强
地球被一层厚厚的大气层包围着,与液体一样, 大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强,简称大气压,单位也是Pa。天气预报中的气压就是指大气压强。
举例:图6-5-1中挂钩上的吸盘就是被周围的大气牢牢地压在光滑的墙壁上。
二、大气压强的大小
1.自主活动
如图 6-5-4 所示,取长短不一的几根玻璃管,先在一根较短的玻璃管中注满水, 用手堵住管口,将其竖直倒插在水槽中, 再松开手指,玻璃管中的水柱会下降吗? 换更长一些的玻璃管做一做,会有怎样的结果?
上述实验中的水柱不下降是因为被大气压托住了。如果测出大气压所能托起水柱的最大高度,那么就能测出大气压的值。
2. 托里拆利实验
1643年,意大利科学家托里拆利用这样的思想设计了实验,他在一根一端封闭、长度约为1 m的直玻璃管中装满汞 (俗称水银),然后用手指堵住管口,将玻璃管竖直倒插在汞槽中。松开手指,汞柱会下降,但是当下降到管内外汞柱高度差约为760 mm时就不再下降了。托里拆利由此判定,大气压足以支撑住760 mm高的汞柱,从而测出了大气压的数值。这就是历史上著名的托里拆利实验。
我们可以对托里拆利实验做如下分析。
考查图(3)中管内外的汞液面, 由于液体中同一水平面各处压强相等,管外汞液面上方是空气,所以该平面两侧的压强均等于大气压。而管内该平面上方是760 mm 高的汞柱,汞柱的上方没有空气,是真空,液体静止时该处平面上下压力平衡,故大气压等于760 mm高的汞柱产生的压强。
根据液体压强的公式,可得大气压p大气 = p汞 =ρ汞gh
= 13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈1.013×105 Pa
3.760 mm汞柱所产生的压强;1个标准大气压的近似值
通常把760 mm汞柱所产生的压强叫做1个标准大气压 * 。1个标准大气压也可近似取为1×105 Pa。
4.大气压强的测量工具
大气压强可用气压计测量。图 6-5-6 所示的是常见的气压计。
3、 大气压强的应用
1.大气压强的应用
在日常生活中,我们用吸管喝饮料[图 6-5-7(a)]时,吸管内外产生气压差,把饮料压进嘴里。家中的吸尘器[图 6-5-7(b)]、扫地机,安装工程中搬运平板玻璃使用的吸盘[图 6-5-7(c)],都是利用大气压工作的。
2.大气压与海拔高度的关系
大气压与海拔高度有关,海拔越高,空气越稀薄,大气压越小。测量结果表明,海平面附近的大气压约等于1个标准大气压。
大气压对人体健康有显著的影响。如果从低海拔地区到高海拔地区,部分人会出现头晕、头 痛、恶心、呕吐和无力等症状。这就是通常说的 “高原反应”。
题型1:概念辨析
1.关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气压强是由于大气有重力而产生的
B.大气压强的方向是竖直向下的
C.大气压强随着海拔高度的增加而增大
D.同一地点大气压是不变的
【答案】A
【详解】A.我们的地球被几百千米厚的大气层所包围,大气压强是由于大气受到重力产生的,故A正确;
B.由于大气受到重力且具有流动性,故大气对浸入其中的物体向各个方向都有压强,故B错误;
C.由于离地面越高,空气越稀薄,大气压强就越小,即大气压强随高度的增加而减小,故C错误;
D.大气压强的大小不是一成不变的,受到多种因素的影响。即使是同一地点同一海拔高度,大气压强随天气的变化规律是冬高夏低,晴高阴低,故D错误。
故选A。
2.下列现象与大气压无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭
B.墨水被吸进钢笔
C.带挂钩的塑料吸盘能吸附在光滑的墙面上
D.医生用注射器给病人注射药液
【答案】D
【详解】A.高原上用普通锅不易煮熟米饭,是因为高原上海拔较高,水的沸点较低,使用普通锅煮饭时,水沸腾后温度较低,故米饭不容易煮熟,与大气压有关,故A不符合题意;
B.给钢笔加墨水时,钢笔软管内的空气先被排出,在外界大气压的作用下,墨水被压进钢笔内,与大气压有关,故B不符合题意;
C.带挂钩的塑料吸盘能吸附在光滑的墙面上,按压吸盘时,吸盘内的空气被挤出,吸盘在外界大气压的作用下被压紧在墙面上,与大气压有关,故C不符合题意;
D.医生用注射器给病人注射药液,给注射器施加力的作用,使得药液被注入病人体内,与大气压无关,故D符合题意。
故选D。
3.下列有关大气压的说法正确的是( )
A.覆杯实验和“瓶吞鸡蛋”说明了大气压的存在
B.大气压的值总是等于1.013×10⁵Pa
C.一个标准大气压能支持1.013m高的水柱
D.高压锅内气压越高,液体沸点越低
【答案】A
【详解】A.覆杯实验说明大气压的存在;瓶吞鸡蛋是因为瓶内气体温度升高,压强减小,在外界大气压的作用下,鸡蛋被压入瓶中,也说明了大气压的存在,故A正确;
B.一个标准大气压的值是等于1.013×10⁵Pa,大气压的值不是恒定的,随着高度的变化而变化,故大气压的值不总是等于1.013×105Pa,故B错误;
C.一个标准大气压(105Pa)能支持760mm的水银柱,能支持大约10m高的水柱,故C错误;
D.因为水的沸点随气压的增大而升高,煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高,所以高压锅内水的沸点高,饭菜熟的快,故D错误。
故选A。
4.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。
