9.3 大气压强 知识点归纳思维训练-2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 以“基础概念-典例解析-拓展应用-思维训练”分层设计，构建从物理观念建构到科学思维提升的知识巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础知识|大气压强存在、测量、应用|系统梳理概念，结合覆杯等实验现象，强化物理观念| |典例解析|5类题型（存在识别、托里拆利实验等）|典例+变式，通过实验分析与计算，培养科学推理| |拓展延伸|生活应用（吊瓶、气压电梯）|真实情境问题，提升科学探究与社会责任|

9.3 大气压强 一、【基础知识】 知识点一 大气压强的存在 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。 4、大气压的存在现象 （1）覆杯实验：当在一个杯子中装满水，并用一张纸覆盖杯口后倒置，水不会流出，这是因为大气压力大于水的重力，使得纸紧紧贴在杯口上，证明了大气压的存在。 （2）鸡蛋进入瓶子：将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中，然后用酒精灯对瓶子外部进行加热，待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却，使得瓶内气压降低，大气压力将鸡蛋压入瓶中。 （3）吸盘实验：将吸盘紧密贴合在平滑的表面上，然后尝试将其拉起，会发现需要较大的力，这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上，证明了大气压力的作用。 （4）吸饮料和吸盘式挂钩：当我们用吸管吸饮料时，或者使用吸盘式挂钩挂物品时，都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低，使得饮料在大气压力的作用下进入口中；吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。 知识点二 大气压的测量 1、托里拆利实验 （1）精确测量出标准大气压数值的实验：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)。 2、估测大气压值实验 （1）实验目的：估算大气压强的数值。 （2）实验原理：P 。 （3）二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态，这两个力是一对平衡力。 （4）实验器材：注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。 （5）实验图像 1 学科网（北京）股份有限公司 （6）实验步骤 步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。 步骤②用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为 F。 步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积 V。 步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度 L。 （7）实验计算方法 ①注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S ②根据公式P 求出大气压强。 知识点三 大气压的综合应用 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、大气压变化规律：在海拔 3000 米以内，每上升 10 米，大气压大约降低 100 Pa。 4、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）。 5、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。 二、【典例解析】 题型 1：大气压强的存在 【典例 1-1】如图所示，与大气压强无关的是( ) ( A ． 钢笔加墨水 ) ( C ． 帕斯卡裂桶实验 D ． 覆杯实验 ) ( 活塞式抽水机 B ． ) 【典例 1-2】地球周围的大气与液体相似，都具有流动性、都受到地球的 作用，因此大气会对处于其中的物体的各个侧面产生压强，我们称它为大气压强；历史上著名的 实验有力的证实它的存在；大气压强的大小与海拔高度有关，海拔越高，空气密度越 ，大气压强越 。 【变式 1-1】下列现象中，利用了大气压强的是( ) A ．锅炉水位计 B ．吸盘式挂钩 C ．洗手池下的“反水弯” D ．三峡大坝下宽上窄 2 学科网（北京）股份有限公司 【变式 1-2】某小组同学在学习了大气压的知识后，回顾了如图（a）所示的“覆杯”实验，他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后，将杯子往各个方向转动，发现薄片始终没有落下。 （1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 （选填“支持”或“不支持”）小明的观点， 请结合所学知识简述理由。 。 （2）小珠认为薄片没有下落，并不是因为大气“顶”住了薄片，而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图（b）所示实验：将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中（玻璃罩内的气压与罩外大气压相同），用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽气器的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点，并结合所学知识简述理由。 。 A.若薄片落下，可证明小珠的观点是错误的 B.若薄片没有落下，可证明小珠的观点是正确的 C.该实验无法证明小珠的观点是否正确 题型 2：托里拆利实验 【典例 2-1】如图所示为托里拆利实验的装置图，下列表述正确的是( ) A ．将玻璃管稍微倾斜，管内外水银面高度差将变小 B ．若玻璃管封闭端进入少量空气，测出的压强会偏大 C ．将装置从山脚移至山顶做实验，管内外水银面高度差将变大 D ．若换用密度比水银小的液体做实验，则大气压能支持液柱的高度会增大 【典例 2-2】在做托里拆利实验中。 （1）如图甲所示，小宇先在一端封闭约 1 米长的细玻璃管内灌满水银，确保管内没有 。 （2）如图乙所示，大拇指封闭玻璃管后，将管口倒转插入水银槽中，待液面稳定后，读出此时水银柱的高度为 h ＝740mm ，此时外界压强 标准大气压强。（选填“大于”、“小于”或“等于”） （3）如果玻璃管内不慎混入空气，那么管内的水银柱高度将 。（选填“上升”、“不变”或“下降”） （4）某次实验如图丙所示，已知水银的密度为 13.6×103kg/m3，他通过数据计算得出大气压的值为 Pa。 （5）小杨同学也利用此装置测量他所在地大气压的值，他把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，发现管中的水柱不会下降。不会下降的原因是 。 【变式 2-1】小明认为用不同的液体也能测出大气压值，他计划用甲、乙两根长 12m 规格相同的玻璃管分别装满水和酒精后倒置在相应的液体槽中，酒精的密度比水小。若大气压能托起两玻璃管中的液柱，且 两管内液面上方是真空，如图所示甲管中液面在 M 位置，则( ) A ．无法判断乙管内液面的位置 B ．乙管内液面的位置在 N 位置 C ．乙管内液面的位置在 N 位置上方 D ．乙管内液面的位置在 N 位置下方 3 学科网（北京）股份有限公司 【变式 2-2】同学们同时用两种不同的液体（密度为 ρ1 和 ρ2）在同一地点做托里拆利实验，如图所示，两根完全相同的玻璃管内上方都是真空，两管内液柱高度 h1、h2 之比为4：5，则下列说法正确的是( ) A ．液体密度 ρ 1 、ρ2 之比为 4 ：5 B ．液体密度 ρ 1 、ρ2 之比为 5 ：4 C ．所测大气压的值之比为 4 ：5 D ．所测大气压的值之比为 5 ：4 题型 3：大气压的其他测量方式 【典例 3-1】如图所示，是用注射器、弹簧测力计等估测大气压的值的装置，下列说法中错误的是( ) A ．该实验选择横截面积小的注射器是考虑到学生用的弹簧测力计量程不够大 B ．实验前先将活塞推至注射器筒的底端，是为了排尽筒内的空气 C ．用注射器容积除以注射器的全部长度 I 总，可求出活塞的横截面积 D ．测得的大气压值偏小，可能是因为注射器筒内的空气没有排尽 【典例 3-2】小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是( ) ( A ． B ． C ． D ． ) 【变式 3-1】某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值，实验步骤如下所示。 