内容正文:
第05讲 大气压强
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:3大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 大气有压强吗
1、大气压的产生:a.空气具有重力b.空气具有流动性。
2、大气压: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(atmospheric pressure),简称大气压。
3、第一个证明大气压存在的实验:马德堡半球实验
知识点2 大气压强有多大
1、 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。
2. 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?不下降。1643年,意大利科学家托里拆利(E.Torricelli,1608一1647)用这样的思想设计了实验,他在一根一端封闭、长度约为1m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760mm时就不再下降了。托里拆利由此判定,大气压足以支撑住760mm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。
实验结果发现:玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了。经测量,管内外汞液面的高度差约760mm。这就是历史上著名的托里拆利实验。由此,可计算大气压强为p=ρgh=1.36x103 kg/m3 x9.8N/kgx0.76m=1.013x105Pa
知识点3 大气压强在生活中有哪些应用
1、 大气压大小与高度有关,高度越高气压越小,大气压大小也与天气有关。
2、 液体沸点与气压有关,气压越大沸点越高,气压越小沸点越低。
教材习题01
1.用吸管喝盒装牛奶,喝到最后,又用力吸了几下,包装盒就瘪了,此时压扁包装盒的力的施力物体是( )
A.空气 B.地球 C.手 D.牛奶
解题方法
①大气具有压强
②大气压的作用
【答案】A。
教材习题02
3. 关于托里拆利测量大气压强的实验,讨论并思考以下问题。
(1)如果将玻璃管的直径加粗,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
(2)如果将玻璃管略微倾斜,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
(3)如果有少量空气进人玻璃管内,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
解题方法
①托里拆利实验中水银柱的高度只与内外气压有关。
②水银柱的高度反映了内外气压差。。
【答案】(1)不变 水银管的粗细改变不了气压。
(2) 不变 倾斜放置,气压大小不变。
(3) 下降 里面有气泡后,里面的气压增大。
教材习题03
3.负压救护车采用负压技术使车内气压低于外界气压,车内空气经过负压消毒进行无害化处理后排出,在救治和转运传染病患者时可最大限度地减小医务人员交叉感染的概率。下列场景中与负压救护车的原理相同的是( )
A.用打气筒打气
C.用U形管压强计测压强
B.用吸管吸饮料
D.轮船通过船闸
解题方法
①大气压的存在
②大气压应用
【答案】 B
考点一 大气压
1.将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和硬纸片均不会下落,如图所示,该实验说明了 的存在。
【答案】大气压强
【详解】如图所示,在塑料瓶中装满水,用纸片盖住瓶口后倒置,水和纸片不会落下,是因为大气压将纸片和水向上托住,该实验说明了大气压强的存在。
2.大量实验证明,大气压确实是存在的。如图,是优跃自制的一个简易气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”)原因是大气压随高度增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 升高 减小
【详解】[1][2]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,瓶内气压几乎不变,玻璃管内的液柱会上升。
考点二 大气压测量
1.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。
2.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。
考点三 大气压与人类生活
1.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。
2.下列生活中的事例与大气压作用有关的是( )
A.吸盘挂钩按压在光滑的墙上 B.用吸管吸饮料入口
C.茶壶盖上开有小孔 D.在锅炉外面安装水位计
【答案】ABC
【详解】A.吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压吸盘,把内部的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,利用了大气压,故A符合题意;
B.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,利用了大气压,故B符合题意;
C.茶壶盖上开有小孔是为了使内外气压平衡,便于将茶水倒出,故C符合题意;
D.在锅炉外面安装的水位计是连通器,是液体压强特点的应用,故D不符合题意。
故选ABC。
空气的“力量”
大气压
大气压的测量
大气压的影响因素
大气压与
人类生活
1.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。
2.2023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。
3.下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用活塞式抽水机抽水 B.用注射器向人体内注射药液
C.用吸管吸玻璃杯中的牛奶 D.吸盘可以“吸”在平整的玻璃板上
【答案】B
【详解】A.活塞式抽水机通过大气压将水压入泵体,与大气压有关,故A不符合题意;
B.注射器注射药液时,药液受活塞推力作用进入人体,不依赖大气压,与大气压无关,故B符合题意;
C.吸管吸牛奶时,管内气压降低,大气压将牛奶压入吸管,与大气压有关,故C不符合题意;
D.吸盘内部气压小于外界大气压,大气压使其吸附在玻璃上,与大气压有关,故D不符合题意。
故选B。
4.下列小实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.水量越多形变越大
B.纸片托住瓶中水
C.孔位越高流速越小
D.橡皮膜向下凸出
【答案】B
【详解】A.水量越多形变越大,这是探究压力的作用效果与压力大小的关系,故A不符合题意;
B.纸片托住满瓶泉水,这是验证大气压存在的实验,故B符合题意;
C.孔位越低流速越大,这是因为液体内部的压强随着深度的增加而增大,故C不符合题意;
D.橡皮膜向下凸出,是因为液体受到重力产生向下的压强,故D不符合题意。
故选B。
5.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。
6.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
7.海南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】海南海拔低,接近标准大气压,约为101.3kPa,根据液体压强的计算公式,可求得水柱高度为
所以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。
8.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
【详解】[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。