5.如图实验不能说明大气压存在的是( )
A. 皮碗对吸
B. 瓶吞鸡蛋
C. 纸拖水杯
D.橡皮膜凸出
【答案】D
【详解】A.皮碗对吸,类似于课本上的马德堡半球实验,是大气压把两个皮碗紧紧压在一起,能够证明大气压的存在,故A不符合题意;
B.瓶吞鸡蛋实验实际上是大气压把鸡蛋压入到瓶中,能够证明大气压的存在,故B不符合题意;
C.纸托水杯实验中,水为什么没有把纸压下来,是因为纸下面有大气压给纸一个向上的压力,能够证明大气压的存在,故C不符合题意;
D.橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压强,不能够证明大气压的存在,故D符合题意。
故选D。
题型2:大气压有关的现象辨析
6.下列事例中,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.茶壶的壶嘴和壶身一样高
D.贴在玻璃板上的吸盘式挂衣钩
【答案】C
【详解】A.用吸管吸饮料时,吸走管中的空气,管内气压减小,饮料在大气压的作用下进入吸管,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用注射针筒抽取药液时,向外拉活塞,针筒内形成真空,药液在大气压作用下进入针筒,利用了大气压,故B不符合题意;
C.茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器;而壶嘴做得和壶身一样高的目的是:当里面的液体不流动时,壶嘴的液面和壶身的液面保持相平;而壶嘴做得太低的话,壶身里的水就不能装满;壶嘴做得太高的话,壶身里的水就倒不出来,没有利用大气压,故C符合题意;
D.贴在墙上的吸盘式挂衣钩使用时,通过挤压将吸盘内的空气排开,盘内形成真空,大气压将吸盘紧压在墙上,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
7.如图所示的实例中,与大气压有关的是( )
A.医生进行肌肉注射
B.下水管U形设计
C.用吸盘搬运玻璃
D.书包带做的宽大
【答案】C
【详解】A.医生进行肌肉注射,利用医护人员的压力,与大气压强无关,故A不符合题意;
B.排水管的 U 形“反水弯”利用了连通器原理,与大气压无关,故B不符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃,玻璃厂用吸盘搬运玻璃,是因为将吸盘内的空气抽出,大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上,利用了大气压的作用,故C符合题意;
D.书包带做的宽大,是通过增大受力面积来减小压强,利用的是固体压强,与大气压无关,故D不符合题意。
故选C。
题型3:大气压有关的物理学家
8.1644年,首先用实验测定大气压强值的意大利物理学家是( )
A.托里拆利
B.牛顿
C.帕斯卡
D.伽利略
【答案】A
【详解】A.托里拆利完成了托里拆利实验,第一个准确测量了大气压的值,故A符合题意;
B.牛顿的主要贡献是总结了牛顿三定律,为力学奠定的基础,故B不符合题意;
C.帕斯卡研究了帕斯卡定律,属于液体压强问题,故C不符合题意;
D. 伽利略发现了物体的运动不需要力来维持,故D不符合题意。
故选A。
9.著名的 实验有力地证明了大气压强的存在;第一次测出大气压强值的实验是 实验,实验测得的大气压强的值可以用它支撑住 厘米高的水银柱。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 76
【详解】[1]马德堡半球实验通过将两个抽成真空的半球紧密贴合,需多匹马才能拉开,直观证明了大气压强的存在。
[2]托里拆利实验是人类首次定量测量大气压强的实验。
[3通过实验证明,标准大气压下,托里拆利实验中水银柱的高度约为76厘米,对应压强值约为
。
10.著名的 实验向世人证明了大气压强的存在,意大利科学家 第一个测定了大气压强的值;通常大气压强随海拔高度的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】
马德堡半球
托里拆利
减小
【详解】[1]1654年,当时的马德堡市长奥托·冯·格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡进行了一项科学实验,目的是证明大气压的存在,此实验称为马德堡半球实验。
[2]意大利科学家托里拆利首次测出了大气压的值,1标准大气压值为760mmHg,称为托里拆利实验。
[3]大气压不是固定不变的,海拔越高,空气越稀薄,气压越小,因此大气压强随着海拔的增高而减小。
11.意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的。相同情况下海拔高度越低,大气压强越 (选填“大”或“小”)。
【答案】 托里拆利 马德堡半球 大
【详解】[1]意大利科学家托里拆利用一米长的玻璃管倒扣在水银槽中,用实验的方法首先测定了大气压强的数值。
[2]著名的马德堡半球实验用两个吸合在一起的铜半球证明了大气压的存在,且证明了大气压很大。
[3]大气压强受海拔高度的影响,相同情况下海拔高度越低,大气压强越大。
题型4:大气压有关的估算
12.1个标准大气压可近似取为
,上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米
B.2米
C.10米
D.20米
【答案】C
