第8节 大气压强的计算 -2025-2026学年浙教版科学八年级下册

大气压强的计算 目录 题型分组练 2 题型01 高压锅的计算 2 题型02 压强的大小及其计算 7 题型03 大气压的综合应用 10 拔高综合练 13 题型分组练 题型01 高压锅的计算 1.图甲为高压锅的构造，图乙为水的沸点与气压的关系图象。 （1）请说明高压锅为什么能将食物加热到 100℃以上？ （2）若高压锅出气孔的直径为 6mm，压在出气孔上的安全阀的质量为 81g。 通过计算并对照图象说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？（π取 3，下同。外界大气压为1.0×105Pa） （3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，水的沸点要达到 115℃，应使用质量为多大的限压阀？（西藏地区外界大气压平均值为 0.8×105Pa） 2.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上压着限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内的气体就会冲出限压阀，跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现有直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为96g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则： p/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00 t/oC 99 100 103 107 111 115 117 120 （1）高压锅是利用 原理工作的； （2）通过计算并对照表格说明，利用这种高压锅烧水时，锅内最高温度大约是多少？（写出计算过程） （3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，你认为需要怎样改进？ 。 3.如图为压力锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上带有一个帽子为限压阀。当压力锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分，使锅内气体压强减小，保证压力锅安全使用。某压力锅排气孔横截面横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g，标准大气压取1.0×105Pa。 （1）据图分析，1标准大气压时，水的沸点为 ； （2）该压力锅在海拔达4000m的地方烧水，该地的气压为60kPa，当水烧开时水的温度大约是多少摄氏度？ （3）若想在海拔4000m高的地方将水烧开至120℃，请问应更换多少质量的限压阀？ 4.如图为一高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气压减小。现有一个锅盖直径为24cm，排气孔横截面积为，限压阀质量为96克的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为。 (1)用高压锅煮饭，可以增大锅内气体的压强，使水的沸点 （填“升高”或“降低”），从面使饭菜熟得更快； (2)在保证安全的条件下，为了提高锅内蒸煮时的温度，可采用的方法是 （填序号）； A．适当减小锅的容积 B．适当增大排气孔的直径 C．适当增加限压阀的质量 D．适当加大火力蒸煮 (3)通过计算并对照表格说明，利用这种高压锅烧水时，锅内最高温度大约是多少？（写出计算过程） 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00 t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120 5.小明通过测量发现，家里的高压锅的横截面积为4.0×10-2米2，限压阀的质量为100.8克，排气孔的面积为7×10-6来2。（外界大气压强为1标准大气压取1×105帕） (1)锅内气体的压强最大可达多少？ (2)设锅内压强每增加3.6×103帕，水的沸点就增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？ (3)小明要将该高压锅带到西藏拉萨使用并要求保证锅内最大气体压强保持不变，请计算。说明限压阀需要怎样改进？（假设该高压锅其他部分满足要求，拉萨的气压是0.652×105帕） 题型02 压强的大小及其计算 1.小科发现中性笔的笔帽上有小孔，为了解小孔作用，小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入气管引发窒息，这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞，因此被称为“救命孔”。 （1）医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是：急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是：一定温度下，一定质量的气体体积 （填“变大”或“变小”）时，压强增大，从而把异物压出体外； （2）若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管，笔帽的横截面积约为，医生至少需要的力才能将笔帽取出。由于呼吸道堵塞导致肺内气压降低，则此时肺内气压大约是多少帕 ？（外界气压帕） 2.在我校第67届运动会的开幕式上，有三组同学在操场上向全校展示了著名的马德堡半球实验，如图1所示，把两个半径约20cm的空心半球合在一起，抽去里面的空气，同学们向相反的方向拉两个半球。 (1)同学们在马德堡半球实验时，往往会在两个半球的接触面上涂一层油。以下操作，目的与其一样的是_________。 A．电解水实验中加稀硫酸 B．塑料吸盘使用前先蘸水 C．蒸馏实验中烧瓶底部加小石粒 (2)在气压为1个标准大气压时做马德堡半球实验，抽气后球内剩余空气的压强为0.4个大气压，此时拉开半球的力为；如果抽气后球内剩余空气的压强为0.1个大气压，此时拉开半球的力为，则=_________。 (3)某实验室供教学用的半球，在正常气压下抽成真空后，只需四个人便可拉开。