内容正文:
9.3 大气压强
知识点1:大气压强
1.大气压强的认识:
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示;
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性;
(3)马德堡半球实验证明了:①大气压的存在②大气压很大。
2.托里拆利实验:
(1)精确测量出标准气压数值的实验:托里拆利实验;
(2)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再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm;
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化);
知识点2:大气压的特点:
(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)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、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;
(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快);
(4)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
知识点3:托里拆利实验的特别提醒
(1)玻璃管中充满水银,不能混有气泡,否则实验结果偏小。
(2)玻璃管的形状、粗细及是否倾斜不影响实验结果。
(3)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,向上提或向下按玻璃管,只改变水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(4)实验测得的水银桂的高度如果不是 760 mm,可能是因为实验环境的大气压不是标准大气压。
(5)托里拆利实验中选择的液体是水银,而不是其他液体,原因是水银是常温下密度最大的液体,在同样的大气压下需要的玻璃管最短。如果用其他液体,需要的玻璃管就会很长,操作不方便。如果用水来做托里拆利实验,则根据实验原理可得,则水柱高度h水===10.336m。
知识点4:大气压强的三中实验测量方法
吸盘拉力法
吸盘重力法
注射器拉力法
实验
器材
吸盘、玻璃板、弹簧测力计、刻度尺
吸盘、玻璃板、刻度尺、小桶、细沙
注射器、弹簧测力计、刻度尺
示意图
测量的物理量
吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D
吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D
活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L
操作
步骤
将吸盘吸在玻璃板上,用弹簧测力计拉吸盘,吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力,测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值
与吸盘拉力法原理一样,只是将弹簧测力计换成小桶,慢慢往小桶内加入细沙,直至将吸盘刚刚拉脱
将注射器活塞推至针筒底端,然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则活塞面积S=V/L,最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值
大气压表达式
误差
分析
吸盘内空气不能完全排出,导致测出的F或G值偏小,大气压值偏小
注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大
题型一:大气压的存在
【例1】.(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
【变式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
【变式2】..(24-25八年级下·湖南永州·期中)下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃 D.吸盘被压在光滑墙壁上
【变式3】..(24-25八年级下·河北邯郸·期中)如下图所示,下列不能说明大气压存在的是( )
A.托里拆利实验B.瓶吞鸡蛋C.纸托水杯D.橡皮膜凸出
题型二:托里拆利实验
【例2】..(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
【变式1】..(2024·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
【变式2】..(24-25八年级下·辽宁盘锦·月考)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.乙装置使用前要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
D.乙装置从你当前的位置拿到山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【变式3】..(24-25八年级下·吉林·期中)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
题型三:大气压和地理因素的关系
【例3】..(24-25九年级下·福建·月考)分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向,预报相关气象情况。气象站测量某区域近地面不同地点的大气压,将气压相等的各点连起来,绘成“等气压线”,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.测量大气压时应保证在同一高度测量
B.测量大气压时应保证在同一时刻测量
C.根据图中风的方向判断A处气压大于B处气压
D.图中A气压与B处气压不同是因为季节不同
【变式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
【变式2】..(24-25八年级下·江苏常州·月考)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
【变式3】..(24-25八年级下·山东德州·期中)如图所示,图甲为托里拆利实验图,图乙为自制气压计,则下列说法错误的是( )
A.若用密度比水银小的液体做实验,则测出来的大气压值不变
B.将图甲中的玻璃管稍微倾斜,管内的水银长度会变大
C.将图甲中的槽内再注入少量水银,管内外水银面高度差不变
D.将两个实验器材从山顶拿到山脚,则图甲中玻璃管内的液面会下降,乙的会上升
题型四:大气压和沸点的关系
【例41】..(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
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·月考)观察下图所示的各地水的沸点,你认为下列说法正确的是( )
A.拉萨海拔低于济宁
B.拉萨气压低于一个标准大气压
C.珠穆朗玛峰上沸水温度不高是因为烧水时火力不大
D.这个现象说明大气压随高度的增加而增大
【变式2】..(24-25八年级下·安徽六安·期末)如图所示,张老师用抽气机做了很多演示实验,下列说法正确的是( )
A.甲:放入自制气压计,抽气后观察到细玻璃管中液柱上升
B.乙:放入温水,抽气后水沸腾,说明气压降低,沸点升高
C.丙:放入气球,抽气后气球膨胀,气球内部气体密度变大
D.丁:放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后试管内液柱上升
【变式3】..(24-25八年级上·山东青岛·月考)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
题型五:大气压的应用
【例5】..(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量,能够帮助我们完成很多工作。以下实例,与大气压无关的是( )
A.用吸管喝饮料 B.用钢笔吸墨水
C.用注射器注射药液 D.用带吸盘的挂钩挂炊具
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·期末)下列现象中没有利用大气压强的是( )
A.用吸管吸饮料 B.盆景自动供水装置
C.覆杯实验 D.用针筒向体内注射药液
【变式2】..(24-25八年级下·福建三明·期中)下列情形中与大气压无关的是( )
A.医生给病人注射药液 B.马德堡半球实验
C.用吸管喝饮料 D.抽水机能把水从井里抽上来
【变式3】..(24-25八年级下·贵州铜仁·期末)下列现象或装置中不是利用大气压强原理的是( )
A.盆景自动供水装置 B.使用注射器注射药液
C.用吸管喝饮料 D.覆杯实验
题型六:大气压测量探究实验
【例6】..(25-26八年级下·全国·课后作业)某物理兴趣小组的同学利用图甲中装置来估测大气压的值,实验器材有一个弹簧测力计、三种规格的注射器。
(1)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器__________(选填“A”“B”或“C”)来进行实验。
(2)实验步骤:①首先把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,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器____________________(选填“有刻度部分”或“筒身”)的长度为L。
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F。
③则测出的大气压值_________(用所给的字母表示)。
(3)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花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空气
②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是__________。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(4)小童用图丙所示的装置来测量大气压的值。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为600g;烧杯的质量为100g,烧杯的底面积为;活塞的横截面积为,g取,滑轮间的摩擦和细线的重力不计,则所测大气压的值应为__________。