【详解】由p=ρgh知,上海地区的大气压能托起的水柱高度约为
因此,上海地区的大气压能托起的水柱高度接近10米。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
13.上海地区的大气压能托起的水柱高度接近( )
A.1米
B.2米
C.10米
D.20米
【答案】C
【详解】上海海拔低,接近标准大气压,约为101.3kPa,根据液体压强的计算公式p=ρgh,可以求得水柱高度为
大气压能托起的水柱高度接近10m,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14.你的手掌所受的大气压力约为( )
A.1牛.
B.10牛.
C.100牛.
D.1000牛.
【答案】D
【详解】由物理常识可知,通常情况下的大气压约为105Pa,人的手掌的面积约为100cm2即0.01m2,则可得手掌所受的大气压力约为
F=pS=105Pa×0.01m2=1000N
故选D。
题型5:大气压与海拔高度的关系;大气压的应用
15.大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,( )
A.空气密度越小,大气压强越大
B.空气密度越小,大气压强越小
C.空气密度越大,大气压强越大
D.空气密度越大,大气压强越小
【答案】B
【详解】大气压与海拔高度有关,海拔高度越低,空气越稠密,密度越大,大气压越大;海拔越高,空气越稀疏,密度越小,大气压越小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
16.概念图或知识树是一种很好的学习方法,某同学学习初二物理时做了教科书《大气压强》一节的概念图,其中四项有下划线的内容中不正确的一项是( )
A.马德堡半球实验
B.托里拆利实验
C.吸尘器
D.液位计
【答案】D
【详解】A.马德堡半球实验证明了大气压强的存在,故A正确,不符合题意;
B.托里拆利实验测量出了大气压强的数值,故B正确,不符合题意;
C.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小可知,吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,故C正确,不符合题意;
D.液位计是利用连通器的知识制作的,故D错误,符合题意。
故选D。
17.下图所示的是某同学设计的天气预报瓶,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,内装有红墨水。随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降。关于该天气预报瓶的说法,不正确的是( )
A.天气预报瓶是利用天气和大气压的关系进行预报的
B.B球和A管液面相平时,显示内外气压一致
C.A管液面明显下降时,说明外界大气压减小
D.瓶中加注的红墨水有利于观察现象
【答案】C
【详解】A.大气压强与天气有关,天气发生变化时会引起大气压的变化,从而导致A管内的水位上升或下降。故天气预报可以利用天气和大气压的关系进行预报,故A正确,不符合题意;
B.B球和A管液面相平时,两侧液体深度相同,根据液体压强公式
可知,两侧液体压强相同,则内外气压一致,故B正确,不符合题意;
C.瓶内气压与B管内液体压强之和等于大气压与A管内液体压强之和,瓶内气压一般情况下不变,A管液面明显下降时,说明外界大气压增加了,故C错误,符合题意;
D.水是透明的,眼睛难以观察高度的变化,瓶中加注的红墨水有利于观察液面的位置,使现象更容易观察,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型6:托里拆利实验
18.如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A.此时学校的大气压强相当于
高汞柱产生的压强
B.如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C.如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D.如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
【答案】C
【详解】A.由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm,因此,当时的大气压强等于755mm高汞柱产生的压强,故A错误;
B.若玻璃管底部混入了少量空气,管内有气体压强,大气压不变,水银柱产生的压强减小,水银柱的高度差变小,故B错误;
C.将玻璃管向右侧倾斜,不能改变大气压的大小,也不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,故C正确;
D.若把此装置带到海拔更高的山顶上,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则山顶大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故D错误。
故选C。
19.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽中加水银,玻璃管内水银面将不变