其原因是_________。 3.如图所示，质量为1kg的圆柱玻璃管，横截面积为（玻璃管壁排开水的体积不计，大气压强为 求：   (1)玻璃管内密封气体的压强有多大？ (2)H为多少米？ 4.如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎，该鼎被誉为“古代高压锅”。当往考古人员仿制的鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣，鼎下堆放干柴燃烧时，鼎内水的沸点可达120℃。已知鼎盖面积S＝0.02米2。下表是水的沸点与气压的关系。 沸点/℃ 90 100 105 110 114 118 120 124 128 气压/千帕 70 101 121 143 163 189 199 226 258 (1)外界气压为101千帕，鼎内水在120℃沸腾时，该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差为多少。 (2)下列事实中，会导致“鼎内水在120℃沸腾”的有 。 A．鼎盖厚实笨重 B．鼎盖与鼎体结合处平整，密封性好 C．锁扣给鼎盖施加向下的压力，使鼎盖不易推开 D．鼎内水的质量较大 5.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯，该电梯外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。需要上楼时，抽气泵启动，抽走顶部空气，此时底部与顶部就会形成气压差，底部空气推动电梯间往上升；需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯间往下降。底部高压区始终与外界相通，外界大气压为。电梯间质量为，不计电梯间与圆筒壁之间的摩擦，电梯间底部和顶部面积均为。 (1)若质量为的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大? (2)抽气机最多能把低压区的气压降到，则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少? 题型03 大气压强的综合应用 1.学习了大气压的知识以后，小阳对大气压强通常有1.0×105Pa这个值存有疑问，想亲自证实一下。小阳买来一个塑料挂钩，把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面。如图所示，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10-3m2；又找来一个轻塑料桶（质量可忽略不计），在桶中装8.8L水。（g取10N/kg） （1）试求轻塑料桶所装水的重力； （2）若大气压为1.0×105Pa，大气对吸盘产生的压力大约是多少； （3）分析（1）和（2）的数据，塑料桶挂到挂勾上会把吸盘拉掉吗？若会，请说明理由，若不会，则最多还能再加多少升水吸盘不掉。 2.负压鱼缸（如图1）是一种“立式”鱼缸，它由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成。负压鱼缸可以增加高度，换水、喂鱼相当方便，不受操作的限制。“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计，该设计使负压缸顶部保持低压状态，在大气压的作用下，负压缸内的水就不会从下方出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵，如图2所示，可以通过负压真空泵抽走负压缸内的空气，使缸内充满水。 (1)上述的新型鱼缸的负压缸与底缸之间 （选填“属于”或者“不属于”）连通器； (2)“负压”原理在生活中非常普遍，下列例子中利用了“负压”原理的是 ； A．我们呼气时 B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，有些人喜欢用高压锅炖汤 C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流入采血管 D．护士对活塞用力，向体内注射药液时 E．挂盐水时，药液进入血管内 (3)图3和图4为某新款负压鱼缸及其纵截面示意图，整个鱼缸只有投料口与大气相通，求水对鱼缸底部的压强（已知液体压强计算公式，ρ水=1×103kg/m3）。 3.某工程师设计了一款新型电梯，该电梯外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。电梯顶部空间与气泵相连，形成密闭空间，气泵可进行抽气和充气；电梯底部空间始终与外界连通，外界大气压为1×105Pa，电梯室空载质量为100kg，底部和顶部面积均为1m2。（电梯室与圆筒壁之间的摩擦力忽略不计，g取10N/kg） 电梯性能评价量表 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 承载量 >200kg 100kg~200kg <100kg ▲ ▲ 运行时的噪声 <30分贝 30分贝~60分贝 >60分贝 (1)若要实现电梯上升，则气泵 （选填“抽气”或“充气”），使电梯顶部的气压 （选填“增大”、“不变”或“减少”）； (2)将上述评价量表中“ ”处补充完整； (3)电梯顶部的气压为 Pa时，可使空载的电梯匀速上升。 拔高综合练 1.小科发现中性笔的笔帽上有小孔，为了解小孔作用，小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入引发窒息，因此被称为“救命孔”。 (1)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是：急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压，从而排出异物被称为“生命的拥抱”；此方法应用的科学原理是： ； (2)若不小心吸入笔帽，人体在用力吸气时，通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s；为确保生命安全，人体与外界通气量要达到 ，则通气孔的面积至少为 mm2； (3)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管，笔帽的横截面积约为0.8cm2，医生至少需要1N的力才能将笔帽取出；由于呼吸道堵塞导致肺内气压降低，则此时肺内气压大约是多少帕？