A. B.
C. D.以上都不正确
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·期末)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。
【变式2】..(24-25八年级下·江苏无锡·月考)以下是几位同学利用不同器材测大气压的值的方法。
(1)小王同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为3N。说明注射器外筒和活塞之间存在___________力。若活塞横截面积为20cm2,橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为203N,则所测大气压的值为___________Pa;
(2)小王同学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___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。若实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,而弹簧测力计量程为10N,实验时应选用___________(选填“甲”或“乙”)注射器;
(3)小超同学想用如图所示的实验装置(吸盘重不计),通过往吸盘挂钩下挂钩码,直至吸盘脱落,用钩码重除以吸盘表面积的方法测出大气压,则她利用___________图的实验可以粗测大气压的值(选填“甲”或“乙”)。而用这种方法所测大气压的值往往___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)小慧同学做托里拆利实验如图所示,若她继续做水沸腾实验,则水的沸点___________100℃(选填“>”“<”或“=”)。
【变式3】..(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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_________。
一、单选题
1.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上 B.用吸管将饮料“吸”入口中
C.用硬纸片“托住”杯中的水 D.设计成上窄下宽的拦河坝
2.(25-26八年级下·全国·周测)小明在超市买了一个“真空”罐头,罐头的瓶盖很难打开,小明的哥哥找来一个勺子在瓶盖边缘撬了几下(如下列图片所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就被打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.将纸巾铺在瓶盖上更容易拧开瓶盖,是因为增大了手与瓶盖间的压力
C.用勺子撬瓶盖,可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,能使空气进入瓶内,减小压强差
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列四幅图,不能说明大气压存在的是( )
A.用吸盘搬运玻璃 B.用抽水机抽水
C.瓶吞鸡蛋 D.帕斯卡裂桶实验
4.(24-25八年级下·广东东莞·期末)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
5.(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
6.(23-24八年级下·全国·期末)某同学设计了下图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处密封,A、B、D内水面的高度如下图所示。下列关于“自动喷泉装置”的说法,正确的是( )
A.因为玻璃管E的管口比漏斗D高,所以玻璃管E的管口不会有水喷出
B.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m
C.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应大于1.5m
D.A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
7.(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
8.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)医生为了给患者输液,用网兜把药瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图所示,输液过程中,下列说法错误的是( )
A.空气管是利用大气压使瓶内药液顺利流出的 B.空气管中的空气与药液接触处的压强等于大气压
C.如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当的升高 D.瓶内液面上方气体的压强为p0+ρ液gh
二、填空题
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)拔火罐疗法在中国有着悠久的历史。拔火罐时,大夫先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后将火罐开口迅速按到人体皮肤上,自然降温后,火罐紧紧吸附在人体皮肤上,这说明了_______的存在;其原理是利用罐内外的______(选填“温度差”或“气压差”)使罐吸附在人体皮肤上。
10.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)物理小组同学们了解到,1644年,意大利科学家托里拆利用图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将________;外界大气压降低,水银柱高度将________。(选填“升高”、“降低”或“不变”)
11.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,神舟十八号航天员乘组于2024年7月3日圆满完成第二次出舱活动.我国航天员出舱穿的航天服内的气压设置为0.4个标准大气压,约为__________Pa,这个压强在地面上时可以支撑__________m高的水柱。(取,标准大气压取)
12.(25-26八年级下·全国·随堂练习)小优查阅资料了解到某种活塞式抽水机的工作原理如下列图片所示,活塞跟筒壁紧密接触的同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)如图甲,当提起活塞时,阀门A受到______的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压______(选填“大于”或“小于”)外界大气压,于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门______进入圆筒。
(2)如图乙,当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门______进入圆筒的上部。
(3)如图丙,再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在______的作用下推开阀门B进入圆筒。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
13.(2025·广东潮州·二模)用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为。轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg。则
(1)大气对吸盘的压力为___________N(g取10N/kg);
(2)大气压的测量值为___________Pa;
(3)若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的测量值比实际值偏___________。
三、实验题
14.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,是“托里拆利实验”的操作过程。
(1)在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样操作的目的是防止管内混入__________。
(2)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为__________mm。
(3)实验过程中,若保持玻璃管口不离开水银面,将玻璃管倾斜,水银柱长度__________,高度__________。(均选填“变长”“不变”或“变短”)
(4)若在图丙实验过程中,不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是__________。
(5)若在图甲实验过程中没有将水银灌满玻璃管,会导致最终测得的大气压值比真实值__________(选填“大”或“小”)。
15.(2026八年级下·全国·专题练习)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强可能与体积有关。为此她准备了标注容积为20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度为______cm,则活塞的横截面积为______。
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示。用细绳拴住注射器的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计的另一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示,为_______N,此时外界大气压的数值为_________Pa。
(3)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器上4mL刻度线处,再用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N;继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数。请在下面虚线框中设计一个表格,用于记录多组数据______。
(4)分析拉力偏大的原因是___________________(写一条即可)。
四、计算题
16.(24-25八年级下·安徽蚌埠·期中)某科技小组制作的月球车,质量为,若将此月球车送到月球表面,其在月球表面的重力为,轮子与月球表面的总接触面积为,已知。
(1)求月球车静止在月球水平面上时,对月球表面的压强;
(2)若月球车行驶时轮子对月面的压强不得超过,求其最多能搭载的实验器材质量;
(3)若在月球车的密封舱内进行图示实验,测得水柱高度差,求舱内人造大气压的值。
17.(24-25八年级下·河南·月考)高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。已知某高压锅锅盖的面积约为450cm2,出气孔的横截面积为12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为72g。通过计算并对照图像说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?(注:外界气压为1×105Pa)
五、综合题
18(24-25八年级下·广东深圳·期中)跨学科实践:制作简易活塞式抽水机。
同学们在老师指导下制作简易活塞式抽水机。如图所示,其中是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(1)如图甲所示,当提起活塞时,阀门________(填“A”或“B”)打开,水在________(填“大气压”或“水压”)的作用下经过阀门流入圆筒。
(2)如图乙所示,当压下活塞时,阀门B在________(填“大气压”或“水压”)的作用下关闭,而阀门A________(填“打开”或“关闭”),圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)展示交流:比一比哪个小组制作的抽水机提升水的高度最大。通过理论计算,在标准大气压下,这样的抽水机通常能提升水的最大高度约为________m(保留整数)。
19.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)高压锅(图甲)是生活中一种密闭的烹饪容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖上限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出一部分气体,实现对锅内气体压强的调节,简易原理图如图乙所示。某高压锅内水的沸点随气压的变化如图丙所示,大气压强取。
(1)由图可知,水的沸点随气压的增大而________,因此高压锅内的水的沸点会________于100℃。
(2)假如该高压锅限压阀产生的压强为,则正常工作时高压锅内气体最大压强可达多少Pa?该锅内水的沸点最高可达多少℃?