B.将玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若把玻璃管向上稍微提一点,玻璃管内的水银柱会变长
D.若将此装置从山下带到山顶,玻璃管内的水银面会上升
【答案】B
【详解】A.往水银槽加水银,既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化,槽内水银面升高,玻璃管内的水银面也升高,故A错误;
B.将玻璃管倾斜一些角度,不能改变大气压的大小,不能改变水银柱的压强,不能使管内外高度差变化,玻璃管内的水银柱会变长,故B正确;
C.现将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银液面,在这一过程中,水银柱内外液面高度差将不变,故C错误;
D.将此装置从山下带到山顶,山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,玻璃管内的水银面会下降,故D错误。
故选B。
20.在托里拆利实验中,可以使管内水银柱长度增加的方法是( )
A.换一个更长的托里拆利管
B.换一个更粗的托里拆利管
C.将托里拆利管略微倾斜
D.将实验装置移至高山上
【答案】C
【详解】ABC.在托里拆利实验中,比管内水银柱的高度所产生的压强等与当地的大气压强,如果当地的大气压强不变,单纯换一个更长的托里拆利管或换一个更粗的托里拆利管都不能改变玻璃管内水银柱的长度;将托里拆利管略微倾斜,由
可得;玻璃管内水银的竖直高度不变,但水银柱长度变长,故C符合题意,AB不符合题意;
D.将实验装置移至高山上时,大气压减小,由
可知,玻璃管内水银柱变短,故D不符合题意。
故选C。
21.如图所示是托里拆利实验,此时管内外水银面高度差是760mm。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管换成较粗的,管内外水银面的高度差将变小
B.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将变小
C.如果不小心管顶破了一个洞,管中的水银将从上面喷出
D.若换成水做该实验,管内外水面的高度差仍为760mm
【答案】B
【详解】A.水银柱产生的压强与大气压强相等,将玻璃管换成较粗的,大气压强不变,管内外水银面的高度差将不变,故A错误;
B.当玻璃管内是真空时,大气压等于水银柱产生的压强,当玻璃管内有气体时,大气压等于水银柱产生压强和管内气体压强之和,若玻璃管里水银面的上方进入少量空气,管内有气体压强,大气压不变,水银柱产生的压强减小,水银柱的高度减小,故B正确;
C.玻璃管顶端突然破了一个小孔,空气进入试管,试管内有大气压作用,水银柱下降,直到试管内和容器内水银面相平,故C错误;
D.由
一个大气压能支撑水柱的高度
故D错误。
故选B。
22.用如图所示装置测定某地大气压的大小,下列说法正确的是( )
A.当地大气压跟760mm高的水银柱产生的压强大小相等
B.缓慢向右适当倾斜玻璃管,水银柱高度不变
C.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
D.将水银换成水进行实验,操作更加简便
【答案】B
【详解】A.只有在标准大气压下,大气压才和760mm高的水银柱产生的压强大小相等,而题目中说的是测定某地大气压,只有750mm高的水银柱产生的压强,则该地大气压不是标准大气压,故A错误;
B.根据托里拆利实验原理,管内水银柱的高度只与外界大气压强有关,与玻璃管的倾斜程度无关。当缓慢向右适当倾斜玻璃管时,管内水银柱长度会增加,但高度不变,故B正确;
C.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,此时玻璃管与水银槽构成连通器,管内水银会在重力作用下下降,直到与水银槽内的水银面相平,而不会向上喷出,故C错误;
D.在标准大气压下,大气压能支持约10.3m高的水柱,所以若将水银换成水进行实验,需要用长度至少为10.3m以上的管子,操作起来很不方便,故D错误。
故选B。
【点睛】
23.1654年,著名的 实验向世人证明了大气压强的存在且很大;意大利科学家 用如图所示装置进行实验,首先测得了标准大气压强的值约为
帕,表示1平方米受力面积受到 ,实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,则管内水银柱长度将 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 压力是1.0×105N 变大
【详解】[1]1654年,德国马德堡市的市长做了著名马德堡半球的实验,这一生动、有趣的实验使普通民众确信大气压强存在且很大。
[2][3]1644年意大利科学家托里拆利首次测定了大气压的值,后过用他的名字命名了这一著名的实验,压强是单位面积上物体受到的压力,标准大气压强的值约为
帕,表示1平方米受力面积受到的压力是1.0×105N。
[4]实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,由于大气压不变,管内水银柱高度不变,管内水银柱长度将变大。
24.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
25.如图所示,某同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
【答案】 750 小于 不变