（外界气压 ） 2.压力锅能够把食物更快煮熟是因为其密封性好，但为了保障安全性，高压锅的出气孔上放置了限压阀。小蒋家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂压力锅”的字样，现已知压力锅锅盖面积为450cm2，出气孔的面积为7mm2，限压阀的质量为100.8g，求：（外界大气压强为1标准大气压，取1×105Pa） (1)锅内气体的压强最大可达多少？ (2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全？ (3)设锅内压强与标准大气压相比，每增加3.6×103Pa，水的沸点就相应的增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？ 3.负压鱼缸（如图1）是一种“立式”鱼缸，它由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成。负压鱼缸可以增加高度，换水、喂鱼相当方便，不受操作的限制。“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计，该设计使负压缸顶部保持低压状态，在大气压的作用下，负压缸内的水就不会从下方出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵，如图2所示，可以通过负压真空泵抽走负压缸内的空气，使缸内充满水。 (1)上述的新型鱼缸的负压缸与底缸之间 （选填“属于”或者“不属于”）连通器； (2)“负压”原理在生活中非常普遍，下列例子中利用了“负压”原理的是 ； A．我们呼吸时，肺部扩张状态时，新鲜的空气被压入肺内 B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，有些人喜欢用高压锅炖汤 C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流 (3)图3和图4为某新款负压鱼缸及其纵截面示意图，整个鱼缸只有投料口与大气相通，求水对鱼缸底部的压强?（已知液体压强计算公式p=ρgh，ρ水=1×103kg/m3）。 4.如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎，该鼎被誉为“古代高压锅”。当鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣，鼎下堆放干柴燃烧，在标准大气压下，鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积S＝200cm2。如表是水的沸点（T）与气压（p）的关系，回答下列问题： T/℃ 90 100 105 110 114 118 120 124 128 130 p/kPa 70 101 121 143 163 189 199 226 258 270 （1）在标准大气压下，鼎内水在120℃沸腾时，请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差？ （2）若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃，你认为可能的原因？ 。 5.一款新型家用电梯正走进我们的生活，它的外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动，需要上楼时，抽气泵启动，抽走顶部空气，此时底部与顶部就会形成气压差，底部空气推动电梯室往上升：需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯往下降。已知外界大气压为1×105Pa，电梯室质量为120kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力不计，底部和顶部的面积均为1m2。 （1）低压区的气压降到9.8×104Pa时，作用在电梯室上表面的大气压力是多少牛？ （2）若一个质量为60kg的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大？ （3）抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa，则该电梯匀速上升时能装载的物体的最大质量是多少？ 6.项目化学习小组同学们在进行估测大气压强实验时，首先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；排尽注射器内空气后盖上了橡皮帽，用测力计慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数为。考虑到注射器筒壁与活塞之间的摩擦，增加了如图乙所示的实验。注射器没有盖上橡皮帽，用同样的测力计慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数为。 (1)注射器活塞受到的大气压强是（用题干中符号表示） ； (2)若外界大气压变小，其他条件不变，测得的将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小组同学继续用刻度尺、圆柱形容器、有配重的薄壁长烧杯和水、细线等材料测出了金属块的密度。他的实验步骤如下： ①在圆柱形容器中装适量的水，将一只装有配重的薄壁长烧杯放入水中，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度，如图（a）所示； ②将金属块放入烧杯，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度，如图（b）所示： ③将金属块用细线吊在烧杯底部，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面高度，如图（c）所示； 图（b）中水对圆柱形容器底的压强 （选填“大于”“等于”或“小于”）图（c）中水对圆柱形容器底的压强。金属块的密度为 （用、、和来表示）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 大气压强的计算 目录 题型分组练 2 题型01 高压锅的计算 2 题型02 压强的大小及其计算 6 题型03 大气压的综合应用 11 拔高综合练 14 题型分组练 题型01 高压锅的计算 1.