(3)如果出气孔的面积为,则此高压锅限压阀的质量是多少?
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9.3 大气压强
知识点1:大气压强
1.大气压强的认识:
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示;
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性;
(3)马德堡半球实验证明了:①大气压的存在②大气压很大。
2.托里拆利实验:
(1)精确测量出标准气压数值的实验:托里拆利实验;
(2)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再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm;
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化);
知识点2:大气压的特点:
(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)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、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;
(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快);
(4)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
知识点3:托里拆利实验的特别提醒
(1)玻璃管中充满水银,不能混有气泡,否则实验结果偏小。
(2)玻璃管的形状、粗细及是否倾斜不影响实验结果。
(3)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,向上提或向下按玻璃管,只改变水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(4)实验测得的水银桂的高度如果不是 760 mm,可能是因为实验环境的大气压不是标准大气压。
(5)托里拆利实验中选择的液体是水银,而不是其他液体,原因是水银是常温下密度最大的液体,在同样的大气压下需要的玻璃管最短。如果用其他液体,需要的玻璃管就会很长,操作不方便。如果用水来做托里拆利实验,则根据实验原理可得,则水柱高度h水===10.336m。
知识点4:大气压强的三中实验测量方法
吸盘拉力法
吸盘重力法
注射器拉力法
实验
器材
吸盘、玻璃板、弹簧测力计、刻度尺
吸盘、玻璃板、刻度尺、小桶、细沙
注射器、弹簧测力计、刻度尺
示意图
测量的物理量
吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D
吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D
活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L
操作
步骤
将吸盘吸在玻璃板上,用弹簧测力计拉吸盘,吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力,测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值
与吸盘拉力法原理一样,只是将弹簧测力计换成小桶,慢慢往小桶内加入细沙,直至将吸盘刚刚拉脱
将注射器活塞推至针筒底端,然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则活塞面积S=V/L,最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值
大气压表达式
误差
分析
吸盘内空气不能完全排出,导致测出的F或G值偏小,大气压值偏小
注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大
题型一:大气压的存在
【例1】.(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。
【变式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。
【变式2】..(24-25八年级下·湖南永州·期中)下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.同种液体橡皮膜向左凸出B.水“悬空”在塑料管中
C.用吸盘搬运玻璃 D.吸盘被压在光滑墙壁上
【答案】A
【详解】A.橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;
B.纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不符合题意;
C.将吸盘与玻璃间的空气抽走,吸盘上面的大气压强将吸盘压紧在玻璃上,这个压力的作用下,可用吸盘来搬运玻璃,能说明大气压强的存在,故C不符合题意;
D.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不符合题意。
故选A。
【变式3】..(24-25八年级下·河北邯郸·期中)如下图所示,下列不能说明大气压存在的是( )
A.托里拆利实验 B.瓶吞鸡蛋
C.纸托水杯 D.橡皮膜凸出
【答案】D
【详解】A.托里拆利实验,是大气压托着水银柱,能说明大气压的存在,故A不符合题意;
B.在瓶吞鸡蛋的实验中,鸡蛋被大气压入瓶内,能说明大气压的存在,故B不符合题意;
C.纸托水杯实验中,水不流出来、纸片也不掉下来,是因为大气给纸一个向上的压力,能说明大气压的存在,故C不符合题意;
D.图中橡皮膜向外凸出,是因为水对橡皮膜有压力,说明液体对橡皮膜处有压强,不能说明大气压的存在,故D符合题意。
故选D。
题型二:托里拆利实验
【例2】..(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。
【变式1】..(2024·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。
【变式2】..(24-25八年级下·辽宁盘锦·月考)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.乙装置使用前要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