实验步骤： ①记录注射器内管的横截面积 S，然后将注射器活塞推到 0 毫升处，用橡胶帽把注射器出液口密封； ②将注射器倒立（出液口向上）竖直固定，用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上（桶的重力约 6 牛左右，桶容积约 3 升）； ③将水缓慢注入水桶，当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水； ④测量水桶和水的总重力 G 并做记录，计算并记录总重力 G 与横截面积 S 的比值； ⑤重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （1）在该实验中，实验原理是 ； （2）若已知当地的大气压强的值在 1×105 帕左右，现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择，该实验选择 （选填“A”或“B”）比较合适； A. 内管横截面积 0.4 厘米2 的注射器 B. 内管横截面积 3 厘米2 的注射器 （3）若考虑活塞、绳子所受重力，且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留，测出的大气压强值应 （选填“偏大”或“偏小”）。 4 学科网（北京）股份有限公司 【变式 3-2】按要求完成下列填空； （1）最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家 ，在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为 cm； （2）科技小组利用如图所示方法估测大气压值，该实验的原理是 ；实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上，用力挤压吸盘，这样做的目的是 ； （3）实验步骤： A ．量出吸盘与玻璃板接触面的直径 d； B ．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面，记录弹簧测力计的示数为 F； C ．则计算大气压的值可表示为 p ＝ 。（用测量的物理量表示） （4）科技小组又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值，这说明大气向 都有压强； （5）如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是 0～5N，吸盘与玻璃板的接触面积是 10cm2，则他 （选填“能”或“不能”）测出大气压的大小。（设大气压约为 1.0×105Pa）。 题型 4：大气压强的应用与计算 【典例 4-1】如图甲为国家一级文物，战国时期的“黑科技”——青铜汲酒器，高约半米，下端为一荷蕾形器，上端为中空竹节形长柄，顶端为封闭的龙首衔环，上端和底部各开一孔。图乙①和②为汲酒器取酒过程示意图。下列说法不正确的是( ) A ．图乙①中酒进入汲酒器是利用连通器原理 B ．取酒过程中汲酒器中酒不流出是受到大气压作用 C ．要让酒进入汲酒器，在图乙①中应摁住方孔 D ．要让酒转移到碗中，在图乙②中应松开方孔 【典例4-2】图示的擦窗机器人质量为 2kg，“腹部”吸盘的面积为 30cm2。工作时，真空泵将吸盘内的空气向外抽出，使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。擦窗机器人静止时，受到的摩擦力为 N。为了保证机器人不下落，水平方向上擦窗机器人对玻璃的压力至少为 90N，则吸盘内部气压不得高于 Pa。 （外界大气压强 p0 ＝1.0×105Pa） 5 学科网（北京）股份有限公司 【变式 4-1】盆景的一个简易自动供水装置如图所示。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，使瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中就会有水流出，使盘中的水位升高，瓶口又被浸没，瓶中的水不再流出，这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。瓶中水不会持续流出，是因为( ) A ．瓶内气压大于外界大气压 B ．瓶外大气压等于瓶内水的压强与气压之和 C ．瓶外大气压等于瓶内水的压强 D ．瓶内气压始终等于外界大气压 【典例 4-2】有一种气压保温瓶其结构如图所示，用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出，松手后按压器被弹簧弹起，露出小孔，按压器面积为 8cm2，瓶内水面低于出水管口 8cm，出水管最高处高出瓶内水面 10cm，按压时弹簧的平均弹力为 1N。（大气压 p0 ＝1.01 ×105Pa ，g ＝10N/kg，按压器所受重力忽略不计） （1）请解释说明气室上方小孔的作用。 （2）要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？ （3）要将水压出管口，在按压器上至少要加多大的压力？ 题型 5：大气压与海拔高度的关系 【典例 5-1】如图所示为我国沿北纬 36°附近的地形剖面图，通常大气压最低的是( ) A ．青藏高原 B ．黄土高原 C ．华北平原 D ．黄海 【典例 5-2】小明从上海坐火车到高海拔的青藏高原，发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多，如图所 示。 相比出发前，袋内气体的质量 ，密度 。（前两空均选填“变大”“变小”或“不变”），密封的食品袋从上海带到西藏变膨胀是因为海拔高度越高，大气压强越 ，而袋内气压 （选填“变大”“变小”或“不变”），此时袋内气压 （选填“大于”“小于”或“等于”）外界的大气压，袋子才会鼓起来。 6 学科网（北京）股份有限公司 【变式 5-1】如图是在山脚下自制的简易气压计，从山脚带到山顶后，气压计的瓶外气压和水柱高度与山脚下比较，下列说法正确的是( ) A ．瓶外气压升高，水柱高度下降 B ．瓶外气压降低，水柱高度上升 C ．瓶外气压升高，水柱高度上升 D ．瓶外气压降低，水柱高度下降 【变式 5-2】如图的实例或实验，下列分析正确的是( ) A ．甲图：将竖直玻璃管稍微倾斜，水银柱的高度不变 B ．乙图：自制气压计从山顶移到山下，细管内的水柱上升 C ．丙图：图钉帽面积较大，是增大受力面积，增大压强 D ．丁图：向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点升高 三、【拓展延伸】 【拓展题 1】物理知识在生活中有广泛的应用，病人输液时用的吊瓶就是一例。如图所示，A 管是输液管， B 管是空气管。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。 （1）如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶的位置 （选填“提高”或“降低”）。 （2）插入 B 管后，瓶内液面上方气体的压强 （选填“小于”、“等于”或“大于”）外界大气压。 （3）开始时瓶中药液液面与空气管中的空气接触处 C 位置高度为 h，药液密度为 ρ 液 ，当地大气压为p0，求此时瓶内液面上方气体的压强。 （4）正常情况下血压为 p，为了保证输液正常进行，开始时输液瓶中的药液液面要比扎针的手高 h’才能不回血，请用题目中的字母将 h'表示出来。（忽略输液管中气体柱的高度） 7 学科网（北京）股份有限公司 【拓展题 2】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，底部空气推动电梯室往上升，需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯往下降。底部高压区始终与外界联通，外界大气压为 1×105Pa，电梯室质量为 100kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为 200N，底部和顶部面积均为 0.9m2 ．（g ＝10N/kg） （1）若质量为 60kg 的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大？ （2）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多少？ 四、【思维训练】 1．下面的几种说法，其中不正确的是( ) A ．大气压是由于空气受到重力且具有流动性而产生的 B ．房屋顶必须造得很牢固的原因之一是避免向下的大气压把屋顶压塌 C ．大气压与液体压强相类似，在大气中各个方向都有压强 D ．自来水笔能将墨水吸进皮胆，是由于大气压的作用 2．将装有少量水且罐口打开的铁桶放在火上加热几分钟后，用盖子盖紧铁桶，然后浇上冷水，铁桶会被压瘪（如图所示），将铁桶压瘪的是( ) A ．桶内产生的水蒸气 B ．桶内的热空气 C ．浇上去的冷水 D ．外面的大气压 3．如图所示是老师进行托里拆利实验的操作过程，下列相关说法正确的是( ) A ．大气压的数值相当于 760mm 高的汞柱产生的压强 B ．当管内存有少量的空气时，测量结果会偏大 C ．