图甲为高压锅的构造，图乙为水的沸点与气压的关系图象。 （1）请说明高压锅为什么能将食物加热到 100℃以上？ （2）若高压锅出气孔的直径为 6mm，压在出气孔上的安全阀的质量为 81g。 通过计算并对照图象说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？（π取 3，下同。外界大气压为1.0×105Pa） （3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，水的沸点要达到 115℃，应使用质量为多大的限压阀？（西藏地区外界大气压平均值为 0.8×105Pa） 【答案】（1）见解析；（2）110℃~108℃之间；（3） 【解析】（1）高压锅能将食物加热到 100℃以上的原因：液体的沸点随着气压的升高而增大，高压锅内气压大于标准大气压，使锅内水的沸点高于100℃。 （2）限压阀的自重G=mg=0.081kg×10N/kg=0.81N 排气孔的横截面积S=πr2=3×（0.003m）2=2.7×10-5m2 限压阀的自重产生的压强 则高压锅内的最高气压p内=p大气+p =105Pa+0.3×105Pa=1.3×105Pa 根据图像可知，此时的最高温度大约再110℃~108℃之间。 （3）根据图像可知，当水的沸点达到115℃时，锅内的最大气压为1.6×105Pa； 则此时限压阀自重产生的压强p自重=p内-p大气=1.6×105Pa-0.8×105Pa=0.8×105Pa 则限压阀的重力为G=F自重=p自重S=0.8×105Pa×2.7×10-5m2=2.16N 则限压阀的质量为。 2.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上压着限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内的气体就会冲出限压阀，跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现有直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为96g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则： p/105Pa 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00 t/oC 99 100 103 107 111 115 117 120 （1）高压锅是利用 原理工作的； （2）通过计算并对照表格说明，利用这种高压锅烧水时，锅内最高温度大约是多少？（写出计算过程） （3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，你认为需要怎样改进？ 。 【答案】（1）气压高，沸点高（2）117℃（3）见解析 【解析】（1）高压锅的工作原理：提高锅内气压，使锅内液体沸点升高，使食物在高温下容易熟。 （2）限压阀的整体质量为96g，所以限压阀对锅内气体压力为F=G=mg=0.096kg×10N/kg=0.96N，所以限压阀对锅内气体的压强为，当时大气压p气=1.0×105Pa，所以锅内气体压强p内=p阀+p气=0.8×105Pa+1.0×105Pa=1.8×105Pa，由表中数据可知，气压对应的锅内液体沸点是117℃。 （3）若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，说明锅内压强不变，西藏地区海拔高，气压低，因为锅内压强等于外界大气压和限压阀的压强之和，所以要增加限压阀的压强，可以增大限压阀的质量，或减小出气口的横截面积，或增大限压阀质量的同时，再减小出气口的横截面积。 3.如图为压力锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上带有一个帽子为限压阀。当压力锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分，使锅内气体压强减小，保证压力锅安全使用。某压力锅排气孔横截面横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g，标准大气压取1.0×105Pa。 （1）据图分析，1标准大气压时，水的沸点为 ； （2）该压力锅在海拔达4000m的地方烧水，该地的气压为60kPa，当水烧开时水的温度大约是多少摄氏度？ （3）若想在海拔4000m高的地方将水烧开至120℃，请问应更换多少质量的限压阀？ 【答案】（1）100℃（2）118℃（3）0.125kg 【解析】（1）由图知道，1标准大气压下水的沸点是100℃。 （2）根据题意知道，海拔达4000m的地方的气压为 限压阀的排气孔面积S=10mm2=1.0×10-5m2 限压阀的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N 限压阀产生的压强为 高压锅内气体的压强为，由图知道，此时水的沸点约为118℃。 （3）当水的沸点为120℃时，高压锅内的气压为1.85×105Pa，可知 解得m'=0.125kg 答：（1）据图分析，1标准大气压时，水的沸点为100℃； （2）该压力锅在海拔达4000m的地方烧水，当水烧开时水的温度大约是118℃； （3）在海拔4000m高的地方将水烧开至120℃，应更换质量为0.125kg的限压阀。 4.如图为一高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气压减小。现有一个锅盖直径为24cm，排气孔横截面积为，限压阀质量为96克的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为。 (1)用高压锅煮饭，可以增大锅内气体的压强，使水的沸点 （填“升高”或“降低”），从面使饭菜熟得更快； (2)在保证安全的条件下，为了提高锅内蒸煮时的温度，可采用的方法是 （填序号）； A．适当减小锅的容积 B．适当增大排气孔的直径 C．适当增加限压阀的质量 D．适当加大火力蒸煮 (3)通过计算并对照表格说明，利用这种高压锅烧水时，锅内最高温度大约是多少？