D.乙装置从你当前的位置拿到山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【答案】C
【详解】A.一个标准大气压可以支持760mm汞柱,图中水银柱高度为750mm,说明甲图实验环境的大气压小于一个标准大气压,故A错误;
B.托里拆利实验中,大气压与水银柱产生的压强平衡
若大气压变大,为维持平衡,水银柱高度 ℎ 需增大,即玻璃管内液面上升,而非下降,选项B错误;
C.向瓶内吹气时,瓶内气体增多,瓶内气压增大。此时瓶内气压=水柱压强+大气压,因此瓶内气压会大于外界大气压,选项C正确;
D.山顶海拔高,大气压变小。瓶内气压不变,为维持平衡,根据瓶内气压=水柱压强+大气压可知,水柱压强需增大,即水柱高度增大,玻璃管内外液面高度差变大,而非变小,选项D错误。
故选 C。
【变式3】..(24-25八年级下·吉林·期中)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
【详解】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。
题型三:大气压和地理因素的关系
【例3】..(24-25九年级下·福建·月考)分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向,预报相关气象情况。气象站测量某区域近地面不同地点的大气压,将气压相等的各点连起来,绘成“等气压线”,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.测量大气压时应保证在同一高度测量
B.测量大气压时应保证在同一时刻测量
C.根据图中风的方向判断A处气压大于B处气压
D.图中A气压与B处气压不同是因为季节不同
【答案】D
【详解】A.测量大气压时,同一高度的气压值才具有可比性,才能准确反映大气环流情况,故A正确,不符合题意;
B.同一时刻测量能确保数据的一致性,便于分析和预测气象变化,故B正确,不符合题意;
C.风从高压吹向低压,所以根据图中风向可知,A处气压大于B处大气压,故C正确,不符合题意;
D.图中A处气压与B处气压不同是因为A处与B处温度等不同而形成的,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式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。
【变式2】..(24-25八年级下·江苏常州·月考)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。
【变式3】..(24-25八年级下·山东德州·期中)如图所示,图甲为托里拆利实验图,图乙为自制气压计,则下列说法错误的是( )
A.若用密度比水银小的液体做实验,则测出来的大气压值不变
B.将图甲中的玻璃管稍微倾斜,管内的水银长度会变大
C.将图甲中的槽内再注入少量水银,管内外水银面高度差不变
D.将两个实验器材从山顶拿到山脚,则图甲中玻璃管内的液面会下降,乙的会上升
【答案】D
【详解】A.托里拆利实验中,大气压的值等于管内液柱产生的压强,即 。若换用密度比水银小的液体,外界大气压p不变,根据公式,液体柱的高度h会变大,但测量的大气压值与外界大气压相等,因此不变。故 A 选项正确,不符合题意;
B.将图甲中的玻璃管稍微倾斜时,水银柱的竖直高度h由大气压决定,大气压不变,因此h保持不变,但水银柱的长度会变大。故B正确,不符合题意;
C.托里拆利实验中,管内外水银面的高度差由外界大气压决定。向槽内注入少量水银,外界大气压不变,因此高度差也不变。故C正确,不符合题意;
D. 大气压不是固定不变的,随高度的增加而减小,甲是托里拆利实验,将实验器材从山顶拿到山脚,外界大气压变大,则甲玻璃管内的液面会上升;乙是自制气压计,将实验器材从山顶拿到山脚,外界大气压变大,则乙玻璃管内的液面会下降,故D错误,符合题意。
故选D。
题型四:大气压和沸点的关系
【例41】..(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。
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·月考)观察下图所示的各地水的沸点,你认为下列说法正确的是( )
A.拉萨海拔低于济宁
B.拉萨气压低于一个标准大气压
C.珠穆朗玛峰上沸水温度不高是因为烧水时火力不大
D.这个现象说明大气压随高度的增加而增大
【答案】B
【详解】大气压与海拔高度有关,高度越高,大气压越低,同时水的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高,气压越低,沸点越低;
A.由图可知,济宁水的沸点为100℃,拉萨的约90℃,说明拉萨的处的大气压比济宁的低,所以拉萨的海拔更高,故A错误;
B.标准大气压下(海平面),水的沸点是100℃;高原地区空气稀薄,大气压降低;气压越低,水的沸点越低;拉萨沸点约90℃,说明当地气压低于标准大气压,故B正确;
C.沸水温度不高(约72℃)不是因为“火力小”,而是因为大气压太低,故C错误;
D.大气压与海拔高度有关,高度越高,大气压越低,故D错误。
故选B。
【变式2】..(24-25八年级下·安徽六安·期末)如图所示,张老师用抽气机做了很多演示实验,下列说法正确的是( )
A.甲:放入自制气压计,抽气后观察到细玻璃管中液柱上升
B.乙:放入温水,抽气后水沸腾,说明气压降低,沸点升高
C.丙:放入气球,抽气后气球膨胀,气球内部气体密度变大
D.丁:放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后试管内液柱上升
【答案】A
【详解】A.放入自制气压计,抽出空气后,气压计外界大气压强变小,气压计内液面上方空气压强不变,大于外界大气压,所以细玻璃管中液柱上升,故A正确;
B.放入温水,抽气后,温水的温度几乎不变,温水上方空气压强变小,水沸腾,说明气压降低,沸点降低,故B错误;
C.放入气球,抽气后,气球膨胀,体积增大,而气球内部气体的质量不变,由可知,气球内部气体的密度变小,故C错误;
D.放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后,水银槽中水银上方的气体压强变小,则能托起的水银的高度降低,试管中的液柱下降,故D错误。
故选A。