在管的顶部开一个口，汞柱会喷出 D ．将管继续向下，顶部真空段的长短不变 8 学科网（北京）股份有限公司 4．某同学将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组装成如图所示的装置，甲瓶装满水；乙瓶装适量水，并向瓶内吹入空气使水面上升到瓶口以上，下列说法错误的是( ) A ．甲装置可以用来探究力的作用效果与力的大小的关系 B ．甲装置若选用更细的玻璃管，实验现象更明显 C ．将乙装置从 1 楼拿到 6 楼，玻璃管中的水柱将降低 D ．乙装置不能精确测量大气压的数值 5．紧急情况逃生时，使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤，使用时将两个面积为 S0 的吸盘吸附在窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中，错误的是( ) A ．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用 B ．将锤头改成弹簧测力计，可以粗略测出此时的大气压 C ．锤头前端做得比较尖是为了增大压强 D ．吸盘内的气压大于外界大气压 6．小明在进行估测大气压实验时，先用弹簧测力计拉住注射器的活塞，慢慢向右移动注射器，如图甲所示，活塞刚好被拉动时，弹簧测力计的示数为 0.8N；再将活塞推到注射器底端并用橡皮帽封住注射器的小孔，如图乙所示，重复图甲中操作，活塞刚好被拉动时，弹簧测力计的示数 P 为 3.2N. 已知活塞的横截面积是 0.3cm2，则大气压强的测量值为( ) A ．1.07×105Pa B ．0.8×105Pa C ．0.98×105Pa D ．1.33×105Pa 7．如图所示，甲中瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密，乙中瓶口无遮挡，两同学用吸管能顺利吸完饮料的是( ) A ．甲 B ．乙 C ．都能 D ．都不能 8．人呼吸过程的模拟装置如图所示，当向下拉动橡皮膜时，橡皮膜向外凸起，容器内的气压 （选填 “升高”、“降低”或“不变”），气球在大气压的作用下体积变大，完成吸气过程。 9 学科网（北京）股份有限公司 9 ．如图所示为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上是因为吸盘内部的气压 外界大气压，吸盘受到的摩擦力 吸盘和重物受到的总重力（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）；高原地区的人们做饭时要使用高压锅，是因为海拔较高的地方气压较 ，水的沸点低不易煮熟饭。 10．做托里拆利实验时，把装满水银的玻璃管插入水银槽中时，要求玻璃管的上端是 的（选填“封闭”或“开口”或“钻有小孔”）；如果把玻璃管从竖直插入改成倾斜插入，则玻璃管中被大气压顶起的水银柱长度会 （选填“变长”或“变短”或“不变”）；该实验不用水银而用酒精，玻璃管至少应该长 m (ρ 酒精 ＝0.8×103kg/m3，大气压为 1.0×105Pa ，g 取 10N/kg）。 11．小明利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从 1 楼带到 5 楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如表所示。由此可知：从 1 楼到 5 楼，大气压大约 （选填“升高”或“降低”）了 Pa。（水的密度为 1.0×103kg/m3 ，g 取 10N/kg） 楼层 1 2 3 4 5 管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3 12．某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系，他们操控带有压强传感器的无人机，将其从地面沿竖直方向飞到空中，再原路返回。在此过程中，无人机传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示，其中 A 点和 D 点分别表示无人机从地面出发时和飞到最大高度（约为 50 米）时的数据。 ①根据图中的图线，可以发现：无人机从 B 点到 C 点的飞行过程中，大气压强变化了约 帕。 ②分析图中的图线及相关条件，可得出大气压强与海拔高度的关系是： 。 ③ 结 合 压 强 知 识 及 上 述 信 息 ， 分 析 飞 机 起 飞 过 程 中 ， 有 些 乘 客 的 耳 朵 会 感 觉 胀 痛 的 原因。 。 13．小华同学想利用重力为 0. 1N 的带挂钩的吸盘、光滑的玻璃板、1N 的小钩码若干进行大气压强的估测。并完成以下实验步骤： （1）第一步，将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示，这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少，吸盘在 的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。 10 学科网（北京）股份有限公司 （2）第二步，在吸盘下的挂钩上依次挂上若干钩码，记录下吸盘刚好松动掉下时的钩码个数为 10 个，此时钩码对吸盘的最大拉力与吸盘自身重力的合力即可表示大气压对吸盘的大气压力，具体大小为 N。 （3）该吸盘与玻璃的接触面积为 S ＝10﹣4m2，利用公式 p，可以计算得到大气压强的数值为 Pa。 （4）另一组的小红同学，利用同样的吸盘与玻璃板设计的另一种测量方法，她将钩码换成了小桶与细沙进行实验如图乙所示，同样能测量出大气压的数值，在其他条件都相同下， （选填“小华”或“小红”）的测量方法更好，你的理由是： 。 14．高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔，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，锅内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24cm，空心柱小孔的横截面积为 12mm2，限压阀的质量为 108g 的高压锅，要用它煮饭，若当时的大气压强为 1.0×105Pa，求： （1）高压锅内气体能达到的最大压强是多少？ （2）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体最大压强不能超过 1.8×105Pa，要使此高压锅继续使用，原来的限压阀还能用吗？若不能，应再配一个质量为多大的限压阀？ 15．肺活量指一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是 mL。如图所示是一种测定肺活量的实用方法。图中 A 为倒扣在水中的开口薄壁圆筒（圆筒壁体积忽略不计），测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过 B 尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入 A 内，使 A 浮起。已知圆筒质量为 m，横截面积为 S，筒底浮出水面的高度为 h。大气压强为P0，水的密度为 ρ 水。求：（用已知物理量来表示） （1）此时 A 中气体体积； （2）筒内气体压强； （3）如果质量 50kg 的初三年级学生用上述方法测量肺活量，测得 h ＝18cm。已知 A 的质量为 200g ，横截面积为 200cm2，通过计算说明他的肺活量体重指数等级（肺活量体重指数＝肺活量 mL/人体质量kg）。 肺活量体重指数等级 优秀 良好 合格 肺活量体重指数标准 76 及以上 65～75 50～64 11 学科网（北京）股份有限公司 答案解析 一、【基础知识】 知识点一 大气压强的存在 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。 4、大气压的存在现象 （1）覆杯实验：当在一个杯子中装满水，并用一张纸覆盖杯口后倒置，水不会流出，这是因为大气压力大于水的重力，使得纸紧紧贴在杯口上，证明了大气压的存在。 （2）鸡蛋进入瓶子：将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中，然后用酒精灯对瓶子外部进行加热，待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却，使得瓶内气压降低，大气压力将鸡蛋压入瓶中。 （3）吸盘实验：将吸盘紧密贴合在平滑的表面上，然后尝试将其拉起，会发现需要较大的力，这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上，证明了大气压力的作用。 （4）吸饮料和吸盘式挂钩：当我们用吸管吸饮料时，或者使用吸盘式挂钩挂物品时，都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低，使得饮料在大气压力的作用下进入口中；吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。 