（写出计算过程） 0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00 t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120 【答案】(1)升高(2)C(3)117℃ 【解析】（1）液体的沸点与气压有关，气压越大，水的沸点越高，高压锅煮饭就是利用了这一原理。 （2）要想提高锅内蒸煮的温度，必须增大锅内气压，减小锅的容积，不能提高锅内的温度，以及适当增大火力蒸煮都不会改变锅内气压；适当增大排气管的直径，反而能使锅内气压减小，沸点降低；正确的做法是适当增加限压阀的质量，增大锅内气压，从而提高沸点、提高锅内蒸煮时的温度，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 （3）限压阀的压力 空心柱小孔的横截面积 当时的大气压，原来的限压阀对出气 孔的压强 高压锅内气体能达到的最大压强，由表可知，锅内最高温度大约是117℃。 5.小明通过测量发现，家里的高压锅的横截面积为4.0×10-2米2，限压阀的质量为100.8克，排气孔的面积为7×10-6来2。（外界大气压强为1标准大气压取1×105帕） (1)锅内气体的压强最大可达多少？ (2)设锅内压强每增加3.6×103帕，水的沸点就增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？ (3)小明要将该高压锅带到西藏拉萨使用并要求保证锅内最大气体压强保持不变，请计算。说明限压阀需要怎样改进？（假设该高压锅其他部分满足要求，拉萨的气压是0.652×105帕） 【答案】(1)(2)(3)增大限压阀的质量为 【解析】（1）锅内最大压强为 （2）锅内压强增加了 水的沸点增高 所以，锅内温度最高可达： （3）将该高压锅带到西藏拉萨使用并要求保证锅内最大气体压强保持不变，即锅内气体的压强最大是，根据题意可知 代入数据得 解得，所以，增大限压阀的质量为。 题型02 压强的大小及其计算 1.小科发现中性笔的笔帽上有小孔，为了解小孔作用，小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入气管引发窒息，这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞，因此被称为“救命孔”。 （1）医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是：急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是：一定温度下，一定质量的气体体积 （填“变大”或“变小”）时，压强增大，从而把异物压出体外； （2）若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管，笔帽的横截面积约为，医生至少需要的力才能将笔帽取出。由于呼吸道堵塞导致肺内气压降低，则此时肺内气压大约是多少帕 ？（外界气压帕） 【答案】（1）变小 （2） 【解析】（1）当急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压时，腹部的体积变小，内部气体的质量不变，压强变大，从而把异物压出体外. （2）医生将笔帽恰好取出时，受到外界大气压力和向外的力F、肺内向外的气体压力作用处于平衡状态，则 此时肺内气压。 2.在我校第67届运动会的开幕式上，有三组同学在操场上向全校展示了著名的马德堡半球实验，如图1所示，把两个半径约20cm的空心半球合在一起，抽去里面的空气，同学们向相反的方向拉两个半球。 (1)同学们在马德堡半球实验时，往往会在两个半球的接触面上涂一层油。以下操作，目的与其一样的是_________。 A．电解水实验中加稀硫酸 B．塑料吸盘使用前先蘸水 C．蒸馏实验中烧瓶底部加小石粒 (2)在气压为1个标准大气压时做马德堡半球实验，抽气后球内剩余空气的压强为0.4个大气压，此时拉开半球的力为；如果抽气后球内剩余空气的压强为0.1个大气压，此时拉开半球的力为，则=_________。 (3)某实验室供教学用的半球，在正常气压下抽成真空后，只需四个人便可拉开。其原因是_________。 【答案】(1)B(2)2：3(3)实验室用的半球直径较小，在压强差相同时，受到的大气压力也较小 【解析】（1）在马德堡半球实验时，往往会在两个半球的接触面上涂一层油，目的是是两个半球之间气密性良好，不漏气； A．电解水实验中加稀硫酸是为了增强水的导电性，故A不符合题意； B．塑料吸盘使用前先蘸水是为了防止吸盘漏气，故B符合题意； C．蒸馏实验中烧瓶底部加小石粒是为了防止水暴沸，故C不符合题意。故选B。 （2）半球的外部的气压为1个标准大气压，抽气后球内剩余空气的压强为0.4个大气压，所以此时球受到的内外气压差为如果抽气后球内剩余空气的压强为0.1个大气压，所以此时球受到的内外气压差为: 而前后两次球的表面积S相等，由二力平衡可知，半球受到内、外压力差和拉力相等时，马德堡半球被拉开，由公式可得，则拉力两个拉力的比值 （3）实验室用的半球直径较小，在压强差相同时，受到的大气压力也较小，所以很容易拉开。 3.如图所示，质量为1kg的圆柱玻璃管，横截面积为（玻璃管壁排开水的体积不计，大气压强为 求：   (1)玻璃管内密封气体的压强有多大？ (2)H为多少米？ 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】（1）物体的重力产生的压强 所以管内气体的压强p气=p大气+p=1.0×105Pa+1.96×103Pa≈1.03×105Pa （2）因玻璃管内外的气压差等于高为H的水柱产生的压强， 所以。 4.如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎，该鼎被誉为“古代高压锅”。当往考古人员仿制的鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣，鼎下堆放干柴燃烧时，鼎内水的沸点可达120℃。已知鼎盖面积S＝0.02米2。下表是水的沸点与气压的关系。 沸点/℃ 90 100 105 110 114 118 120 124 128 气压/千帕 70 101 121 143 163 189 199 226 258 (1)外界气压为101千帕，鼎内水在120℃沸腾时，该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差为多少。 (2)下列事实中，会导致“鼎内水在120℃沸腾”的有 。 A．