【变式3】..(24-25八年级上·山东青岛·月考)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,水会停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【答案】D
【详解】水沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,由于水不能继续吸热,所以水会停止沸腾;迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,这时瓶内水面上方气压减小,因水的沸点随气压的降低而减小,因此水的沸点降低,这时烧瓶内的水恢复沸腾。故ABC错误,D正确。
故选D。
题型五:大气压的应用
【例5】..(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量,能够帮助我们完成很多工作。以下实例,与大气压无关的是( )
A.用吸管喝饮料 B.用钢笔吸墨水
C.用注射器注射药液 D.用带吸盘的挂钩挂炊具
【答案】C
【详解】A.用吸管喝饮料时,先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压入吸管进而进入口中,与大气压有关,故A不符合题意;
B.用钢笔吸墨水时,先挤出笔胆内的空气,笔胆内气压减小,在外界大气压的作用下,墨水被压入笔胆内,与大气压有关,故B不符合题意;
C.用注射器注射药液时,是利用手对活塞的推力将药液注入体内,不是利用大气压,与大气压无关,故C符合题意;
D.用带吸盘的挂钩挂炊具时,先挤出吸盘内的空气,吸盘内气压减小,在外界大气压的作用下,吸盘被紧紧压在墙上,从而可以挂炊具,与大气压有关,故D不符合题意。
故选C。
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·期末)下列现象中没有利用大气压强的是( )
A.用吸管吸饮料 B.盆景自动供水装置
C.覆杯实验 D.用针筒向体内注射药液
【答案】D
【详解】A.当用吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,使得吸管内的气压减小,小于外界大气压。在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里进而进入口中 ,利用了大气压强,故A不符合题意;
B.盆景自动供水装置中,大气压支持着瓶内的水不会流出来,当盆景中的水因蒸发和被植物吸收而减少,水面下降使瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内气压增大,水会流出一部分,当水面再次浸没瓶口时,瓶内气体又被封闭,水停止流出,这样就实现了自动供水,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.覆杯实验中,是大气压托住了杯中的水,使得水不会流出来,证明了大气压的存在,利用了大气压强,故C不符合题意。
D.用针筒向体内注射药液是利用了人的推力推动活塞,活塞又对药液施加压力,使药液进入体内 ,没有利用大气压强,故D符合题意。
故选D。
【变式2】..(24-25八年级下·福建三明·期中)下列情形中与大气压无关的是( )
A.医生给病人注射药液 B.马德堡半球实验
C.用吸管喝饮料 D.抽水机能把水从井里抽上来
【答案】A
【详解】A.医生给病人注射药液是利用注射器活塞的推力,将药液直接压入人体血管,与大气压无关,故A符合题意;
B.马德堡半球实验是历史上证明大气压存在的著名实验,两个半球被抽真空后,因外界大气压的作用难以分开,与大气压直接相关,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,从而进入口中,依赖大气压的作用,故C不符合题意;
D.抽水机(如活塞式抽水机 )工作时,通过降低抽水机内部气压,使外界大气压大于抽水机内气压,从而将水压入抽水机,进而抽到高处,利用了大气压,故D不符合题意。
故选A。
【变式3】..(24-25八年级下·贵州铜仁·期末)下列现象或装置中不是利用大气压强原理的是( )
A.盆景自动供水装置 B.使用注射器注射药液
C.用吸管喝饮料 D.覆杯实验
【答案】B
【详解】A.盆景自动供水装置中的一端开口,一端封闭,是利用大气压使蓄水装置蓄水,故A不符合题意;
B.用注射器注射药液,是利用人施加的外力完成的,不是利用大气压,故B符合题意;
C.用吸管喝饮料,先将吸管中的空气吸出,使吸管中的气压小于大气压,在大气压的作用下,饮料通过吸管进入嘴巴,故C不符合题意;
D.覆杯实验,先将杯子装满水,利用水排空杯中空气,再将纸片覆盖在杯口,使杯中气压小于大气压,将杯子倒扣后,纸片在大气压的作用下没有掉落,故D不符合题意。
故选B。
题型六:大气压测量探究实验
【例6】..(25-26八年级下·全国·课后作业)某物理兴趣小组的同学利用图甲中装置来估测大气压的值,实验器材有一个弹簧测力计、三种规格的注射器。
(1)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器__________(选填“A”“B”或“C”)来进行实验。
(2)实验步骤:①首先把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,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器____________________(选填“有刻度部分”或“筒身”)的长度为L。
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F。
③则测出的大气压值_________(用所给的字母表示)。
(3)小花发现此时测得的大气压值误差较大,对此小花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空气
②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是__________。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(4)小童用图丙所示的装置来测量大气压的值。将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为600g;烧杯的质量为100g,烧杯的底面积为;活塞的横截面积为,g取,滑轮间的摩擦和细线的重力不计,则所测大气压的值应为__________。
A. B.
C. D.以上都不正确
【答案】(1)C
(2) 有刻度部分
(3)A
(4)C
【详解】(1)当弹簧测力计拉到最大值,活塞仍未滑动,说明所需拉力超过了测力计量程。根据公式,在大气压一定时,活塞横截面积越小,所需拉力越小。因此应换用横截面积更小的注射器 C。
(2)[1]应测量注射器有刻度部分的长度 L,因为这部分的体积就是注射器的容积 V,活塞的横截面积。
[2]当活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数F等于大气压力,大气压值计算公式为:。
(3)一定会使测量值小于真实值的原因是:①橡皮帽封住的小孔中有残余空气:内部气压会抵消一部分大气压,导致测得的拉力F偏小,计算出的大气压值偏小;③ 活塞与注射器筒壁不完全密封:同样会导致内部有空气,使测得的拉力 F 偏小,计算出的大气压值偏小;② 刻度尺读数不准:可能偏大也可能偏小,属于偶然误差;④ 活塞与筒壁间有摩擦:会使测得的拉力 F 偏大,导致计算出的大气压值偏大;因此,答案为A(①③)。
(4)计算总重力:,大气压力等于总重力:。计算大气压值:,故选 C。
【变式1】..(24-25八年级下·山东济宁·期末)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
【变式2】..(24-25八年级下·江苏无锡·月考)以下是几位同学利用不同器材测大气压的值的方法。
(1)小王同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为3N。说明注射器外筒和活塞之间存在___________力。若活塞横截面积为20cm2,橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为203N,则所测大气压的值为___________Pa;
(2)小王同学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___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。若实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,而弹簧测力计量程为10N,实验时应选用___________(选填“甲”或“乙”)注射器;
(3)小超同学想用如图所示的实验装置(吸盘重不计),通过往吸盘挂钩下挂钩码,直至吸盘脱落,用钩码重除以吸盘表面积的方法测出大气压,则她利用___________图的实验可以粗测大气压的值(选填“甲”或“乙”)。而用这种方法所测大气压的值往往___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)小慧同学做托里拆利实验如图所示,若她继续做水沸腾实验,则水的沸点___________100℃(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) 摩擦 1.015×105
(2) 偏小 甲
(3) 乙 偏大
(4)<
【详解】(1)[1]把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时,然后用弹簧测力计水平匀速拉动注射器活塞,由平衡条件知道,拉力与注射器内壁间的摩擦力是一对平衡力,即读出测力计的示数是注射器内壁间的摩擦力。
[2]设外界大气对活塞的压力为F大气,筒与筒壁之间的摩擦为f,则活塞被拉出注射器时,活塞受力情况为,由 知道,所测大气压的值为
(2)[1]小明同学实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,拉力的测量值会偏小,由可知,导致测得的大气压值偏小。
[2]因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由 知道,需要拉力
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,故乙不合适;
当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由 知道,需要拉力
因为已知弹簧测力计量程为10N,未超过了测力计的量程,故甲合适;所以实验时应选用甲注射器,理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
(3)[1]图甲大气压力和拉力不在同一直线上,不是一对平衡力,大小不相等,所以甲图不能测量出大气压的值;图乙大气压力和拉力在同一直线上,是一对平衡力,大小相等,所以乙图能测量出大气压的值。
[2]通过往吸盘挂钩下挂钩码来测量大气压力时,钩码是一只一只地往上加的,则钩码对吸盘的拉力为钩码重力的整数倍,不能像弹簧测力计拉力一样连续增大,无法控制拉力使吸盘刚好脱落,当吸盘脱落时,所挂钩码的重力可能会比使吸盘刚好脱落时所需大气压力大,所以测出的大气压的值往往是偏大的。
(4)从水银槽内的水银面开始,管内水银柱的高度是750mm,所以大气压是750mm高水银柱。水的沸点随气压的减小而降低。由于750mm水银柱小于标准大气压(760mm水银柱),所以若她继续做水沸腾实验,则水的沸点低于100℃。
【变式3】..(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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
【详解】(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。
一、单选题
1.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上 B.用吸管将饮料“吸”入口中
C.用硬纸片“托住”杯中的水 D.设计成上窄下宽的拦河坝
【答案】D
【详解】ABC.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上、用吸管将饮料“吸”入口中和用硬纸片“托住”杯中的水都应用了大气压强,故ABC不符合题意;
D.设计成上窄下宽的拦河坝,应用了液体压强随深度的增加而增大的知识,没有应用大气压强,故D符合题意。
故选D。
2.(25-26八年级下·全国·周测)小明在超市买了一个“真空”罐头,罐头的瓶盖很难打开,小明的哥哥找来一个勺子在瓶盖边缘撬了几下(如下列图片所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就被打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.将纸巾铺在瓶盖上更容易拧开瓶盖,是因为增大了手与瓶盖间的压力
C.用勺子撬瓶盖,可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,能使空气进入瓶内,减小压强差
【答案】D
【详解】如图所示的瓶子是真空包装,瓶盖在外界大气压的作用下很难打开,当用勺子在瓶盖边缘撬了几下后,大气进入瓶子内部,减小压强差,这时瓶内外气体的压力差很小,使得摩擦力减小,所以用手一拧瓶盖就打开了。故D正确,ABC错误。
故选D。
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)下列四幅图,不能说明大气压存在的是( )
A.用吸盘搬运玻璃 B.用抽水机抽水
C.瓶吞鸡蛋 D.帕斯卡裂桶实验
【答案】D
【详解】A.将吸盘内的空气抽出后,吸盘外的大气压会把吸盘紧紧压在玻璃上,以此来搬运玻璃,这个现象能说明大气压的存在,故A不符合题意;
B.抽水机工作时,会先排出泵内的空气,外界的大气压就会把水压入泵内,进而把水抽到高处,这个过程利用了大气压,故B不符合题意;
C.瓶内的棉花燃烧后消耗了瓶内的氧气,瓶内气压降低,外界的大气压就会把鸡蛋压入瓶中,这个现象能证明大气压的存在,故C不符合题意;
D.帕斯卡裂桶实验是在桶内装满水,用细长的管子向桶内加水,水的深度增加后,桶受到的液体压强增大,最终桶被压裂,它证明的是液体压强与深度的关系,和大气压没有关系,故D符合题意。
故选D。
4.(24-25八年级下·广东东莞·期末)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
【详解】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。