【详解】[1]由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,则此时大气压强等于750mm水银柱产生的压强。
[2]一个标准大气压等于760mm水银柱产生的液体压强,所以该气压小于标准大气压。
[3]将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,由于外界大气压不变,大气压所能支撑柱的水银柱高度将不变,则水银柱所产生的压强不变,可知管内外水银面的高度差将不变。
题型7:自制气压计
26.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。
27.气象小组的同学们还发现,晴天和雨天时简易气压计(如图所示),内部长玻璃细管内的液面高度不同,这是因为大气压除了与 有关,还与温度和湿度有关;1654年著名的 实验,证明了大气有压强,而且大气的压强很大,请举出一个日常生活中应用大气压强的实例 。
【答案】 高度 马德堡半球 用吸管喝饮料
【详解】[1]大气压的影响因素有海拔高度、大气温度、大气密度等,海拔高度越高,大气压越小;气象小组的同学们发现,晴天和雨天时简易气压计,内部长玻璃细管内的液面高度不同,这是因为大气压除了与海拔高度有关,还与温度和湿度有关。
[2]1654年著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在,马德堡半球实验是当时的马德堡的市长格里克进行的一项科学实验,目的是证明大气压的存在。在这项实验中,实验者先将两个完全密合的半球中的空气抽掉,然后驱马从两侧向外拉,两侧各用了八匹马才拉开,以展示大气压的作用。
[3]生活中应用大气压强的实例很多,例如用吸管喝饮料,吸出管内空气,管内气压减小,大气压将饮料压入管内,进而进入口中。
28.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。
29.现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为p0时,管内外液面高度差为h3,如图所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将 (选填“变大”“不变”或“变小”);将此简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为h4,则山顶的气压为 (用h4,h3,p0表示)。
【答案】 不变
【详解】[1]由托里拆利实验结论可知,管内液柱的高度由外界大气压和流体的密度决定,将管竖直向上提升少许,并没有改变这两个因素,故管内外液面高度差不变。
[2]由
可得
,山顶气压用p表示,到山顶过程中流体的密度不变,则
可得
题型8:实验题
30.如图所示,小华同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。
(1)实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,此时的大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;
(2)将玻璃管下压一点,且管内水银面上方仍是真空,水银面的高度差将 (选填“升高”“不变”或“降低”);
(3)如果其他条件及器材不变,用水来代替水银做实验, (选填“能”或“不能”)测出大气压的值。
【答案】(1)小于
(2)不变
(3)不能
【详解】(1)托里拆利实验中,大气压支持的是水银柱的垂直高度,而不是管内水银柱的长度。图中虽然管子倾斜,但水银柱的垂直高度是750mm。标准大气压对应的是760mm 水银柱的垂直高度。此处垂直高度为
,说明当前大气压小于标准大气压。
(2)当玻璃管下压时,只要管口仍在水银槽中,且管内上方仍是真空,那么,外界大气压不变,水银柱的垂直高度由大气压决定,因此,水银柱的垂直高度差保持不变。
(3)标准大气压约
,所需水柱高度
即标准大气压可以支持约10.3米高的水柱。但在实验室中,通常使用的玻璃管长度只有1米左右,无法达到10米以上。因此,若用普通器材代替水银用水做实验,无法完成。
31.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
32.如图是托里拆利实验将装满水银的长玻璃管倒着插入水银槽中,管内水银会下降一段距离后静止,管的正上方没有水银的地方是 (选填“空气”或“真空”)。若把管子倾斜,水银柱竖直高度差 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1)用刻度尺量出玻璃管内外水银面的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压,实验管中若混入少量空气,测量结果会 (选填“变大”、“变小”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装水的水槽内时,管中的水柱 下降(选填“会”或“不会”),如果这时在管顶开一个小孔、水柱 向上喷出(选填“会”或“不会”)。
【答案】 真空 不变 等于 变小 不会 会
【详解】[1]托里拆利实验中,将装满水银的长玻璃管倒着插入水银槽中,水银下降后,上方没有水银的地方没有空气进入,处于真空状态。
[2]水银柱竖直高度差只与外界大气压的高低有关,大气压不变时水银柱竖直高度差也不变,所以管子倾斜后,水银柱的竖直高度差不变.