鼎盖厚实笨重 B．鼎盖与鼎体结合处平整，密封性好 C．锁扣给鼎盖施加向下的压力，使鼎盖不易推开 D．鼎内水的质量较大 【答案】(1)1.96×103N(2)ABC 【解析】（1）外界气压为101千帕，鼎内水在120℃沸腾时， 此时鼎内气压为p=199kPa=1.99×105Pa 鼎内外的压强差为Δp=p-p0=1.99×105Pa-1.01×105Pa=9.8×104Pa 此时鼎内外形成的压力差为ΔF=ΔpS=9.8×104Pa×0.02m2=1.96×103N （2）A．鼎盖厚实自重较大，可以使鼎内的气压升高，水的沸点升高，能导致“鼎内的水在120℃沸腾”，故A符合题意； B．鼎盖与鼎体结合处平整，密封性好，不易漏气，可以使鼎内的气压升高，水的沸点升高，能导致“鼎内的水在120℃沸腾”，故B符合题意； C．锁扣给鼎盖施加向下的压力，鼎盖不易推开，可以使鼎内的气压升高，水的沸点升高，能导致“鼎内的水在120℃沸腾”，故C符合题意； D．鼎内所装水的质量较大，不能使鼎内的气压升高，水的沸点不变，不能导致“鼎内的水在120℃沸腾”，故D不符合题意。故选ABC。 5.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯，该电梯外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。需要上楼时，抽气泵启动，抽走顶部空气，此时底部与顶部就会形成气压差，底部空气推动电梯间往上升；需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯间往下降。底部高压区始终与外界相通，外界大气压为。电梯间质量为，不计电梯间与圆筒壁之间的摩擦，电梯间底部和顶部面积均为。 (1)若质量为的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大? (2)抽气机最多能把低压区的气压降到，则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少? 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】（1）人和电梯的总重力G=（m0+m人）g=（100kg+60kg）×10N/kg=1600N 人乘电梯匀速上升时，受到竖直向下的重力、竖直向上的大气压力的差，故气压差产生的压力为F1=G =1600N 则电梯匀速上升时，上下的压强为 顶部低压区的气压为 （2）气压差为 上下产生的压力差为 货物的重力为 货物的质量为。 题型03 大气压强的综合应用 1.学习了大气压的知识以后，小阳对大气压强通常有1.0×105Pa这个值存有疑问，想亲自证实一下。小阳买来一个塑料挂钩，把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面。如图所示，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10-3m2；又找来一个轻塑料桶（质量可忽略不计），在桶中装8.8L水。（g取10N/kg） （1）试求轻塑料桶所装水的重力； （2）若大气压为1.0×105Pa，大气对吸盘产生的压力大约是多少； （3）分析（1）和（2）的数据，塑料桶挂到挂勾上会把吸盘拉掉吗？若会，请说明理由，若不会，则最多还能再加多少升水吸盘不掉。 【答案】（1）88N；（2）120N；（3）不会，3.2升 【解析】（1）根据可得，水的质量为 根据G=mg可得，轻塑料桶所装水的重力为 （2）吸盘面积：S=1.2×10-3m2，根据可得，吸盘受到的大气压力为 （3）因为G=88N<F=120N，水的重力小于大气对挂钩的压力，所以装水塑料桶挂到挂钩上不会把吸盘拉掉。根据题意可知，塑料桶加的水的重力最大为 根据G=mg可得，加水的质量为 根据可得，加水的体积为 答：（1）轻塑料桶所装水的重力为88N； （2）大气对吸盘产生的压力大约是120N； （3）不会，则最多还能再加3.2升水吸盘不掉。 2.负压鱼缸（如图1）是一种“立式”鱼缸，它由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成。负压鱼缸可以增加高度，换水、喂鱼相当方便，不受操作的限制。“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计，该设计使负压缸顶部保持低压状态，在大气压的作用下，负压缸内的水就不会从下方出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵，如图2所示，可以通过负压真空泵抽走负压缸内的空气，使缸内充满水。 (1)上述的新型鱼缸的负压缸与底缸之间 （选填“属于”或者“不属于”）连通器； (2)“负压”原理在生活中非常普遍，下列例子中利用了“负压”原理的是 ； A．我们呼气时 B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，有些人喜欢用高压锅炖汤 C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流入采血管 D．护士对活塞用力，向体内注射药液时 E．挂盐水时，药液进入血管内 (3)图3和图4为某新款负压鱼缸及其纵截面示意图，整个鱼缸只有投料口与大气相通，求水对鱼缸底部的压强（已知液体压强计算公式，ρ水=1×103kg/m3）。 【答案】(1)不属于(2)C(3)1.1×104Pa 【解析】（1）根据连通器的定义，上端开口，底部相连的器材属于连通器，因此新型鱼缸的负压缸与底缸之间不属于连通器。 （2）A．我们呼气时，肺部收缩状态时，肺内气压大于外界大气压，肺内气体被压出体外，未利用了“ 负压”原理，故A不符合题意； B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，用高压锅炖汤，是利用了气压越大、液体的沸点越高的原理， 故B不符合题意； C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流入采血管利用了“负压”原理，故C符合题意； D．护士对活塞用力，向体内注射药液时，外界施加的压强大于体内血液的压强，不属于“ 负压”原理，故D不符合题意； E．挂盐水时，药液进入血管内，是由于盐水的压强大于体内血液的压强，不属于“ 负压”原理，故E不符合题意。故选C。 （3）据图可知，鱼缸底部所处的深度为1.1m，则水对鱼缸底部的压强为：。 