5.(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。
6.(23-24八年级下·全国·期末)某同学设计了下图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处密封,A、B、D内水面的高度如下图所示。下列关于“自动喷泉装置”的说法,正确的是( )
A.因为玻璃管E的管口比漏斗D高,所以玻璃管E的管口不会有水喷出
B.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m
C.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应大于1.5m
D.A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
【答案】B
【详解】由题图可知,A、B两球通过玻璃管C连通,内部气体压强相等,漏斗D内水柱压强与大气压强之和、玻璃管E内水柱压强与大气压强之和均等于球内气体压强,即,解得,即若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m。A、C、D错误,B正确。
故选B。
7.(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。
8.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)医生为了给患者输液,用网兜把药瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图所示,输液过程中,下列说法错误的是( )
A.空气管是利用大气压使瓶内药液顺利流出的
B.空气管中的空气与药液接触处的压强等于大气压
C.如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当的升高
D.瓶内液面上方气体的压强为p0+ρ液gh
【答案】D
【详解】A.输液时,瓶内药液流出后,瓶内气压减小,外界空气通过空气管进入瓶内,利用大气压补充瓶内气压,使药液能顺利流出。因此,空气管的作用是利用大气压让药液流出,故A正确,不符合题意;
B.空气管与外界大气相通,所以空气管中空气与药液接触处的压强等于大气压,故B正确,不符合题意;
C.根据液体压强公式,将药瓶适当升高,药液的深度h增大,输液管出口处的液体压强增大,能克服血管内的压强,防止血液回流。因此,若血液回流,升高药瓶是有效的,故C正确,不符合题意;
D.瓶内液面上方气体的压强应为大气压减去药液产生的压强,即,h为液面到空气管与药液接触处的深度,而不是,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
9.(25-26八年级下·全国·课后作业)拔火罐疗法在中国有着悠久的历史。拔火罐时,大夫先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后将火罐开口迅速按到人体皮肤上,自然降温后,火罐紧紧吸附在人体皮肤上,这说明了_______的存在;其原理是利用罐内外的______(选填“温度差”或“气压差”)使罐吸附在人体皮肤上。
【答案】 大气压 气压差
【详解】[1][2]火罐里气体被加热按到人体皮肤上时罐内气压与外界气压相等,后随着温度的降低罐内气压减小,同时火罐受到外界的大气压强,压强差产生的气压差使火罐紧紧吸附在人体皮肤上,说明了大气压的存在。
10.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)物理小组同学们了解到,1644年,意大利科学家托里拆利用图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将________;外界大气压降低,水银柱高度将________。(选填“升高”、“降低”或“不变”)
【答案】 不变 降低
【详解】[1]托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的竖直高度由外界大气压大小决定。将玻璃管倾斜时,外界大气压大小不变,因此大气压能支撑的水银柱竖直高度不变,仅水银柱的长度会增加。
[2]水银柱的高度由外界大气压决定,由可知,当外界大气压降低时,对应的水银柱竖直高度也会降低。
11.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,神舟十八号航天员乘组于2024年7月3日圆满完成第二次出舱活动.我国航天员出舱穿的航天服内的气压设置为0.4个标准大气压,约为__________Pa,这个压强在地面上时可以支撑__________m高的水柱。(取,标准大气压取)
【答案】 4
【详解】[1]已知标准大气压,航天服内的气压设置为0.4个标准大气压,约为
[2]根据液体压强公式,这个压强在地面上可以支撑的水柱高度为
12.(25-26八年级下·全国·随堂练习)小优查阅资料了解到某种活塞式抽水机的工作原理如下列图片所示,活塞跟筒壁紧密接触的同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)如图甲,当提起活塞时,阀门A受到______的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压______(选填“大于”或“小于”)外界大气压,于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门______进入圆筒。
(2)如图乙,当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门______进入圆筒的上部。
(3)如图丙,再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在______的作用下推开阀门B进入圆筒。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
【答案】(1) 大气压 小于 B
(2)A
(3)大气压
【详解】(1)[1][2][3]由图甲可知,当提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,则筒内的气压将变小,所以圆筒内气压小于外界的大气压,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
(2)水进入圆筒,水产生压强,当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,液体压强的方向是向四面八方的,于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
(3)再提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,水从出水管流出,同时,圆筒内气压小于外界的大气压,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
13.(2025·广东潮州·二模)用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为。轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg。则
(1)大气对吸盘的压力为___________N(g取10N/kg);
(2)大气压的测量值为___________Pa;
(3)若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的测量值比实际值偏___________。
【答案】(1)32
(2)
(3)小
【详解】(1)使吸盘脱落的总重力恰好等于大气对吸盘的压力,则大气对吸盘的压力为
(2)大气压的测量值为
(3)如果内部气体没排出,内部气体也有压力,则大气压力等于内部压力加重力,只测重力后,相当于测得的大气压力偏小,故压强会偏小。
三、实验题
14.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,是“托里拆利实验”的操作过程。
(1)在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样操作的目的是防止管内混入__________。
(2)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为__________mm。