[3]根据托里拆利实验的结果及液体压强的特点可知,一个标准大气压强等于760mm汞柱产生的压强,管内外水银面高度差是760mm,这说明此时外界的大气压等于一个标准大气压。
[4]实验管中混入少量空气后,该部分空气产生的压强与水银面高度差产生的压强之和等于外界大气压强,因此得到的水银面高度差要小于760mm,测量结果变小。
[5]一个标准大气压为760mm汞柱,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。
[6]当管顶开一个小孔时,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。
题型9:综合信息题
33.如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因,小组同学查阅相关资料得知:(a)一定量的密闭气体在外界压强变大时,体积会减小;(b)一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球将爆裂;(c)大气压强随海拔高度的变化而变化,在某地上空具体变化关系见下表。
海拔(米)
0
200
400
600
800
1000
大气压强(
帕)
101.3
98.8
96.4
94.3
92.1
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的增大,大气压强 (选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。 。
【答案】(1)减小
(2)见解析
【详解】(1)分析表格数据可知,大气压强的大小受海拔高度的影响,随着海拔升高,大气压强逐渐减小。
(2)随着海拔变高,外界压强逐渐减小,气球内气压大于外界气压,会向外膨胀,氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因是大气压强变化导致。
34.表格记录了在不同海拔高度时的气温和气压值,请依据表中的信息回答:
海拔(米)
0
2000
8800
11000
14000
20000
24000
30000
气温(℃)
15
2.0
-42.2
-56.5
-56.5
-56.5
-52.5
-46.5
气压(百帕)
1013.3
795.0
316.7
226.3
141.0
54.7
29.3
11.7
(1)当海拔高度为8800米时,气压为 百帕;
(2)根据相关信息,猜想在海拔为16000米的高度时,气温为 ℃;
(3)当海拔高度在20000米到30000米之间时,气温随海拔高度增加而 。
【答案】(1)
316.7
(2)
-56.5
(3)
升高
【详解】(1)当海拔高度为8800米时,由表可知,气压为316.7百帕。
(2)由表可知,在海拔14000~20000m时,温度没有发生变化,故在海拔为16000米的高度时,气温为-56.5℃。
(3)由表可知,当海拔高度在20000m到30000m之间时,气温随海拔高度增加而升高,海拔高度越高,气温越高。
35.学习了压强知识后,小明想对家中的茶壶进行研究,如图所示。他发现这把茶壶的壶盖和壶身之间密封性很好,盖紧壶盖,用手堵住小孔,将壶倾斜向外倒水,流出一点水后,不能继续流出。手离开小孔后,水立即从壶嘴流出。为了解释这个现象,小明查阅了相关资料,得到质量和温度一定时,密闭气体的气压和体积的数据如下表所示。
质量和温度一定的密闭气体
气体体积(
米
)
0.2
0.1
0.05
0.04
0.025
0.02
气压(
帕)
1
2
4
5
8
10
(1)茶壶正常倒水时,利用了 原理;
(2)比较表中气压与气体体积的数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:质量和温度一定的密闭气体, ;
(3)请结合以上信息及所学知识分析说明堵住小孔,将壶倾斜后水不能流出的原因。 。
【答案】(1)连通器
(2)气压与体积成反比
(3)见详解
【详解】(1)茶壶的壶嘴和壶身构成连通器,茶壶正常倒水时,利用了连通器的原理。
(2)比较表中气压与气体体积的数据及相关条件可知,质量和温度一定的密闭气体,体积变为原来的几倍,气压就变为原理的几分之一,乘积一定,得出的初步结论是:质量和温度一定的密闭气体,气压与体积成反比。
(3)由于气压与体积成反比,所以若小孔被堵住,倒水时壶内液面下降会导致空间增大、壶内气体体积增大、气压降低。此时,壶内气压小于外界大气压,外部大气压会压迫壶内液体,阻碍其流出。
一、单选题
1.下列事例中,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.用高压锅煮饭
D.贴在玻璃板上的吸盘式挂衣钩
【答案】C
【详解】A.用吸管吸饮料时,吸走管中的空气,管内气压减小,饮料在大气压的作用下进入吸管,故A不符合题意;
B.用注射针筒抽取药液时,向外拉活塞,针筒内形成真空,药液在大气压作用下进入针筒,故B不符合题意;
C.用高压锅煮饭是利用增大锅内压强可以提高液体沸点,这样煮饭熟得快,锅内与大气压隔离,不受大气压影响,故C符合题意;