9.如图所示,估测大气压活动中(轻质注射器的容积为,全部刻度的长为),向小桶里加重物至注射器的活塞开始滑动时,停止向小桶加重物,再用弹簧测力计测小桶和重物的总重,测力计示数为,则大气压的值可表示为 ,若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值偏 。
【答案】 小
【详解】[1]当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,此时测力计的示数为F;轻质注射器是一个圆柱体形状,容积为V,全部刻度的长为L,则轻质注射器的活塞面积为
根据压强公式可得,大气压的值可表示为
[2] 若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,会导致所测拉力减小,进而测得的大气压值偏小。
10.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
【详解】(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
11.如图甲,用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管可制成多功能演示器。将此装置分别放入热水和冷水中,由于液体的 ,玻璃管内液面会随之升降,这就是一个简易温度计。将装置内的水倒掉小部分,又可制作成简易的气压计,如图乙所示,将它从山脚移到山顶,细玻璃管内液柱将 (选填“上升”或“下降”)。
【答案】 热胀冷缩 上升
【详解】[1]将装置放入热水中,液体受热膨胀,玻璃管内液面上升;放入冷水中,液体遇冷收缩,液面下降,这是利用了液体的热胀冷缩性质,因此可制成简易温度计。
[2]从山脚移到山顶,海拔升高,外界大气压减小;装置内的气压大于外界气压,会推动细玻璃管内的液柱上升,因此液柱将上升。
12.如图所示是活塞式抽水机的工作原理图。关于活塞式抽水机,下列说法正确的是( )
A.活塞式抽水机是利用液体压强来抽水的
B.在标准大气压下,活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到76m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,抽水功能将受到影响
D.提起活塞时,发现手越靠近压杆的末端越省力,说明力的作用点可以改变力的作用效果
【答案】CD
【详解】A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的,不是利用液体压强,故A错误;
B.标准大气压可以支撑的水的高度约为10m,不能达到76m,故B错误;
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密时,有空气进入,活塞上下气压相同,无法抽水,因此抽水功能将受到影响,故C正确;
D.手靠近压杆末端时,动力臂增大,更省力,体现了力的作用点可以改变力的作用效果,故D正确。
故选CD。
13.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
14.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.将装置从一楼拿到十楼,A管中液面上升
【答案】A
【详解】A.晴天气压比阴雨天空气更干燥,空气密度过大,大气压更大;阴雨天瓶外气压变小,瓶内气压几乎不变,在气压差的作用下,阴雨天A管液面逐渐升高,故A错误,符合题意;
B.A管与B球中液面相平时,A管与B球中液面上方的气压相同,即B球内气压等于外界大气压,故B正确,不符合题意;
C.A管是弯曲的,越细时其长度变化越明显,当天气气压变化,液面变化更明显,越容易看出天气引起的气压变化,故C正确,不符合题意;
D.将装置从一楼拿到十楼,由于气压随海拔高度升高而减小,则外界大气压减小,瓶内气压不变,在气压差的作用下,A管中液面上升,故D正确,不符合题意。
故选A。
15.正在上八年级的丽丽的妹妹酷爱绘画,如图是她画的鱼儿戏水时吐出小气泡的情景,小鹏告诉她画中场景不符合实际情况,请帮小鹏指出不符合实际情况的地方: ,解释不符合实际情况的原因: 。
【答案】 上升的气泡变小 液体内部压强随深度增大而增大
【详解】[1][2]根据液体内部压强的特点可知,当小气泡深度越浅时,水对小气泡的压强越小,则此时小气泡内气体压强就越小,如图所示,小气泡上升过程中,小气泡内气体质量不变,且气体越稀薄,气压越小,所以此过程中,小气泡内气体越来越稀薄,体积越来越大。
16.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
17.中考百日誓师大会活动中,放飞的气球(如图)不断上升,其体积会逐渐增大,原因是外界大气压随着海拔高度的增加而 。(选填“增大”或“减小”)
【答案】减小
【详解】地球周围的大气受重力作用,海拔越高,空气越稀薄,单位面积上受到的大气压力就越小,因此外界大气压会随着海拔高度的增加而减小。气球内部充有气体,内部存在一定的气压。当气球上升时,外界大气压逐渐变小,而气球内部的气压暂时大于外界气压,这个气压差会推动气球的弹性壁向外膨胀,使得气球的体积逐渐变大。
18.登山运动员从高山顶返回到山脚宿营地时,随身携带的气压计的数值变大,锅中沸腾的水沸点变 (填写“高”“低”“不变”)
【答案】高
【详解】大气压与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压越小,海拔高度越低,大气压越大。所以运动员从山顶返回山脚,气压计的数值变大,表明山脚下的气压比山顶的气压大。液体沸点与气压有关,液体沸点随气压升高而升高,山脚下气压变大,所以山脚下水的沸点变高。
19.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。
20.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。
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第05讲 大气压强
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:3大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 大气有压强吗
1、 大气压的产生:
2、大气压: 。
3、第一个证明大气压存在的实验:
知识点2 大气压强有多大
1、 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 高的汞柱产生的压强相等,约为 。
2. 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? 。1643年,意大利科学家托里拆利(E.Torricelli,1608一1647)用这样的思想设计了实验,他在一根一端封闭、长度约为 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 时就不再下降了。托里拆利由此判定,大气压足以支撑住 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。
实验结果发现:玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了。经测量,管内外汞液面的高度差约760mm。这就是历史上著名的托里拆利实验。由此,可计算大气压强为
知识点3 大气压强在生活中有哪些应用
1、 大气压大小与高度有关, 。
2、 液体沸点与气压有关, 。
教材习题01
1.用吸管喝盒装牛奶,喝到最后,又用力吸了几下,包装盒就瘪了,此时压扁包装盒的力的施力物体是( )
A.空气 B.地球 C.手 D.牛奶
解题方法
①大气具有压强
②大气压的作用
【答案】
教材习题02
3. 关于托里拆利测量大气压强的实验,讨论并思考以下问题。
(1)如果将玻璃管的直径加粗,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
(2)如果将玻璃管略微倾斜,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
(3)如果有少量空气进人玻璃管内,管中汞柱的高度怎样变化?为什么?