(3)实验过程中,若保持玻璃管口不离开水银面,将玻璃管倾斜,水银柱长度__________,高度__________。(均选填“变长”“不变”或“变短”)
(4)若在图丙实验过程中,不小心将玻璃管的顶部打破,则你能看到的现象是__________。
(5)若在图甲实验过程中没有将水银灌满玻璃管,会导致最终测得的大气压值比真实值__________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)空气
(2)760
(3) 变长 不变
(4)玻璃管中水银会下降到与管外水银面相平
(5)小
【详解】(1)实验中,在玻璃管内灌满水银,手指堵住管口插在水银槽中,这样防止管内混入空气,影响测量结果。
(2)在托里拆利实验中,玻璃管内外液面的高度差反映了大气压的大小,由图丙可知,玻璃管内水银柱的高度为760mm。
(3)[1][2]外界大气压不变,如果保持玻璃管口不离开水银面,玻璃管倾斜时,管中水银柱的高度不变,但长度将变长。
(4)将玻璃管的顶部打破了一个小孔后,这个装置就相当于一个连通器,所以玻璃管中水银会下降到与管外水银相平为止。
(5)若在图甲实验过程中没有将水银灌满玻璃管,管中进入少量空气,则空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度将减小,会导致最终测得的大气压值比真实值小。
15.(2026八年级下·全国·专题练习)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强可能与体积有关。为此她准备了标注容积为20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度为______cm,则活塞的横截面积为______。
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示。用细绳拴住注射器的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计的另一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示,为_______N,此时外界大气压的数值为_________Pa。
(3)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器上4mL刻度线处,再用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N;继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数。请在下面虚线框中设计一个表格,用于记录多组数据______。
(4)分析拉力偏大的原因是___________________(写一条即可)。
【答案】(1) 10.00 2
(2) 20
(3)
注射器内气体体积V/mL
弹簧测力计的示数F/N
(合理即可)
(4)活塞与筒壁间有摩擦(合理即可)
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,注射器刻度部分左端对准刻度尺上的零刻度线,右端对准刻度尺上的10.00 cm刻度线,所以注射器刻度部分的长度;注射器内刻度部分对应的体积 , 则活塞的横截面积 。
(2)[1][2]由图乙可知,弹簧测力计的分度值为,示数为;此时外界大气压。
(3)实验中需要记录注射器内气体体积和对应的弹簧测力计示数,所以表格应包含这两项内容,可设计为:
(4)在拉动活塞时,活塞与注射器筒壁之间存在摩擦力,这个摩擦力会使弹簧测力计的示数增大,从而导致拉力偏大。
四、计算题
16.(24-25八年级下·安徽蚌埠·期中)某科技小组制作的月球车,质量为,若将此月球车送到月球表面,其在月球表面的重力为,轮子与月球表面的总接触面积为,已知。
(1)求月球车静止在月球水平面上时,对月球表面的压强;
(2)若月球车行驶时轮子对月面的压强不得超过,求其最多能搭载的实验器材质量;
(3)若在月球车的密封舱内进行图示实验,测得水柱高度差,求舱内人造大气压的值。
【答案】(1)4000Pa
(2)412.5kg
(3)160Pa
【详解】(1)月球车对水平地面的压力F=G=240N
月球车对水平地面的压强
(2)月球车行驶时轮子对月面的压强不得超过,由得,月球车对水平地面的压力不得超过
此最大总压力等于月球车与搭载器材的总重力,所以搭载器材在月球上的最大重力
由月球车质量和其月球重力,可得
因此,搭载器材的质量
(3)由p=ρgh可得
17.(24-25八年级下·河南·月考)高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。已知某高压锅锅盖的面积约为450cm2,出气孔的横截面积为12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为72g。通过计算并对照图像说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?(注:外界气压为1×105Pa)
【答案】115℃
【详解】以限压阀为研究对象,它受到三个力的作用,锅内气体向上的压力为;限压阀自身的重力,锅外的大气压;这三个力的关系
锅内外气体、限压阀产生的压强之间的关系
得到锅内气体的压强为
根据图乙可知,此时锅内最高温度大约为115℃。
五、综合题
18(24-25八年级下·广东深圳·期中)跨学科实践:制作简易活塞式抽水机。
同学们在老师指导下制作简易活塞式抽水机。如图所示,其中是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(1)如图甲所示,当提起活塞时,阀门________(填“A”或“B”)打开,水在________(填“大气压”或“水压”)的作用下经过阀门流入圆筒。
(2)如图乙所示,当压下活塞时,阀门B在________(填“大气压”或“水压”)的作用下关闭,而阀门A________(填“打开”或“关闭”),圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)展示交流:比一比哪个小组制作的抽水机提升水的高度最大。通过理论计算,在标准大气压下,这样的抽水机通常能提升水的最大高度约为________m(保留整数)。
【答案】(1) B 大气压
(2) 水压 打开
(3)10
【详解】(1)[1][2]当提起活塞时,活塞下方圆筒内的空气体积增大,气压减小,小于外界大气压。此时,外界大气压会将水压入圆筒,水会顶开阀门 B流入圆筒。所以阀门B 打开,水在大气压的作用下经过阀门流入圆筒。
(2)[1][2]当压下活塞时,活塞下方圆筒内的水受到挤压,水的压强增大。阀门 B 在水压的作用下关闭,以阻止水向下流回。同时,水会顶开阀门 A,使得圆筒中的水不断上升到活塞上方。所以阀门 B 在水压的作用下关闭,阀门 A 打开。
(3)在标准大气压能提升水的高度为
19.(24-25八年级下·河南洛阳·期中)高压锅(图甲)是生活中一种密闭的烹饪容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖上限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出一部分气体,实现对锅内气体压强的调节,简易原理图如图乙所示。某高压锅内水的沸点随气压的变化如图丙所示,大气压强取。
(1)由图可知,水的沸点随气压的增大而________,因此高压锅内的水的沸点会________于100℃。
(2)假如该高压锅限压阀产生的压强为,则正常工作时高压锅内气体最大压强可达多少Pa?该锅内水的沸点最高可达多少℃?
(3)如果出气孔的面积为,则此高压锅限压阀的质量是多少?
【答案】(1) 升高 高
(2)1.6×105Pa 115℃
(3)60g
【详解】(1)[1]分析图丙可知气压越大水的沸点越高,所以水的沸点随气压的增大而升高。
[2] 1个标准大气压下水的沸点是100℃,高压锅内的气压高于1个标准大气压,根据气压越大水的沸点越高可知,高压锅内的水的沸点会高于100℃。
(2)正常工作时高压锅内气体最大压强p=p大气+p阀=1×105Pa+0.6×105Pa=1.6×105Pa
由图丙可知,当压强为1.6×105Pa时,水的沸点为115℃。
(3)由压强公式
可得高压锅限压阀的质量
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