D.贴在墙上的吸盘式挂衣钩使用时,通过挤压将吸盘内的空气排开,盘内形成真空,大气压将吸盘紧压在墙上,故D不符合题意。
故选C。
2.首先测出大气压强值的科学家是( )
A.阿基米德
B.帕斯卡
C.托里拆利
D.伽利略
【答案】C
【详解】托里拆利为意大利科学家,他利用一根一端开口、一端封闭的玻璃管,在管内装满水银后倒插在水银槽中,发现玻璃管中的水银柱高度稳定在一个固定值,这个值就是大气压强能够支持的水银柱的高度,从而测出了大气压强的值。这就是著名的托里拆利实验,首先准确的测出了大气压强的值。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作中能达到目的的是( )
A.用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B.将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
D.让空易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
【答案】C
【详解】A.手捏空易拉罐,易拉罐发生形变,是力改变了其形状,与大气压强无关,故A不符合题意;
B.密封后的易拉罐置于深水中,易拉罐受到液体压强的作用而变瘪,与大气压无关,故意B不符合题意;
C.抽取出密封易拉罐中的空气,则罐内空气压强变小,小于外界的大气压,于是被压瘪,能证明大气压的存在,故C符合题意;
D.高处下落撞击地厕所易拉罐变瘪,是受到了力的作用,形状发生改变,与大气压无关,故D不符合题意。
故选C。
4.如图为测量大气压强的水银气压计,会使测得大气压数值偏小的操作是( )
A.将玻璃管略倾斜
B.将玻璃管略微下压
C.将玻璃管直径加粗
D.少量空气泡进入玻璃管内
【答案】D
【详解】A.将玻璃管略倾斜,管中水银增多,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故A不符合题意;
B. 将玻璃管略微下压,管中真空柱变短,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故B不符合题意;
C.将玻璃管直径加粗,管中水银增多,但水银柱的高度不变,由p=ρgh可知,对测得值没有影响,故C不符合题意;
D. 少量空气泡进入玻璃管内,管中水银上方不是真空,使水银柱与正常测量时相比下降,由p=ρgh可知,使测得值偏小,故D符合题意。
故选D。
5.在一根左端封闭、右端开口的U形细玻璃管内注入水银并充满左端,两端水银面的高度差为20厘米,如图所示。若用拇指将开口端堵住,并将U形管的开口向下、松开拇指后,管内两侧水银面的位置应是图中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】U形管封闭端充满水银,没有空气;U形管倒置后,开口端水银柱高为20cm,小于大气压所支持的76cm高水银柱,水银柱在大气压力作用下,保持静止不动,整个U形管中水银分布不变,所以将U形管倒过来后,管内两侧水银面的位置应是图中的D,故D符合题意,A、B、C不符合题意。
故选D。
6.如图所示是由两个球面的一部分组成的一个物体,左边部分的表面积为100厘米2,右边部分的表面积为130厘米2,如果把它放在大气压强为1.0(105帕的大气中,则大气对整个物体的作用力大小为( )
A.0
B.300牛
C.2300牛
D.3000牛
【答案】A
【详解】合在一起的两个半球表面积不同,是一个干扰条件,大气压对左边部分和右边部分的压力相等,方向相反,根据二力的合成可知,大气对整个物体的作用力大小为0。
故选A。
二、填空题
7.意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值,著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的;1标准大气压相当于 厘米水银柱产生的压强。
【答案】 托里拆利 马德堡半球 76
【详解】[1]意大利科学家托里拆利通过水银柱实验首次测定了大气压强的数值,得到标准大气压的数值为
。
[2]德国物理学家设计的马德堡半球实验,通过将两个铜制半球抽成真空后,用多匹马仍无法将其拉开,向人们展示了大气压强的存在并且是很大的。
[3]在托里拆利的实验中,大气压所能支持的水银柱的高度为76cm,因此1标准大气压相当于76厘米水银柱产生的压强。
8.1643年意大利科学家 首先用实验测定了大气压的值,但当时大多数人都不相信,直到1654年,著名的 实验,向人们证明了大气压强 。
【答案】 托里拆利 马德堡半球 存在且很大
【详解】[1]1643年意大利科学家托里拆利首先用实验测定了大气压的值。这是因为托里拆利通过玻璃管内水银柱实验,准确测量出了大气压能支持的水银柱高度,进而计算出大气压的值 。
[2][3]直到1654年,著名的马德堡半球实验,向人们证明了大气压强是存在且很大的。马德堡半球实验中,将两个半球紧密合拢,抽出球内空气,然后用两队马向相反方向拉两个半球,很难拉开,充分显示了大气压强的巨大力量 。
9.高海拔地区的大气压 (选填“高”或“低”)于1标准大气压,水的沸点 (选填“高”或“低”)于100℃。
【答案】 低