3.某工程师设计了一款新型电梯，该电梯外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。电梯顶部空间与气泵相连，形成密闭空间，气泵可进行抽气和充气；电梯底部空间始终与外界连通，外界大气压为1×105Pa，电梯室空载质量为100kg，底部和顶部面积均为1m2。（电梯室与圆筒壁之间的摩擦力忽略不计，g取10N/kg） 电梯性能评价量表 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 承载量 >200kg 100kg~200kg <100kg ▲ ▲ 运行时的噪声 <30分贝 30分贝~60分贝 >60分贝 (1)若要实现电梯上升，则气泵 （选填“抽气”或“充气”），使电梯顶部的气压 （选填“增大”、“不变”或“减少”）； (2)将上述评价量表中“ ”处补充完整； (3)电梯顶部的气压为 Pa时，可使空载的电梯匀速上升。 【答案】(1)抽气 减少(2)上升速度(3)9.9×104 【解析】（1）需要电梯上升时，抽气泵启动，抽走顶部空气，使电梯顶部的气压减小，空气从底部小孔进入电梯底部，此时底部与顶部就会形成气压差，底部空气推动电梯往上升。 （2）电梯的性能评价指标除了承载量、运行时的噪声外，还需要评价电梯的速度方面的指标，因此在评价量表中，需要补充的是“上升速度”。 （3）电梯室空载质量为100kg，底部和顶部面积均为1m2，则空载的电梯匀速上升时，受到竖直向下的重力等于竖直向上的大气压力的差，则空载的电梯底部与顶部气压差 则顶部低压区的气压。 拔高综合练 1.小科发现中性笔的笔帽上有小孔，为了解小孔作用，小科查阅资料：儿童不小心将笔帽吸入引发窒息，因此被称为“救命孔”。 (1)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是：急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压，从而排出异物被称为“生命的拥抱”；此方法应用的科学原理是： ； (2)若不小心吸入笔帽，人体在用力吸气时，通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s；为确保生命安全，人体与外界通气量要达到 ，则通气孔的面积至少为 mm2； (3)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管，笔帽的横截面积约为0.8cm2，医生至少需要1N的力才能将笔帽取出；由于呼吸道堵塞导致肺内气压降低，则此时肺内气压大约是多少帕？（外界气压 ） 【答案】(1)一定质量的气体，体积减小时，压强增大(2)6.8(3) 【解析】（1）急救者从背后环抱患者，用力向患者上腹部施压，压缩人体内的气体，气体体积减小，压强增大，从而将异物排出。 （2）根据通气量的计算式V=Sv可得，通气孔的面积 （3）医生将笔帽恰好取出时，受到外界大气压力、向外的力和肺内向外的气体压力作用处于平衡状态，则有p0S=F+pS 即（p0-p）S=F 即ΔpS=F 肺内外气压差为 此时肺内的气压。 2.压力锅能够把食物更快煮熟是因为其密封性好，但为了保障安全性，高压锅的出气孔上放置了限压阀。小蒋家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂压力锅”的字样，现已知压力锅锅盖面积为450cm2，出气孔的面积为7mm2，限压阀的质量为100.8g，求：（外界大气压强为1标准大气压，取1×105Pa） (1)锅内气体的压强最大可达多少？ (2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全？ (3)设锅内压强与标准大气压相比，每增加3.6×103Pa，水的沸点就相应的增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？ 【答案】(1)(2)(3) 【解析】（1）锅内最大压强为 （2）锅盖所承受的最大压力为 （3）锅内压强增加了 水的沸点增高 所以，锅内温度最高可达。 3.负压鱼缸（如图1）是一种“立式”鱼缸，它由一个上方开口的底缸和一个下方开口倒扣在底缸中的负压缸组成。负压鱼缸可以增加高度，换水、喂鱼相当方便，不受操作的限制。“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计，该设计使负压缸顶部保持低压状态，在大气压的作用下，负压缸内的水就不会从下方出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵，如图2所示，可以通过负压真空泵抽走负压缸内的空气，使缸内充满水。 (1)上述的新型鱼缸的负压缸与底缸之间 （选填“属于”或者“不属于”）连通器； (2)“负压”原理在生活中非常普遍，下列例子中利用了“负压”原理的是 ； A．我们呼吸时，肺部扩张状态时，新鲜的空气被压入肺内 B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，有些人喜欢用高压锅炖汤 C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流 (3)图3和图4为某新款负压鱼缸及其纵截面示意图，整个鱼缸只有投料口与大气相通，求水对鱼缸底部的压强?（已知液体压强计算公式p=ρgh，ρ水=1×103kg/m3）。 【答案】(1)不属于(2)AC(3)见解析 【解析】（1）上述的新型鱼缸的负压缸与外面的大气不相连通，不是上端开口、底部互相连通的容器，所以该鱼缸不属于连通器，鱼缸上方气体压强小于大气压。 （2）A．我们呼吸时，肺部扩张状态时，肺内气压小于外界大气压，新鲜的空气被压入肺内，利用了“负压”原理，故A符合题意； B．为了能更快喝到美味的老火靓汤，用高压锅炖汤，是利用了气压越大、液体的沸点越高的原理，故B不合题意； C．医生抽血时，将导管一端的针头插入被检查者的静脉，另一端的针头插入真空采血管，血液便自动流入采血管利用了“负压”原理，故C符合题意。故选AC。 （3）水对鱼缸底部的压强为p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.1m=1.1×104Pa。 4.如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎，该鼎被誉为“古代高压锅”。当鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣，鼎下堆放干柴燃烧，在标准大气压下，鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积S＝200cm2。如表是水的沸点（T）与气压（p）的关系，回答下列问题： T/℃ 90 100 105 110 114 118 120 124 128 130 p/kPa 70 101 121 143 163 189 199 226 258 270 （1）在标准大气压下，鼎内水在120℃沸腾时，请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差？ （2）若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃，你认为可能的原因？ 。 【答案】（1）（2）鼎密封不好，有漏气情况 【解析】（1）读表格数据可以知道，当水在120℃沸腾时，鼎内气压为 鼎外气压为一标准大气压，则鼎内外的压强差为 鼎内外气体对鼎盖的压力差为 （2）鼎内的水沸腾时的温度低于120℃，则可能是鼎密封不好，有漏气情况。 5.一款新型家用电梯正走进我们的生活，它的外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动，需要上楼时，抽气泵启动，抽走顶部空气，此时底部与顶部就会形成气压差，底部空气推动电梯室往上升：需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯往下降。已知外界大气压为1×105Pa，电梯室质量为120kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力不计，底部和顶部的面积均为1m2。 （1）低压区的气压降到9.8×104Pa时，作用在电梯室上表面的大气压力是多少牛？ （2）若一个质量为60kg的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大？ （3）抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa，则该电梯匀速上升时能装载的物体的最大质量是多少？ 【答案】（1）9.8×104N；（2）9.82×104Pa；（3）380kg 【解析】（1）由题意可知，低压区的气压降到9.8×104Pa时，根据公式 可知，作用在电梯室上表面的大气压力为 （2）人和电梯的总重力为人乘电梯匀速上升，受平衡力，受到竖直向下的重力，竖直向上的大气压的差，两者二力平衡，故气压差为设顶部低压区的压强为，则气压差产生的向上的压力为， （3）电梯匀速下降时，受到竖直向下的重力和竖直向上的压力，此时低压区的气压降到9.5×104Pa，则 则电梯匀速下降，电梯室总重力为 总质量为 下降时能装载的物体的最大质量为 答：（1）作用在电梯室上表面的大气压力是9.8×104N； （2）若质量为60kg的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为9.82×104Pa； （3）抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa，则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是380kg。 6.项目化学习小组同学们在进行估测大气压强实验时，首先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；排尽注射器内空气后盖上了橡皮帽，用测力计慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数为。考虑到注射器筒壁与活塞之间的摩擦，增加了如图乙所示的实验。注射器没有盖上橡皮帽，用同样的测力计慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数为。 (1)注射器活塞受到的大气压强是（用题干中符号表示） ； (2)若外界大气压变小，其他条件不变，测得的将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小组同学继续用刻度尺、圆柱形容器、有配重的薄壁长烧杯和水、细线等材料测出了金属块的密度。他的实验步骤如下： ①在圆柱形容器中装适量的水，将一只装有配重的薄壁长烧杯放入水中，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度，如图（a）所示； ②将金属块放入烧杯，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度，如图（b）所示： ③将金属块用细线吊在烧杯底部，烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面高度，如图（c）所示； 图（b）中水对圆柱形容器底的压强 （选填“大于”“等于”或“小于”）图（c）中水对圆柱形容器底的压强。金属块的密度为 （用、、和来表示）。 【答案】(1)(2)不变(3)大于 【解析】（1）根据题意可得，大气对注射器活塞施加的压力为 活塞的面积为，注射器活塞受到的大气压强是 （2）摩擦力的影响因素是压力和接触面的粗糙程度，在这个过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力不变。 （3）（b）（c）两图中，装置所受总的浮力相等，（b）图装置受到的浮力由烧杯进入液体中的体积得到，（c）图装置受到的浮力由烧杯进入液体的体积和金属块的体积共同得到，因此（c）图烧杯进入液体中的深度小，根据可知，受到的压强小，因此（b）中水对圆柱形容器底的压强大于图（c）中水对圆柱形容器底的压强。比较(a)、(b)两图可知，都是漂浮，受到的浮力都等于自重，则两图中浮力的变化量等于金属块重力，两图中浮力的变化量 其中S是容器的底面积， 物体漂浮，所以金属块的重力为 金属块的质量为 比较(b)、(c)两图可知，都是漂浮，烧杯和金属块的总重不变，总浮力不变； 则(c)图中金属块受到的浮力等于这两次烧杯受到的浮力变化量， 金属块受到的浮力 所以金属块的体积为 金属块的密度为。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $