内容正文:
Q新学期对照学物理八年级下册
第
节
大气压强
教材内容对照学
?问题
液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流动。大气也能流动,大气对我们周围的
物体也有压强吗?大气由于受到重力的作用,而且具有流动性,因而大气对我们周围的物体也有压强
生活中有很多现象可以让我们感受到大气压强的存在,下面我们通过实验来研究这个问题。
大气压强的存在(◆考查重点:大气压强的定义
如图9.3-1甲所示,挤压出空气的吸盘能吸附在光滑的墙面上并能承载重物,这是因为大气
把吸盘压在墙面上。怎样证明这个想法呢?
塑料管
纸片
甲
图9.3-1大气压强的存在
如果吸盘与墙面之间与大气连通,吸盘内外的大气压强相等,吸盘就不可能吸附在墙面上。我们可
以在吸盘上扎一个小孔,这时就会发现,无论怎样用力压吸盘,松开手后它都不会吸附在墙面上。
如图9.3-1乙所示,把一端封闭的塑料管装满水,用硬纸片盖住管口,管口朝下水也不会流
出来,这是大气向上压着纸片造成的。你能证明这个想法吗?
·用针在塑料管的顶端扎一个小乳,让空气进入管内,观察现象
大量实验证明,大气压强确实是存在的。大气压强简称大气压(atmospheric pressure)°。
·证明实验:马德堡半球实验、瓶“吞”鸡蛋等
大气压的测量(◆考查重点:1.托里拆利实验2.标准大气压
在铁桶内放少量的水,用火加热。水沸腾之后把桶口堵住,然后
浇上冷水。在大气压的作用下,铁桶被压扁了(图9.3-2)。大气压
究竟有多大?在图9.3-1乙中,大气压可以把纸片上的液柱托住。
根据大气压所能托起液柱的最大高度,我们就能精确地测出大气压的
数值。
图9.3-2被压扁的铁桶
74
第九章压强
凸演示
大气压的测量(录像)
如图9.3-3所示,在长约为1、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒
插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面高度差
八·若管中水银上方混入空气,测量结果将比实际大气压值要小
约为760mm。把玻璃管倾斜,高度差不发生变化。
~实验中测量的是管内外水银面的高度差,不是水银柱的长度
真空
将玻
玻璃管中
璃管
倒立
在水
760mm
760mm
银槽
中
个水银
水
甲
丙
图9.3-3托里拆利实验
实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是大气压支持管内这
段水银柱不会落下,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。这个实验最早是由意大利科学家
托里拆利做的,他测得管内外水银面的高度差为760mm,通常把这样大小的大气压叫作标准大气
压,用P。表示。
Po=Pgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×103Pa
在粗略计算中,标准大气压可以取1×10Pa。
,用来测量大气压的仪器
用气压计可以测量大气压。在图9.3-3的实验中,如果玻璃管旁立一个刻度尺,读出水银柱
的高度就知道当时的大气压了。这就是一个简易的水银气压计。
气压计表盘
水银气压计比较准确,但携带不便,用得比较多的气压计是金属
盒气压计,又叫作无液气压计(图9.3-4),它的主要部分是一个
真空
波纹状真空金属盒。大气压变化时,金属盒会发生形变,传动装
金属盒
传动装置
置将这种变化转变为指针的偏转,指示出大气压的大小。
图9.3-4无液气压计
想想做做
吹气
在玻璃瓶内装入适量带颜色的水,用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶
口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,使细塑料管内水面上升到瓶口以上。最
后,在细塑料管上标注刻度以测量水柱高度的变化(图9.3-5)。
将整个装置放在电梯中进行实验,观察水柱的高度与楼层的关系。在一次
图9.3-5
自制气压计
75
Q新学期对照学物理八年级下册
实验中,电梯从2楼上升到12楼,水面升高了3cm。对此,你怎样解释?
大气压随高度增加而减小
实验结果表明,随着高度的增加,细塑料管中水柱的高度会逐渐
升高,这表明瓶外的大气压在逐渐减小。在海拔3000m以内,每升高
10m,大气压大约减小100Pa。
水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减小,水的沸
点也会降低。在我国的青藏高原,大部分地区水的沸点低于90℃。
有的哨所海拔五千多米,水的沸点不足85℃,这样的温度,连面条也
图9.3-6高原边防哨
煮不熟。战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭(图9.3-6)。
所战士用压力锅煮面条
压力锅是利用液体的沸点随液体表面气压的增大而升高的原理制成的
练习与应用③
1.在使用胶头滴管吸取液体时,挤出胶头滴管胶帽内的空气,将玻璃管放入液体中,松
手后液体就被“吸”入玻璃管内(图9.3-7)。某同学猜想液体不是被“吸”上来的,
而是被大气“压”上去的。请你设计一个实验方案验证他的猜想。
答案:在不易形变的塑料或玻璃瓶中装满液体,然后用橡皮塞密封瓶口,挤出胶头
滴管胶帽内的空气,将玻璃管通过橡皮塞小心插入瓶中,松手观察,发现液体图9.3-7
不会进入玻璃管内。
2.在“大气压的测量”实验中,如果换用稍微粗一些的玻璃管,或玻璃管内不小心进入了少量空
气,是否会影响实验结果?为什么?
答案:略。
3.1654年,德国马德堡市市长做过一个著名的马德堡半球实验。
他让人们把两个铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,然
后让两支马队向相反的方向拉这两个半球。当两侧的马达到
16匹时,才将半球拉开,并发出巨大的响声。图9.3-8为同
学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半
图9.3-8
球实验的情形。他们将压力锅拉开需要的力是多少?实际用力大小与计算的结果是否相同?
请说出你的理由。
答案:略。
4.屋顶的面积是452,大气对屋顶的压力是多少?这么大的压力为什么没有把屋顶压塌呢?
答案:标准大气压取1×10Pa,则大气对屋顶的压力
F=pS=1×10Pa×45m2=4.5×10°N
因为房屋内外都有大气压,其作用相互抵消,所以屋顶不会被压塌。
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第九章压强
脉络梳理
马德堡半球实验:证明大气压强的存在
测量工具水银气压计、金属盒气压计
托里拆利实验:大气压的测量
(无液气压计)
大气压强
课外提升对照练希
大气压强的存在(→5年202考
1.关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法正确的是(
A.液体只对容器底部产生压强
B.大气压强是由地球表面空气的重力产生的
C.随着海拔的增加,水的沸点升高
D.在同一深度,液体向各个方向的压强不同
2.知识对照@在下列生活场景中,利用大气压强作用的是(
A.用吸管吸牛奶
B.用高压锅煮饭
C.用打气筒打气
D.用U形管压强计测压强
3.真实生活情境现实生活我们身边看似很轻的空气,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.用吸管喝牛奶
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
昆易错总结】
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Q新学期对照学物理八年级下册
大气压的测量(◆5年202考(重点
4.教材变式如图所示的是托里拆利实验装置,下列相关说法正确的是(
真空
760mm
大气压
A.将玻璃管倾斜或下压,管内外水银面的高度差会变小
B.大气压支持管内这段水银柱不会落下
C.当管内存有少量的空气时,测量结果会偏大
D.玻璃管越细,管内外水银面的高度差越大
5.如图,小明将自制气压计从山脚带到山顶的过程中,气压计的水柱、瓶内气压和外界气压的变化
分别是()
A.上升,不变,降低
B.下降,降低,升高
C.上升,升高,降低
D.下降,升高,降低
6.知识对照②如图,在标准大气压下,用1m长的玻璃管做托里拆利实验,若操作过程无误,管内外
水银面的高度差为
mm;将玻璃管稍倾斜放置,管内外水银面的高度差将
(选
填“变大”“变小”或“不变”):改用粗一些的玻璃管做实验,管内外水银面的高度差将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。如果用水来代替水银做实验,水
(选填“会”或“不
会”)充满玻璃管。
真空
水银
7.某班同学进行“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
+温度/℃
温度计
100
98
陶土网
96
9
01234567时间/min
甲
丙
78
第九章压强
(1)如图甲,组装实验装置时,合理的安装顺序为
(选填“自下而上”或“自上而
下”)。
(2)实验中观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程如图乙所示,则图
(选填“A”
或“B”)是水沸腾时的情况。
(3)图丙是小明同学根据收集的数据绘制成的温度一时间图像,由图像可知当地的大气压
(选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压。
(4)小明和小强选用的实验装置是相同的,但小强同学将水加热到沸腾所用的时间较长,原因
可能是
(写出一种即可)。
昆!易错总结】
举一反三(。对照教材第55页
1.教材变式下列与压强有关的事例,解释不正确的是(
A.托里拆利实验中玻璃管内水银柱的高度和玻璃管的粗细无关
B.高压锅利用了水的沸点随气压增大而升高的原理
C.马德堡半球实验第一次通过实验测出了大气压强数值
D.用注射器将药液注入肌肉没有利用大气压的作用
2.如图甲,若壶中水深10cm,则水对壶底的压强是
Pa。如图乙,倒水时,若用手指堵住壶
盖上的小孔,则水倒不出来,此时茶壶
(选填“是”或“不是”)连通器,壶内气压
(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。(p水=1.0x103kgm3,g取10N/kg)
甲
乙
3.【对照第4题】在一次龙卷风发生时,屋外的气压急剧下降到9×104Pa,当时门窗紧闭,可以近似
地认为屋内的气压仍是标准大气压,并取为1×10Pa。屋顶的面积为100m2,这时屋顶所受的
内外压力差是多大?
乙I易错总结】
79器,故A不符合题意;自动供水装置中倒置
的瓶子上端封闭,不符合连通器上端开口
下部连通的特征,不属于连通器,故B不符
合题意;自制气压计瓶内液面上方空间封
闭,不属于连通器,故C不符合题意;地漏的
存水杯上端开口,底部连通,当水静止时,存
水杯两侧液面相平,形成水封以防止臭气上
升,属于连通器,故D符合题意。
13.B当船进入闸室后,首先关闭上游闸门C,
这一步是为了将闸室与上游的水域完全隔
开,防止上游的水继续流入闸室,同时也为
后续操作做好准备;然后关闭上游阀门A,
这样闸室就与上游的水路彻底切断了联系,
闸室内部形成一个相对独立的空间;接下来
打开下游阀门B,此时闸室和下游的水域通
过下游阀门B相连通,形成了一个连通器,
根据连通器原理,闸室和下游的水面会逐渐
相平;最后当闸室和下游的水面相平后,打
开下游闸门D,船就可以顺利地从闸室驶入
下游河道了。正确的顺序为③①②④,故B
正确。
14.连通器1900上端开口,下部连通的容
器叫作连通器。彩陶双连壶腹部相连处有
一圆孔相通,上端开口,符合连通器的特点,
所以彩陶双连壶相当于一个连通器;根据液
体压强公式p=Pgh可得,装满水后壶底受
到的压强p=p水gh=1.0×103kg/m3×
10N/kg×0.19m=1900Pa。
举一反三
1.C橡皮膜向上凹陷,说明液体内部有向上
的压强,故A错误:将塑料瓶继续向下插入一
大段距离,橡皮膜所处深度变大,根据p=Pgh
可知,橡皮膜受到的液体压强变大,凹陷程度
变大,故B错误:若向塑料瓶内倒入盐水,直
-…11
至瓶内外液面相平,橡皮膜在水和盐水中的
深度相同,盐水密度较大,根据p=Pgh可知,
盐水对橡皮膜的压强较大,所以橡皮膜会向
下凸起,故C正确;若向塑料瓶内倒入酒精,
直至橡皮膜变平,即酒精和水对橡皮膜的压
强相同,酒精的密度较小,根据=卫可知,酒
pg
精液面将高于瓶外水面,故D错误。
2.C矿泉水瓶正立放置和倒立放置时,水的
深度相同,根据p=P水gh可知,水对瓶底和瓶
盖的压强P正=P倒。正放时,瓶子底部受到水
的压力大于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的
水柱上面粗、下面细,瓶盖受到的压力小于瓶
中水的重力,因此水对瓶底和瓶盖的压力
F正>F倒。故C正确。
3.不是深度>上端开口、底部连通的容器
叫作连通器,而压强计的左端是密闭的,所以
不是连通器:甲、乙两次实验中液体都是水,
液体的密度相同,但压强计在液体中的深度
不同,可以探究液体内部压强大小与深度的
关系;乙、丙两图中,压强计在液体中的深度
相同,丙中U形管的液面高度差较大,说明丙
中橡皮膜所受的液体压强较大,根据p=Pgh
可知,未知液体的密度较大,即P液>P水。
4.1.03×1085.15×107此时潜水器受到海水
的压强p=p海水gh=1.03×10°kg/m3×10N/kg×
10000m=1.03×108Pa;舱门所受液体压力
F=pS=1.03×108Pa×0.5m2=5.15×107N。
第3节大气压强
大气压强的存在
1.B液体内部向各个方向都有压强,且在相同
液体内部同一深度处向各个方向的压强大小
相等,故A、D错误;空气有质量,受到重力作
用,所以大气压强是由地球表面空气的重力
产生的,故B正确;随着海拔的增加,大气压
强减小,水的沸点降低,故C错误。
2.A用吸管吸牛奶时,先把吸管内的空气吸
走,使吸管内气压减小,外界大气压大于吸管
内气压,牛奶在大气压的作用下被压入吸管
进入口中,是利用大气压强作用,故A符合题
意;高压锅煮饭是通过增加锅内气压来提高
水的沸点,从而使食物更快煮熟,不是利用大
气压强,故B不符合题意;用打气简打气时,
是压缩筒内空气的体积,使筒内空气压强增
大,大于轮胎(或其他物体)中的气压,从而
将空气压入轮胎(或其他物体)中,利用的是
气体压强,不是大气压强,故C不符合题意;
U形管压强计是根据液体压强原理工作的,
通过橡皮膜感受压强,再由封闭在管内的气
体传递压强,使U形管两侧液面出现高度差,
以此来测量液体或气体的压强,不是利用大
气压强作用,故D不符合题意。
3.C用吸管喝牛奶时,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,牛奶被压入吸管进入口中,与大气压有
关,故A不符合题意;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,墨水被压人笔胆内,与大气压
有关,故B不符合题意;用注射器注射药液
时,是利用手对活塞的推力将药液注人体内,
不是利用大气压,与大气压无关,故C符合题
意;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。
大气压的测量
4.B管内外水银面的高度差只与当时的大气
压有关,与玻璃管的粗细、是否倾斜或下压无
关,故A、D错误;玻璃管内水银柱不会落下
是靠大气压支持,大气压的数值等于这段水
银柱产生的压强,故B正确:玻璃管内顶部空
白处应该为真空,当管内存有少量空气时,测
量结果会偏小,故C错误。
5.A大气压随海拔的增加而减小,所以从山
脚到山顶的过程中外界大气压会降低,瓶内
气压等于瓶外气压与水的压强之和,所以在
瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻
璃管,使管内水柱上升,瓶内气压是封闭气体
的压强,短时间内质量和温度不变,所以瓶内
气压不变,故A符合题意。
6.760不变不变会1个标准大气压下,
托里拆利实验中管内外水银面的高度差为
760mm;托里拆利实验中,管内外水银面的
高度差是由大气压决定的,与玻璃管的倾斜
程度无关,所以将玻璃管稍倾斜放置,管内外
水银面高度差不变:管内外水银面的高度差
也与玻璃管的粗细无关,改用粗一些的玻璃
管做实验,管内外水银面的高度差不变。标
准大气压能支持约10.3m高的水柱,而玻璃
管长1m,小于10.3m,所以如果用水来代替
水银做实验,水会充满玻璃管。
7.(1)自下而上(2)A(3)低于(4)小强
所用水的质量较大
(1)组装实验装置时,合理的安装顺序为自下
而上,这样可保证用酒精灯外焰加热。(2)水
沸腾前,整杯水的温度不同,烧杯底部的水温
度较高,上部温度较低,气泡慢慢上升时,遇
冷液化,故气泡越变越小;水沸腾时整杯水的
温度相同,气泡慢慢上升时,气泡受到水的压
强减小,气泡越变越大,故图A是水沸腾时的
情况。(3)由题图丙可知,水加热至98℃时
8
温度保持不变,故水的沸点为98℃,在标准
大气压下,水的沸点为100℃,气压越大,水
的沸点越高,此时水的沸点低于标准大气压
下水的沸点,故当地的大气压低于1个标准
大气压。(4)小强将水加热到沸腾所用的时
间较长,原因可能是小强所用水的质量较大。
举一反三
1.C托里拆利实验的原理是大气压支持管内
水银柱不会落下,水银柱高度与玻璃管的横
截面积无关,故A正确,不符合题意:高压锅
内部气压高,水的沸点升高,食物熟得快,故
B正确,不符合题意;马德堡半球实验是证明
大气压存在的著名实验,首次测出大气压数
值的是托里拆利实验,不是马德堡半球实验,
故C错误,符合题意:注射药液是靠人推活塞
的力将药液压入肌肉,不是靠大气压作用,故
D正确,不符合题意。
2.1×103不是小于壶中水深h=10cm=
0.1m,水对壶底的压强p=P水gh=1.0×
103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa。倒水
时,若用手指堵住壶盖上的小孔,此时茶壶的
壶身和壶嘴下端连通,壶嘴上端开口,但壶身
上端不是开口的,不符合连通器的特点,故此
时茶壶不是连通器;水倒不出来是因为外界
存在大气压强,由题图乙可知,此时壶身中水
面较高,壶身和壶嘴的液面高度差会产生液
体压强,壶中水没有倒出来,处于静止状态,
因此壶内气压与液体压强之和等于外界大气
压,即壶内气压小于外界大气压。
3.解:屋顶所受到的内外大气压强差
△p=P内P外=1×103Pa-9x104Pa=1×104Pa
根据压强公式可得,屋顶所受的内外压力差
△F=△pxS=1×104Pa×100m2=1×106N
第4节跨学科实践:制作
简易活塞式抽水机
1.C活塞式抽水机是利用大气压来工作的,
而存水弯、锅炉水位计和三峡船闸都是连通
器原理的应用,故C符合题意。
2.A当活塞向下压时,阀门B被水压下而关
闭,水被阻不能向下流动,只能冲开阀门A进
人圆筒的上部,故A符合题意。
3.AC抽水机是利用大气压来工作的,A、B是
单向阀门,只能向上开启,故A正确;提起活
塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,故B
错误;若阀门A与阀门B之间的瓶身有破
口,导致漏气,瓶内外没有压强差,抽水机出
水管不出水,故C正确;若用乒乓球代替玻璃
球制作阀门B,活塞下压时,乒乓球没有堵住
瓶口,抽水机出水效果会更差,故D错误。
4.活塞式抽水机大气压强当向下按压时,
出液阀门打开,储液桶中液体从出液管流出;
松手后弹簧恢复,活塞上移,出液阀门关闭,
进液阀门打开,瓶中液体在大气压作用下从
导液管进入储液筒,利用了大气压强。活塞
式抽水机工作时,也是通过活塞上移,使抽水
机内水面上方的气压减小,水在外界大气压
的作用下被压上来。故按压式瓶盖的工作原
理和活塞式抽水机的工作原理相同,洗手液
能被“吸”上来是利用了大气压强。
5.关闭大气压B当抽水机连续出水时,向
上提起活塞,阀门A受到上方水的压力作用
而关闭,上面的水被提向高处;活塞下面的空
气稀薄,气压小于外界的大气压,于是低处的
水由于受到大气压的作用推开阀门B进入圆
筒。压下活塞时,水受到向下的压力,阀门B
被水压紧关闭,水受阻不能向下流动。
9