解题方法
①托里拆利实验中水银柱的高度只与内外气压有关。
②水银柱的高度反映了内外气压差。。
【答案】
教材习题03
3.负压救护车采用负压技术使车内气压低于外界气压,车内空气经过负压消毒进行无害化处理后排出,在救治和转运传染病患者时可最大限度地减小医务人员交叉感染的概率。下列场景中与负压救护车的原理相同的是( )
A.用打气筒打气
C.用U形管压强计测压强
B.用吸管吸饮料
D.轮船通过船闸
解题方法
①大气压的存在
②大气压应用
【答案】
考点一 大气压
1.将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和硬纸片均不会下落,如图所示,该实验说明了 的存在。
2.大量实验证明,大气压确实是存在的。如图,是优跃自制的一个简易气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐 (选填“升高”“降低”或“不变”)原因是大气压随高度增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”)
考点二 大气压测量
1.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”)。
2.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。
考点三 大气压与人类生活
1.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
2.下列生活中的事例与大气压作用有关的是( )
A.吸盘挂钩按压在光滑的墙上 B.用吸管吸饮料入口
C.茶壶盖上开有小孔 D.在锅炉外面安装水位计
空气的“力量”
大气压
大气压的测量
大气压的影响因素
大气压与
人类生活
1.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。
2.2023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)。
3.下列现象中,与大气压无关的是( )
A.用活塞式抽水机抽水 B.用注射器向人体内注射药液
C.用吸管吸玻璃杯中的牛奶 D.吸盘可以“吸”在平整的玻璃板上
4.下列小实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.水量越多形变越大
B.纸片托住瓶中水
C.孔位越高流速越小
D.橡皮膜向下凸出
5.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
6.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。
7.海南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
8.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”)。
9.如图所示,估测大气压活动中(轻质注射器的容积为,全部刻度的长为),向小桶里加重物至注射器的活塞开始滑动时,停止向小桶加重物,再用弹簧测力计测小桶和重物的总重,测力计示数为,则大气压的值可表示为 ,若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值偏 。
10.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。
11.如图甲,用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管可制成多功能演示器。将此装置分别放入热水和冷水中,由于液体的 ,玻璃管内液面会随之升降,这就是一个简易温度计。将装置内的水倒掉小部分,又可制作成简易的气压计,如图乙所示,将它从山脚移到山顶,细玻璃管内液柱将 (选填“上升”或“下降”)。
12.如图所示是活塞式抽水机的工作原理图。关于活塞式抽水机,下列说法正确的是( )
A.活塞式抽水机是利用液体压强来抽水的
B.在标准大气压下,活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到76m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,抽水功能将受到影响
D.提起活塞时,发现手越靠近压杆的末端越省力,说明力的作用点可以改变力的作用效果
13.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)
14.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法不正确的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面逐渐下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.将装置从一楼拿到十楼,A管中液面上升
15.正在上八年级的丽丽的妹妹酷爱绘画,如图是她画的鱼儿戏水时吐出小气泡的情景,小鹏告诉她画中场景不符合实际情况,请帮小鹏指出不符合实际情况的地方: ,解释不符合实际情况的原因: 。
16.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)
17.中考百日誓师大会活动中,放飞的气球(如图)不断上升,其体积会逐渐增大,原因是外界大气压随着海拔高度的增加而 。(选填“增大”或“减小”)
18.登山运动员从高山顶返回到山脚宿营地时,随身携带的气压计的数值变大,锅中沸腾的水沸点变 (填写“高”“低”“不变”)
19.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”)
20.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。
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