知识点二 大气压的测量 1、托里拆利实验 （1）精确测量出标准大气压数值的实验：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)。 2、估测大气压值实验 （1）实验目的：估算大气压强的数值。 （2）实验原理：P 。 （3）二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态，这两个力是一对平衡力。 （4）实验器材：注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。 （5）实验图像 学科网（北京）股份有限公司 （6）实验步骤 步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。 步骤②用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为 F。 步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积 V。 步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度 L。 （7）实验计算方法 ①注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S ②根据公式P 求出大气压强。 知识点三 大气压的综合应用 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、大气压变化规律：在海拔 3000 米以内，每上升 10 米，大气压大约降低 100 Pa。 4、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）。 5、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。 二、【典例解析】 题型 1：大气压强的存在 【典例 1-1】如图所示，与大气压强无关的是( ) ( A ． ) ( C ． 帕斯卡裂桶实验 D ． 覆杯实验 ) ( 活塞式抽水机 B ． 钢 笔加墨水 ) 【解答】解：A、抽水机抽水，通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，故 A 不符合题意； B、钢笔在吸墨水时，是先把钢笔内的空气排出，然后在外界大气压的作用下，墨水进入钢笔内，故 B不符合题意； C、帕斯卡裂桶实验，证明液体压强随深度的增加而增大，与大气压无关，故 C 符合题意； D、覆杯实验，大气对纸片向上的压力托住了杯中的水，与大气压有关，故 D 不符合题意。 故选：C。 【典例 1-2】地球周围的大气与液体相似，都具有流动性、都受到地球的 引力 作用，因此大气会对处于其中的物体的各个侧面产生压强，我们称它为大气压强；历史上著名的 马德堡半球 实验有力的证实它的存在；大气压强的大小与海拔高度有关，海拔越高，空气密度越 小 ，大气压强越 低 。 【解答】解： 大气受重力并且具有流动性，都受到地球的引力作用，因此大气会对处于其中的物体产生压强，这个压强叫做大气压强； 著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在； 大气压强的大小与海拔高度有关，海拔越高，空气密度越小，大气压强越低。 故答案为：引力；马德堡半球；小；低。 【变式 1-1】下列现象中，利用了大气压强的是( ) A ．锅炉水位计 B ．吸盘式挂钩 C ．洗手池下的“反水弯” D ．三峡大坝下宽上窄 【解答】解：A ．锅炉水位计与锅炉形成一个连通器，是利用连通器工作的，不是利用了大气压，故 A不符合题意； B ．使用吸盘时，先将吸盘内的气体挤出，盘内气体减小，气压减小，在盘外大气压的作用下将吸管压在墙壁上，利用了大气压，故 B 符合题意； C ．当水流过“反水弯”后，总在弯管处留下一定的水，水静止不流动时，两边液面相平，防止污水管内的臭气顺着管道逆行，属于连通器，不是利用了大气压，故 C 不符合题意； D ．三峡大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大的缘故，与大气压无关，故 D 不符合题意。故选：B。 【变式 1-2】某小组同学在学习了大气压的知识后，回顾了如图（a）所示的“覆杯”实验，他们将塑料薄片覆盖在装满水的杯口后，将杯子往各个方向转动，发现薄片始终没有落下。 （1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。你 支持 （选填“支持”或“不支持”）小明的观点，请结合所学知识简述理由。 杯口竖直向上时，薄片不掉落，可能因为薄片有重力。 。 （2）小珠认为薄片没有下落，并不是因为大气“顶”住了薄片，而是杯中的水“粘”住了薄片。于是她设计了如图（b）所示实验：将装满水并覆盖有薄片的杯子倒挂在密封玻璃罩中（玻璃罩内的气压与罩外大气压相同），用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽气器的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。选出你认为正确的观点，并结合所学知识简述理由。 AB 。 A.若薄片落下，可证明小珠的观点是错误的 B.若薄片没有落下，可证明小珠的观点是正确的 C.该实验无法证明小珠的观点是否正确 【解答】解：（1）小方根据实验现象得出结论：大气存在向各个方向的压强。小明认为该实验无法证明大气存在竖直向下的压强。支持小明的观点；杯口竖直向上时，薄片不掉落，可能因为薄片有重力。 （2）用一根橡胶管将玻璃罩与抽气机相连（橡胶管与玻璃罩、抽机器的连接口均密封），启动抽气机进行抽气。如果是杯中的水“粘”住了薄片，则薄片不会掉落，如果薄片掉落，则说明是由于大气压的存在，故 AB 正确，C 错误。故选：AB。 题型 2：托里拆利实验 【典例 2-1】如图所示为托里拆利实验的装置图，下列表述正确的是( ) A ．将玻璃管稍微倾斜，管内外水银面高度差将变小 B ．若玻璃管封闭端进入少量空气，测出的压强会偏大 C ．将装置从山脚移至山顶做实验，管内外水银面高度差将变大 D ．若换用密度比水银小的液体做实验，则大气压能支持液柱的高度会增大 【解答】解：A ．将玻璃管稍微倾斜，外界大气压不变，管内外水银面高度差将不变，故 A 错误； B ．若玻璃管封闭端进入少量空气，会导致管内外水银面高度差变小，测出的压强会偏小，故 B 错误； C ．大气压强与高度有关，高度越高，气压越小，将装置从山脚移至山顶做实验，外界大气压变小，能支撑的水银高度降低，则管内外水银面高度差将变小，故 C 错误； D．若换用密度比水银小的液体做实验，由 p = ρgh 得，则大气压能支持液柱的高度会增大，故 D 正确。故选：D。 【典例 2-2】在做托里拆利实验中。 （1）如图甲所示，小宇先在一端封闭约 1 米长的细玻璃管内灌满水银，确保管内没有 空气 。 （2）如图乙所示，大拇指封闭玻璃管后，将管口倒转插入水银槽中，待液面稳定后，读出此时水银柱的高度为 h ＝740mm，此时外界压强 小于 标准大气压强。（选填“大于”、“小于”或“等于”） （3）如果玻璃管内不慎混入空气，那么管内的水银柱高度将 下降 。（选填“上升”、“不变”或“下降”） （4）某次实验如图丙所示，已知水银的密度为 13.6×103kg/m3，他通过数据计算得出大气压的值为9.52×104 Pa。 （5）小杨同学也利用此装置测量他所在地大气压的值，他把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，发现管中的水柱不会下降。不会下降的原因是 玻璃管太短 。 【解答】解：（1）托里拆利实验中，为了测量准确，要将细玻璃管内灌满水银，确保管内没有空气，为真空状态； （2）一个标准气压能支撑的水银柱的高度为 760mm，当水银柱的高度为 740mm 时外界压强小于一个标准大气压； （3）如果玻璃管内不慎混入空气，那么管内有一定气压，外界气压等于管内气压与水银柱的压强之和，所以水银柱的高度将下降； （4）由图丙可知，大气压支撑的水银柱的高度为 70cm，则大气压的值为： p = p 水银gh = 13.6 × 103 kg/m3 × 10N/kg × 0.7m = 9.52 × 104pa； （5）水的密度远比水银小，一个标准气压能支撑的水的高度约为 10m，实验中选用的玻璃管的长度约为 1m，小于 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的原因是玻璃管太短。 故答案为：（1）空气；（2）小于；（3）下降；（4）9.52×104；（5）玻璃管太短。 【变式 2-1】小明认为用不同的液体也能测出大气压值，他计划用甲、乙两根长 12m 规格相同的玻璃管分别装满水和酒精后倒置在相应的液体槽中，酒精的密度比水小。若大气压能托起两玻璃管中的液柱，且两管内液面上方是真空，如图所示甲管中液面在 M 位置，则( ) A ．无法判断乙管内液面的位置 B ．乙管内液面的位置在 N 位置 C ．乙管内液面的位置在 N 位置上方 D ．乙管内液面的位置在 N 位置下方 【解答】解：管内液面上方是真空，大气压支撑起液柱，酒的密度小于水的密度，根据 p = ρgh 知，大气压一定，密度小的酒精，液柱高，应出现丙图的现象，乙管内液面的位置在 N 位置上方，故 C 正确， ABD 错误。 故选：C。 【变式 2-2】同学们同时用两种不同的液体（密度为 ρ1 和 ρ2）在同一地点做托里拆利实验，如图所示，两根完全相同的玻璃管内上方都是真空，两管内液柱高度 h1、h2 之比为4：5，则下列说法正确的是( ) A ．液体密度 ρ1 、ρ2 之比为 4 ：5 B ．液体密度 ρ1 、ρ2 之比为 5 ：4 C ．所测大气压的值之比为 4 ：5 D ．所测大气压的值之比为 5 ：4 ( 。故 ACD 错误， B 正确。 ) ( 【解答】 解：因为两根竖直的玻璃管内上方都是真空，则两管内液柱产生的压强都等于外 界大气压，所 以两液柱压强相等： p 1 ＝ p 2 ，即所测大气压的值之比为 1 ： 1 ；所以 ρ 1 gh 1 = ρ 2 gh 2 ，所以 5 ) ( 4 故选： B 。 )题型 3：大气压的其他测量方式 【典例 3-1】如图所示，是用注射器、弹簧测力计等估测大气压的值的装置，下列说法中错误的是( ) A ．该实验选择横截面积小的注射器是考虑到学生用的弹簧测力计量程不够大 B ．实验前先将活塞推至注射器筒的底端，是为了排尽筒内的空气 C ．用注射器容积除以注射器的全部长度 I 总，可求出活塞的横截面积 D ．测得的大气压值偏小，可能是因为注射器筒内的空气没有排尽【解答】解： A、由实验原理可知，当注射器中的活塞刚开始滑动时，所需的拉力 F ＝F 大气 ＝p 大气 S；若选粗的注射器，横截面积 S 较大，需要的拉力较大，可能会超出测力计的量程，所以，该实验选择横截面积小的注射器是考虑到学生用的弹簧测力计量程不够大，故 A 正确； B、实验前先将活塞推至注射器筒的底端，是为了排尽筒内的空气，减小误差，故 B 正确； C、注射器是一个圆柱体形状，因此，应测量这个筒壁有刻度部分的长度，而不是整个筒壁的长度，再读出容积 V，得出活塞的面积，故 C 错误； D、实验测得的大气压值偏小，可能是因为注射器筒内的空气没有排尽，故 D 正确。 故选：C。 【典例 3-2】小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是( ) ( B ． ) ( A ． ) C． D． 【解答】解：AB 、AB 图中两个滑轮均为定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，故 AB 错误； C、滑轮作为动滑轮使用，不计滑轮自重和摩擦，能省一半的力，故 C 正确； D、滑轮作为动滑轮使用，弹簧测力计作用在滑轮轴上，不计滑轮自重和摩擦，弹簧测力计拉力为绳子拉力的 2 倍，故 D 错误。 故选：C。 【变式 3-1】某小组同学设计了相关的测量方案来测量大气压强的值，实验步骤如下所示。 实验步骤： ①记录注射器内管的横截面积 S，然后将注射器活塞推到 0 毫升处，用橡胶帽把注射器出液口密封； ②将注射器倒立（出液口向上）竖直固定，用一段轻绳把一个水桶吊在活塞上（桶的重力约 6 牛左右，桶容积约 3 升）； ③将水缓慢注入水桶，当发现活塞在水桶拉动下开始缓慢向下移动时马上停止注水； ④测量水桶和水的总重力 G 并做记录，计算并记录总重力 G 与横截面积 S 的比值； ⑤重复以上步骤三次，计算并记录三次结果的平均值。 （1）在该实验中，实验原理是 （2）若已知当地的大气压强的值在 1×105 帕左右，现有两个内管横截面积不同的注射器可供选择，该实验选择 B （选填“A”或“B”）比较合适； A. 内管横截面积 0.4 厘米2 的注射器 B. 内管横截面积 3 厘米2 的注射器 （3）若考虑活塞、绳子所受重力，且用橡胶帽封闭出液口后注射器中还有少量气体存留，测出的大气压强值应 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。 【解答】解：（1）测出注射器全部带刻度的长度，求出活塞的横截面积 S 和测出活塞刚被拉动时的拉力F，就可根据 p= 求出大气压强的值； （2）因 A、B 两个注射器，活塞的横截面积分别为 0.4cm2 和 3cm2，当大气压约为 1.0×105Pa，当面积为 0.4cm2，即 0.00004m2 时，由p，可得 F ＝p×S ＝100000Pa×0.00004m2 ＝4N，对 A 活塞向上的大气压约为 4N，小于桶的重力，所以实验时应选用 A 注射器无法用添加水测出大气压； 同理测得当用面积为3cm2 的注射器时，大气压对活塞的压力为：F' ＝pS' ＝1×105Pa×3× 10﹣4m2 ＝30N，大于桶的重力，可以用添加水的方法测大气压，所以应该选择 B 注射器。 （3）注射器中还有少量气体存留，拉力小于外界大气压，计算出来的大气压强偏小。 故答案为：（1）P= ；（2）B；（3）偏小。 【变式 3-2】按要求完成下列填空； （1）最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家 托里拆利 ，在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为 76 cm； （2）科技小组利用如图所示方法估测大气压值，该实验的原理是 ；实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上，用力挤压吸盘，这样做的目的是 排出吸盘内空气 ； （3）实验步骤： A ．量出吸盘与玻璃板接触面的直径 d； B ．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面，记录弹簧测力计的示数为 F； C ．则计算大气压的值可表示为 p 。（用测量的物理量表示） （4）科技小组又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值，这说明大气向 各个方向 都有压强； （5）如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是 0～5N，吸盘与玻璃板的接触面积是 10cm2，则他 不能 （选填“能”或“不能”）测出大气压的大小。（设大气压约为 1.0×105Pa）。 【解答】解：（1）1643 年意大利科学家托里拆利做了著名的“托里拆利实验”，最早精准测出了大气压的数值，在标准大气压下他测得管内外水银面的高度差为 760mm ＝76cm。 （2）利用如图所示方法估测大气压值时，利用了二力平衡的知识，即用力挤压吸盘，排出里面的空气，使里面接近真空，此时外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上，当用弹簧测力计刚好拉出吸盘时，拉力刚好等于大气压产生的压力；然后测出吸盘的直径，通过计算得到吸盘表面积；根据p 计算即可得到大气压值，即实验原理是p （3）忽略吸盘的重力，吸盘受到向上的拉力和向下的大气压力，这两个力是一对平衡力，所以F = pS = pπ ()2 根据上式可解得大气压强为p （4）玻璃板分别斜放、立放时，弹簧测力计向相同的方向拉吸盘，均有大气压，说明大气向各个方向都有压强。 （5）拉力 F ＝pS ＝1.0×105Pa×10×10 _4m2 ＝100N＞5N 拉力大于弹簧测力计的最大测量值，所以，他不能使用该弹簧测力计测出大气压的大小。 故答案为：（1）托里拆利；76； ( 4F )；排出吸盘内空气； ( πd 2 )（3） ； （4）各个方向； （5）不能。 题型 4：大气压强的应用与计算 【典例 4-1】如图甲为国家一级文物，战国时期的“黑科技”——青铜汲酒器，高约半米，下端为一荷蕾形器，上端为中空竹节形长柄，顶端为封闭的龙首衔环，上端和底部各开一孔。图乙①和②为汲酒器取酒过程示意图。下列说法不正确的是( ) A ．图乙①中酒进入汲酒器是利用连通器原理 B ．取酒过程中汲酒器中酒不流出是受到大气压作用 C ．要让酒进入汲酒器，在图乙①中应摁住方孔 D ．要让酒转移到碗中，在图乙②中应松开方孔 【解答】解：AC、图乙①中酒进入汲酒器，在图乙①中应松开方孔，使得上端是开口的，底部连通，属于连通器，故 A 正确，C 错误； BD、取酒过程中汲酒器中酒不流出，必须在图乙①中应摁住方孔，使得上方与大气不通，下方的大气压大于液体压强能够保持不流出，因而是受到大气压作用，在碗的上方必须松开小孔，使得大气进入而流出，故 B 正确，D 正确。 故选：C。 【典例4-2】图示的擦窗机器人质量为 2kg，“腹部”吸盘的面积为 30cm2。工作时，真空泵将吸盘内的空气向外抽出，使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。擦窗机器人静止时，受到的摩擦力为 20 N。为了保证机器人不下落，水平方向上擦窗机器人对玻璃的压力至少为 90N，则吸盘内部气压不得高于 70000 Pa。