低
【详解】[1][2]大气压随海拔高度增大而减小,水的沸点随大气压增大而升高,所以高海拔地区的大气压低于于1标准大气压,水的沸点低于100℃。
10.如图所示,在测定大气压强值的实验中(装置中所用液体为水银),一标准大气压可以支持 cm高的水银柱产生的压强;如果实验地点改在高山顶上进行,玻璃管内外水银液面的高度差将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 76 变小
【详解】[1]由托里拆利实验可知一标准大气压与76 cm高的水银柱产生的压强相等。
[2]如果实验地点改在高山顶上进行,大气压随高度的增加而减小,故所能支持的水银柱高度也减小,即玻璃管内外水银液面的高度差将变小。
11.如图是个自制气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会 (选填“上升”,“下降”,“不变”)玻璃管中液柱静止时,瓶内气压 大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”),说明大气压强随高度的增加而 。(选填“增大”或“减小”)
【答案】 上升 大于 减小
【详解】[1][3]登山的过程中大气压强随高度的增加而减小,外界大气压减小,瓶内气压不变,玻璃管内的液柱会上升。
[2]玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于外界大气压加上玻璃管内液柱的压强,所以瓶内气压大于大气压。
12.到医院就诊时,患者有时需要静脉输液进行治疗。若药液装在瓶中,静脉输液的示意图如图所示。
(1)其中“进气管”的作用是:输液过程中必须通过它与 相通。输液过程涉及到的物理知识有 ;
A.阿基米德原理 B.大气压强 C.液体的热胀冷缩
(2)图中,如果此时扎针处出现“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,你认为手应该向上抬,还是向下移,请说明理由。
【答案】 外界空气 B 见解析
【详解】(1)[1]进气管允许空气进入药瓶内,维持瓶内气压与大气压平衡。当药液流出时,瓶内体积增大,压力降低,如果没有进气管,瓶内会形成负压,导致药液无法顺利流出。通过进气管与大气相通,大气压可推动药液持续流入输液管,确保输液正常进行。
[2]输液过程主要依赖于大气压强的作用。药液从瓶中流出时,大气压通过进气管进入瓶内,提供压力差,使药液在重力作用下顺利流入静脉。涉及到的知识是大气压强。
故选B。
(2)[3]“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,手应该下移,使药液的深度增加,对人体的压强增大,从而进入血管。
13.某罐装饮料标注有“禁止加热,避免阳光暴晒”的字样,小明为了了解其原因,查阅资料后得知:(a)密封罐内饮料的体积略小于罐的容积,罐内还贮有一定质量的气体。(b)温度升高时,密封饮料罐内饮料的体积变大,饮料罐的体积几乎不变。(c)质量和温度一定的密闭气体体积变小,压强变大。(d)质量和体积一定的密闭气体部分压强与温度的数据,如下表所示。
质量和体积一定的密闭气体
温度(℃)
10
20
30
40
50
压强(千帕)
101
105
108
112
116
①分析比较表中密闭气体的温度、压强及相关条件,可归纳得出的初步结论是:质量和体积一定的密闭气体, 。
②结合所学知识及上述信息,说明罐装饮料“禁止加热,避免阳光暴晒”的原因,并写出分析过程 。
【答案】 气体的压强随温度的升高而增大 见解析
【详解】(1)[1]分析表中5组数据,质量和体积一定的密闭气体,随着温度的增大,气体的压强也跟着增大,所以得出初步结论:质量和体积一定的密闭气体时,气体的压强随温度的升高而增大。
(2)[2]将罐装饮料加热或在阳光下暴晒时,其中的饮料温度升高,体积变大而罐的体积几乎不变,导致罐中的气体体积减小,压强增大;同时,由于罐中气体温度升高,导致气体的压强变大,有可能超过罐体所能承受的压强,导致发生爆炸,所以,罐装饮料要标注“禁止加热,避免阳光暴晒”的字样。
14.小华在暑假期间从上海去玉龙雪山旅行,发现从家里带的零食包装袋膨胀起来,他查阅资料后知道:从海平面到高空的大气压强变化如图所示:
① 1标准大气压可近似取为 1×105Pa,则玉龙雪山的大气压强约为 Pa;
② 从图中我们可以知道大气压强与海拔高度的关系为: ;
③ 请你结合所学的知识及上述信息,分析小华从家里带到玉龙雪山的零食包装袋膨胀起来的原因: 。
【答案】 5×104 大气压强随海拔高度的增大而变小 大气压强随海拔高度的增大而变小,包装袋内外形成压强差。
【详解】[1]1标准大气压可近似取为
,从图中可知,玉龙雪山为0.50个标准大气压强,故大气压强约为
[2]从图中我们可知,海拔越高,大气压越小,大气压强与海拔高度的关系为:大气压强随海拔高度的增大而变小。
[3]大气压强随海拔高度的增大而变小, 小华把零食从家里带到玉龙雪山,内气压不变,外界气压随高度的增大而变小,包装袋内外形成压强差,所以包装袋膨胀起来了。
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