（外界大气压强 p0 ＝1.0×105Pa） 【解答】解：擦窗机器人的重力：G ＝mg ＝2kg×10N/kg ＝20N； 擦窗机器人静止时处于平衡状态，在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力，则受到的摩擦力为f＝20N， 为了保证机器人不下落，玻璃对吸盘的支持力至少为 90N， p 外﹣p 内 ＝p ＝30000Pa， p 内 ＝100000Pa﹣30000Pa ＝70000Pa。 故答案为：20；70000。 【变式 4-1】盆景的一个简易自动供水装置如图所示。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，使瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中就会有水流出，使盘中的水位升高，瓶口又被浸没，瓶中的水不再流出，这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。瓶中水不会持续流出，是因为( ) A ．瓶内气压大于外界大气压 B ．瓶外大气压等于瓶内水的压强与气压之和 C ．瓶外大气压等于瓶内水的压强 D ．瓶内气压始终等于外界大气压 【解答】解：当把装满水的瓶放入盆景的水中时，由于大气压作用在盆景中的水面上，所以水不会从瓶中流出来；当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收，水面下降瓶口露出水面时，空气进入瓶内，瓶内的气压等于外界大气压，由于重力作用水会流出，一旦瓶口再次被水淹没，外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和，瓶中的水又停止外流，如此反复，使水不会全部流出而能保留在瓶中。 综上分析可知，选项 ACD 错误，B 正确。 故选：B。 【典例 4-2】有一种气压保温瓶其结构如图所示，用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出，松手后按压器被弹簧弹起，露出小孔，按压器面积为 8cm2，瓶内水面低于出水管口 8cm，出水管最高处高出瓶内水面 10cm，按压时弹簧的平均弹力为 1N。（大气压 p0 ＝1.01 ×105Pa ，g ＝10N/kg，按压器所受重力忽略不计） （1）请解释说明气室上方小孔的作用。 （2）要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？ （3）要将水压出管口，在按压器上至少要加多大的压力？ 【解答】解：（1）气压保温瓶属于连通器，气室上方小孔的作用是让壶身与大气接通，利用大气压工作； （2）管口与瓶内水之间的压强差： p 水 = ρ 水 gh ＝1×103kg/m3×10N/kg×0. 1m ＝1 × 103Pa； 水面上的压强： p ＝p0+p 水 ＝1.01×105Pa+1×103Pa ＝1.02×105Pa； （3）克服压强差所需的压力： F 水 ＝p 水 S ＝1 × 103Pa×8×10﹣4m2 ＝0.8N； 考虑克服弹簧弹力后所需的压力： F ＝F 水+F 弹 ＝0.8N+1N ＝1.8N。 答：（1）让壶身与大气接通，利用大气压工作； （2）瓶内水面上方的压强至少要 1.02×105Pa； （3）在按压器上至少要加的压力为 1.8N。 题型 5：大气压与海拔高度的关系 【典例 5-1】如图所示为我国沿北纬 36°附近的地形剖面图，通常大气压最低的是( ) ( A ．青藏高原 B ．黄土高原 C ．华北平原 D ．黄海 ) 【解答】解：由图可知，青藏高原的高度最高，由大气压强与高度的关系可知，青藏高原的气压最低。故选：A。 【典例 5-2】小明从上海坐火车到高海拔的青藏高原，发现背包中密封很好的食品袋膨胀了很多，如图所示。 相比出发前，袋内气体的质量 不变 ，密度 变小 。（前两空均选填“变大”“变小”或“不变”），密封的食品袋从上海带到西藏变膨胀是因为海拔高度越高，大气压强越 小 ，而袋内气压 不变（选填“变大”“变小”或“不变”），此时袋内气压 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）外界的大气压，袋子才会鼓起来。 【解答】解：质量是物体所含物质的多少，密封食品袋从上海带到西藏，袋内气体的物质多少没有改变，所以袋内气体的质量不变。 密封食品袋从上海带到西藏后膨胀，体积变大，而质量不变。根据密度公式p ，质量不变，体积变大，所以密度变小。 大气压强与海拔高度有关，海拔高度越高，大气压强越小。西藏海拔比上海高，所以大气压强小。袋内气体是密封的，其内部气体状态未发生改变，火车上外界温度变化不大，所以袋内气压不变。因为海拔升高外界大气压变小，袋内气压大于外界大气压时，在压力差的作用下袋子鼓起来。 故答案为：不变；变小；小；不变；大于。 【变式 5-1】如图是在山脚下自制的简易气压计，从山脚带到山顶后，气压计的瓶外气压和水柱高度与山脚下比较，下列说法正确的是( ) A ．瓶外气压升高，水柱高度下降 B ．瓶外气压降低，水柱高度上升 C ．瓶外气压升高，水柱高度上升 D ．瓶外气压降低，水柱高度下降 【解答】解：把气压计从山脚带到山顶，瓶内空气的压强不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的高度会增大。故 ACD 错误，B正确。 故选：B。 【变式 5-2】如图的实例或实验，下列分析正确的是( ) A ．甲图：将竖直玻璃管稍微倾斜，水银柱的高度不变 B ．乙图：自制气压计从山顶移到山下，细管内的水柱上升 C ．丙图：图钉帽面积较大，是增大受力面积，增大压强 D ．丁图：向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点升高 【解答】解：A 、甲图是托里拆利实验装置，玻璃管内是真空，管内水银柱的高度由外界大气压决定。将竖直玻璃管稍微倾斜，管内水银柱的长度会变长，但高度（竖直方向的高度）不变，因为大气压不变，能支持的水银柱高度就不变。故 A 正确； B、高度越低，气压越高，自制气压计从山顶移到山下，外界气压升高，内部压强不变，细管内的水柱 下降，故 B 错误； C、图钉帽面积较大，是在压力一定时，增大受力面积，减小压强，故 C 错误； D、向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知向外拉活塞导致试管内的气体体积增大，气压减 小，水的沸点降低，低于现在的温度，水再次沸腾，故 D 错误。 故选：A。 三、【拓展延伸】 【拓展题 1】物理知识在生活中有广泛的应用，病人输液时用的吊瓶就是一例。如图所示，A 管是输液管， B 管是空气管。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。 （1）如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶的位置 提高 （选填“提高”或“降低”）。 （2）插入 B 管后，瓶内液面上方气体的压强 小于 （选填“小于”、“等于”或“大于”）外界大气压。 （3）开始时瓶中药液液面与空气管中的空气接触处 C 位置高度为 h，药液密度为 ρ 液 ，当地大气压为p0，求此时瓶内液面上方气体的压强。 （4）正常情况下血压为 p，为了保证输液正常进行，开始时输液瓶中的药液液面要比扎针的手高 h’才能不回血，请用题目中的字母将 h'表示出来。（忽略输液管中气体柱的高度） 【解答】解：（1）流入患者血管药液的压强等于 A 管上端压强与输液管内药液产生的压强之和，提高吊瓶，人与吊瓶间的距离变大，输液管内药液产生的压强增大，从而输液管流入患者血管的药液压强变大，大于人的血压，于是血液随药液重新流入血管，不再回流。 （2）当药瓶中的药液逐渐减少时，药液产生的压强逐渐减小，在大气压的作用下，空气通过 B 进气管进入瓶内，保持瓶口处的压强与大气压相等，使药液匀速流下。插入 B 管后，瓶内液面上方气体压强与瓶内药液压强之和等于大气压强，所以输液时瓶内液面上方气体的压强小于外界大气压。 （3）由于插入空气管 C，使得大气压等于药液压强加上瓶内气体压强，所以此时瓶内液面上方气体的压强为 p0﹣ρ 液 gh。 ( 液 )（4）血压等于瓶内液面上方气体压强与瓶内药液压强之和才能保证输液正常进行，所以 p ＝p0﹣ρ 液gh+ρ 液 gh′，所以 h h。 故答案为：（1）提高；（2）小于；（3）瓶内液面上方气体的压强为 p0﹣ρ 液 gh；（4）h'= p (p)液g (__p0) + h。 【拓展题 2】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，底部空气推动电梯室往上升，需要下楼时，顶部充气，气压增大，使电梯往下降。底部高压区始终与外界联通，外界大气压为 1×105Pa，电梯室质量为 100kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为 200N，底部和顶部面积均为 0.9m2 ．（g ＝10N/kg） （1）若质量为 60kg 的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为多大？ （2）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多少？ 【解答】解：（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、竖直向下的摩擦力、竖直向上的大气压力的差， 故气压差：F1 ＝G+f＝1600N+200N ＝1800N， 设顶部低压区的压强为 P1，则气压差产生的向上的压力为 F1＝（p0﹣p1）S＝（1×105Pa﹣p1）×0.9m2 = 1800N， 则顶部低压区的气压：p1 ＝9.8×104Pa； （2）电梯匀速下降时，受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、竖直向上的压力， 电梯受到的向上的压力为 F2＝（p0﹣p2）S＝（1×105Pa﹣9.5×104Pa）×0.9m2 ＝4500N； 电梯匀速下降，摩擦力方向向上，G 总 ＝F2+f＝4500N+200N ＝4700N； 总质量为：m 总kg； 则下降时能装载的物体的最大质量为：m2 ＝m 总﹣m0 ＝470kg﹣ 100kg ＝370kg。 答：（1）若质量为 60kg 的人乘电梯匀速上升，则顶部低压区的气压为 9.8×104Pa； （2）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370kg。 四、【思维训练】 1．下面的几种说法，其中不正确的是( ) A ．大气压是由于空气受到重力且具有流动性而产生的 B ．房屋顶必须造得很牢固的原因之一是避免向下的大气压把屋顶压塌 C ．大气压与液体压强相类似，在大气中各个方向都有压强 D ．自来水笔能将墨水吸进皮胆，是由于大气压的作用 【解答】解：（1）由于空气也受到重力，且能够流动，所以空气内部各个方向也存在压强，这种压强叫大气压。故 A 、C 正确； （2）因为屋顶上下表面都受到大气压力，其作用相互抵消，所以房顶不会被压塌，故 B 错误。 （3）当按下弹簧片再松开时，笔囊内气压减小，外部大气压压着墨水进入笔中，故 D 正确。 故选：B。 2．将装有少量水且罐口打开的铁桶放在火上加热几分钟后，用盖子盖紧铁桶，然后浇上冷水，铁桶会被压瘪（如图所示），将铁桶压瘪的是( ) A ．桶内产生的水蒸气 B ．桶内的热空气 C ．浇上去的冷水 D ．外面的大气压 【解答】解：当铁桶内装有热空气或水蒸气时，若向铁桶浇冷水，桶内温度迅速降低，水蒸气液化成水，热空气也因降温而收缩，导致桶内气压急剧减小。此时，桶外的大气压远大于桶内气压，外界大气压会 对铁桶产生向内的压力，从而将铁桶压瘪。大气压的作用是铁桶被压瘪的根本原因，故 D 符合题意， ABC 不符合题意。 故选：D。 3 ． 如 图 所 示 是 老 师 进 行 托 里 拆 利 实 验 的 操 作 过 程 ， 下 列 相 关 说 法 正 确 的 是 ( ) A ．大气压的数值相当于 760mm 高的汞柱产生的压强 B ．当管内存有少量的空气时，测量结果会偏大 C ．在管的顶部开一个口，汞柱会喷出 D ．将管继续向下，顶部真空段的长短不变 【解答】解：A、图中水银柱的高度为 760mm，故大气压的数值相当于 760mm 高的汞柱产生的压强，故 A 正确； B、将玻璃管倾斜，将管继续向下，顶部真空段的长短不变，管内水银柱的高度不变，故 B 错误； C、玻璃管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，在玻璃管的顶部穿一小孔，则玻璃管内外都与大气压相通，构成了连通器，则管内的水银液面将下降，最终与管外液面相平，故 C 错误； D、气压与玻璃管上提下按无关，故将管继续向下，水银柱高度不变，顶部真空段变短 故 D 错误。故选：A。 4．某同学将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组装成如图所示的装置，甲瓶装满水；乙瓶装适量水，并向瓶内吹入空气使水面上升到瓶口以上，下列说法错误的是( ) A ．甲装置可以用来探究力的作用效果与力的大小的关系 B ．甲装置若选用更细的玻璃管，实验现象更明显 C ．将乙装置从 1 楼拿到 6 楼，玻璃管中的水柱将降低 D ．乙装置不能精确测量大气压的数值 【解答】解：A、甲瓶装满水，压瓶子后，细玻璃管中的液体会上升，因此甲装置可以用来探究力的作用效果与力的大小的关系，故 A 正确； B、甲装置若选用更细的玻璃管，瓶内相同的体积变化量，细玻璃管中的液体会上升明显，实验现象更明显，故 B 正确； C、大气压随高度的增加而减小，将自制气压计从一楼拿到六楼，水柱升高，故 C 错误； D、受器材自身影响，自制气压计不能测量大气压的准确值，故 D 正确。 故选：C。 5．紧急情况逃生时，使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人。如图所示为一种新型破窗锤，使用时将两个面积为 S0 的吸盘吸附在窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间 击碎窗玻璃而不会伤到人。下列说法中，错误的是( ) A ．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用 B ．将锤头改成弹簧测力计，可以粗略测出此时的大气压 C ．锤头前端做得比较尖是为了增大压强 D ．吸盘内的气压大于外界大气压 【解答】解： AD、挤出吸盘内的空气，吸盘内的气压小于外界大气压，是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上，故吸盘能吸附在窗玻璃上是由于大气压的作用，故 A 正确、D 错误； ( S 2S 0 )B、将锤头改成弹簧测力计，当刚好拉动吸盘时弹簧测力计的读数可近似看成此时大气压力，根据p = F = F ，可粗略计算出此时的大气压，故 B 正确； C、锤头前端做得比较尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故 C 正确。 故选：D。 6．小明在进行估测大气压实验时，先用弹簧测力计拉住注射器的活塞，慢慢向右移动注射器，如图甲所示，活塞刚好被拉动时，弹簧测力计的示数为 0.8N；再将活塞推到注射器底端并用橡皮帽封住注射器的小孔，如图乙所示，重复图甲中操作，活塞刚好被拉动时，弹簧测力计的示数 P 为 3.2N. 已知活塞的横截面积是 0.3cm2，则大气压强的测量值为( ) A ．1.07×105Pa B ．0.8×105Pa C ．0.98×105Pa D ．1.33×105Pa 【解答】解：设注射器的刻度部分长为 L，其容积为 V，则注射器的横截面积为 S ＝0.3cm2 ＝3 × 10﹣5m3，图甲的弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁的摩擦力 F1 ＝0.8N， 图乙的弹簧测力计示数反映的是活塞与筒壁的摩擦力 F1+F（大气的压力）＝F2，所以，大气对活塞产生的压力实际为 F ＝F2﹣F1 ＝3.2N﹣0.8N ＝2.4N， 代入压强公式 pPa，故 B 正确。 故选：B。 7．如图所示，甲中瓶与吸管之间被瓶塞封得很严密，乙中瓶口无遮挡，两同学用吸管能顺利吸完饮料的是( ) A ．甲 B ．乙 C ．都能 D ．都不能 【解答】解：甲瓶口塞紧橡皮塞，不能与大气压连通，所以无法利用大气压将饮料压入口中； 乙瓶口敞开，当用力吸时，管中气压减小，饮料就可以在大气压的作用下进入管中，再进入人的口中，故能顺利吸完饮料的是乙同学。 故选：B。 8．人呼吸过程的模拟装置如图所示，当向下拉动橡皮膜时，橡皮膜向外凸起，容器内的气压 降低 （选填“升高”、“降低”或“不变”），气球在大气压的作用下体积变大，完成吸气过程。 【解答】解：当向下拉动橡皮膜时，瓶内气体的体积增大，根据气体压强跟体积的关系可知，此时瓶内气体的压强将减小，由于瓶内气压降低，小于瓶外大气压，所以气球会在大气压的作用下体积变大；这个步骤是模拟人的吸气过程。 故答案为：降低。 9 ．如图所示为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上是因为吸盘内部的气压 小于 外界大气压，吸盘受到的摩擦力 等于 吸盘和重物受到的总重力（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）；高原地区的人们做饭时要使用高压锅，是因为海拔较高的地方气压较 小 ，水的沸点低不易煮熟饭。 【解答】解：排净吸盘内的空气，使里面的大气压减小，小于外界大气压，外界大气压将吸盘压在墙上；吸盘不会掉下来，处于静止状态，吸盘受力平衡，吸盘受墙壁对吸盘竖直向上的摩擦力和自身的重力及悬挂物向下的拉力，且悬挂物对吸盘向下的拉力等于物体重力，故吸盘受到的摩擦力等于吸盘和重物受到的总重力； 大气压随高度的升高而减小，高原上气压低，液体的沸点低，高原地区的人们做饭时要使用高压锅。故答案为：小于；等于；小。 10．做托里拆利实验时，把装满水银的玻璃管插入水银槽中时，要求玻璃管的上端是 封闭 的（选填“封闭”或“开口”或“钻有小孔”）；如果把玻璃管从竖直插入改成倾斜插入，则玻璃管中被大气压顶起的水银柱长度会 变长 （选填“变长”或“变短”或“不变”）；该实验不用水银而用酒精，玻璃管至少应该长 12.5 m (ρ 酒精 ＝0.8×103kg/m3，大气压为 1.0×105Pa ，g 取 10N/kg）。 【解答】解： 做托里拆利实验时，玻璃管上端应是封闭的。这样才能在玻璃管倒置插入水银槽管倒置插入水银槽后，使管内水银上方形成真空，从而让大气压作用在水银槽液面，支撑起管内水银柱，通过水银柱高度测量大气压的值。若上端开口或钻有小孔，管内水银柱会在大气压作用下下降，直至与槽内水银面齐平。 根据公式 p = ρgh，大气压能支持的水银柱竖直高度 h 只与大气压 p、水银密度 ρ 和 g 有关。当玻璃管倾斜时，大气压不变，水银密度不变，g 也不变，所以水银柱的竖直高度不变，但由于倾斜，水银柱长度会变长。 根据 p = ρgh，可得玻璃管的长度至少为：hm。 故答案为：封闭；变长；12.5。 11．小明利用图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从 1 楼带到 5 楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如表所示。由此可知：从 1 楼到 5 楼，大气压大约 降低 （选填“升高”或“降低”）了 130 Pa。（水的密度为 1.0×103kg/m3 ，g 取 10N/kg） 楼层 1 2 3 4 5 管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3 【解答】解：由表中的数据可知，从 1 楼到 5 楼，液柱高度变化Δh ＝6.3cm﹣5.0cm ＝1.3cm ＝0.013m由前面公式知，在瓶内压强不变时，减小的大气压等于增大液体压强，故大气压降低了： Δp 液 = ρ 液 g Δh ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.013m ＝130Pa； 故答案为：降低；130。 12．某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系，他们操控带有压强传感器的无人机，将其从地面沿竖直方向飞到空中，再原路返回。在此过程中，无人机传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示，其中 A 点和 D 点分别表示无人机从地面出发时和飞到最大高度（约为 50 米）时的数据。 ①根据图中的图线，可以发现：无人机从 B 点到 C 点的飞行过程中，大气压强变化了约 400 帕。 ②分析图中的图线及相关条件，可得出大气压强与海拔高度的关系是： 海拔越高，压强越小 。 ③结合压强知识及上述信息，分析飞机起飞过程中，有些乘客的耳朵会感觉胀痛的原因。 在地面时，人耳鼓膜内外气压平衡；飞机起飞时，外界气压变小，鼓膜内外形成气压差，耳朵会感觉胀痛 。 【解答】解：①由图可知，B 、C 两点对应的压强是 1012 百帕和 1008 百帕，两点压强差 p ＝1012 百帕﹣ 1008 百帕＝4 百帕＝400 帕，即大气压强变化为 400 帕； ②由题可知，飞机起飞的过程，压强越来越小，飞机下降时，压强越来越大，故大气压强与海拔高度的关系是：海拔越高，压强越小； ③在地面时，人耳鼓膜内外气压平衡；飞机起飞时，外界气压变小，鼓膜内外形成气压差，耳朵会感觉胀痛。 故答案为：①400；②海拔越高，压强越小；③在地面时，人耳鼓膜内外气压平衡；飞机起飞时，外界气压变小，鼓膜内外形成气压差，耳朵会感觉胀痛。 13．小华同学想利用重力为 0. 1N 的带挂钩的吸盘、光滑的玻璃板、1N 的小钩码若干进行大气压强的估测。并完成以下实验步骤： （1）第一步，将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示，这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少，吸盘在 大气压 的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。 （2）第二步，在吸盘下的挂钩上依次挂上若干钩码，记录下吸盘刚好松动掉下时的钩码个数为 10 个，此时钩码对吸盘的最大拉力与吸盘自身重力的合力即可表示大气压对吸盘的大气压力，具体大小为10.1 N。 （3）该吸盘与玻璃的接触面积为 S ＝10﹣4m2，利用公式 p，可以计算得到大气压强的数值为 1.01 ×105 Pa。 （4）另一组的小红同学，利用同样的吸盘与玻璃板设计的另一种测量方法，她将钩码换成了小桶与细沙进行实验如图乙所示，同样能测量出大气压的数值，在其他条件都相同下， 小红 （选填“小华”或“小红”）的测量方法更好，你的理由是： 通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加，测得的大气压对吸盘的大气压力更准确，所以小红同学的测量方法更好 。 【解答】解：（1）将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示，这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少，吸盘内接近于真空，气压接近零，吸盘在外界大气压的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。 （2）大气压对吸盘的大气压力 F ＝G 吸盘+G 钩码 ＝0. 1N+10×1N ＝10. 1N （3）大气压强的数值为p Pa （4）小红同学将钩码换成了小桶与细沙进行实验，这样通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加，测得的大气压对吸盘的大气压力更准确，所以小红同学的测量方法更好。 故答案为：（1）大气压；（2）10.1；（3）1.01×105；（4）小红；通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加，测得的大气压对吸盘的大气压力更准确，所以小红同学的测量方法更好。 14．高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔，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，锅内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24cm，空心柱小孔的横截面积为 12mm2，限压阀的质量为 108g 的高压锅，要用它煮饭，若当时的大气压强为 1.0×105Pa，求： （1）高压锅内气体能达到的最大压强是多少？ （2）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体最大压强不能超过 1.8×105Pa，要使此高压锅继续使用，原来的限压阀还能用吗？若不能，应再配一个质量为多大的限压阀？ 【解答】解：（1）限压阀的重力为： G ＝mg ＝108×10﹣3kg×10N/kg ＝1.08N； 高压锅内气体能达到的最大压强为： （2）p 限 ＝p 最大﹣p0 ＝1.8×105Pa﹣ 1×105Pa ＝0.8×105Pa， 根据 p= 可得 F 限 ＝p 限 S ＝0.8×105Pa×12×10﹣6m2 ＝0.96N， G ＝F 限 ＝0.96N， 答：（1）锅内气体能达到的最大压强是 1.9×105Pa； （2）不能，应该再配一个质量为 96g 的限压阀。 15．肺活量指一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是 mL。如图所示是一种测定肺活量的实用方法。图中 A 为倒扣在水中的开口薄壁圆筒（圆筒壁体积忽略不计），测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过 B 尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入 A 内，使 A 浮起。已知圆筒质量为 m，横截面积为 S，筒底浮出水面的高度为 h。大气压强为P0，水的密度为 ρ 水。求：（用已知物理量来表示） （1）此时 A 中气体体积； （2）筒内气体压强； （3）如果质量 50kg 的初三年级学生用上述方法测量肺活量，测得 h ＝18cm。已知 A 的质量为 200g ，横截面积为 200cm2，通过计算说明他的肺活量体重指数等级（肺活量体重指数＝肺活量 mL/人体质量kg）。 肺活量体重指数等级 优秀 良好 合格 肺活量体重指数标准 76 及以上 65～75 50～64 【解答】解：（1）因为圆筒漂浮在水面上，所以有 F 浮 ＝G ＝mg，根据阿基米德原理 F 浮 ＝G 排 = ρgV 排， ( 水 )即：ρ 水 gV 排 ＝mg，所以 V 排 此时 A 中气体的体积： ( 水 ) ( 水 筒内气体压强为： )（2）由图可知：筒外水面比筒内水面高出高度为 h P ＝P0+ρ 水 gh ＝P0+ρ 水 g （3）他的肺活量为： V ＝V 排+ShShcm2×18cm ＝3800cm3 ＝3800mLl，所以肺活量体重指数mL/kg。 ( m )答：（1）此时 A 中气体体积为 +Sh； p 水 （2）筒内气体压强为 P0+； （3）他的肺活量体重指数等级为 76mL/kg。 $