课时8.3 空气的力量（解析版）

课时8.3空气的力量（帮课堂）（解析版）【学习目标】1.大气压强的测定方法、实验原理、实验过程和结论。2.能利用大气压强知识解释日常生活中的一些简单现象。【知识导图】【基础知识】知识点一：大气压强1.实验探究：大气压强的存在铁皮罐塌陷实验覆杯实验马德堡半球实验特别提示：大气压在我们周围时刻存在着，我们却没有感觉到，这是因为人体就像实验中的开口的铁皮罐，身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡。2.大气压强(1)定义：与液体一样，空气内部各个方向也都存在压强，这样压强称为大气压强，简称大气压或气压。(2)大气压产生的原因：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强，在同一位置各个方向的大气压强相等。知识点二：测量大气压1.托里拆利实验(1)取一根长约1m、一端封闭的细玻璃管，将玻璃管灌满水银；(2)用手指堵住管口将玻璃管开口向下倒插在汞液槽中；(3)移开堵管口的手指，让管内的汞流出。实验结果发现：玻璃管内汞柱下降一段就不再下降了，且管内外汞柱面的高度差约760mm。也就是说，此时的大气压强与高的汞柱产生的压强大小正好相等。（根据公式）备注：做托里拆利实验时影响汞柱高度的因素：(1)管中若有气泡，使测量结果偏小；(2)外界大气压的变化影响汞柱的高度；(3)管子的粗细、长短(大于760mm时)、是否倾斜、插入的深度都不影响汞柱的高度；(4)实验时玻璃管倾斜后，管内汞柱的长度增加，而汞柱的竖直高度不变；(5)玻璃管插入汞槽的深度会改变管内汞柱上方真空部分的体积。知识点三：大气压的综合应用1.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；2.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100Pa；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.证明大气压存在的现象：吸盘挂衣钩能紧贴在墙上、利用吸管吸饮料、注射器吸药液、活塞式抽水机抽水、离心式水泵。在下列现象能说明存在大气压的是（

）A.火箭升空过程不断喷射高温燃气B.坦克装有宽大的履带C.医生推动活塞给病人注射药液D.用吸管将杯中饮料吸入口中解析：A选项，火箭喷射气体升空是利用了力的相互作用；B选项，坦克的宽大履带是为了减小对地面的压强；C选项，推动活塞注入药液是力的作用效果；D选项，用吸管吸入饮料的原理是，吸管中的空气被吸出，大气压将饮料压入吸管中，之后进入口中，利用了大气压。【规律总结】1.大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.马德堡半球实验证明了大气压的存在；托里拆利实验测出了大气压的值；3.大气压随高度的增加而减小。【作业帮】一、基础练（知识巩固）1．下列选项中，与大气压作用有关的是（）A．弹簧测力计 B．吸盘式挂钩 C．破窗锤 D．密度计【答案】B【解析】A．弹簧测力计原理是：在弹性限度内，弹簧所受的拉力越大，弹簧的伸长量就越大，故A不符合题意；B．吸盘式挂衣钩利用的是大气压强，故B符合题意；C．破窗锤是利用了减小受力面积来增大压强的，故C不符合题意；D．密度计是用来测量液体密度的测量仪器，密度计在液体中漂浮，液体的密度越大，排开液体的体积越小。故D不符合题意。故选B。2.巅峰使命，珠峰科考。2022年5月4日，在珠峰海拔8830米处，我国科考队员成功架设全球海拔最高的自动气象观测站，并成功传回实时数据。有些设备仪器是易碎品，全程由科考队员背上去。下面有关描述正确的是（）A．在背负设备仪器登峰过程中，大气压增大，仪器的质量不变B．在背负设备仪器登峰过程中，大气压减小，仪器的质量不变C．在背负设备仪器登峰过程中，大气压增大，仪器的质量变大D．在背负设备仪器登峰过程中，大气压减小，仪器的质量变大【答案】B【解析】由题意可知，在背负设备仪器登峰过程中，高度变高，根据大气压与高度的关系可知，大气压将变小，而质量属于物质本身所具有的属性，不随位置的改变而改变。故ACD错误，B正确。故选B。3．历史上首先测定大气压强值的科学家是（）A．牛顿 B．马德堡 C．阿基米德 D．托里拆利【答案】D【解析】A．牛顿在前人的基础上，得出了牛顿第一定律，故A不符合题意；B．马德堡半球实验证明大气压的存在，但没测量大气压的值，故B不符合题意；C．阿基米德发现了阿基米德原理，而不是测定大气压的值，故C不符合题意；D．托里拆利利用实验测出了大气压强的值为760mm汞柱，故D符合题意。故选D。4．在如图所示的托里拆利实验中，会使测得的大气压数值变小的是（）A．将玻璃管稍微倾斜 B．将玻璃管稍微下压C．用密度更小的液体替代水银 D．玻璃管内混入空气【答案】D【解析】A．将玻璃管稍微倾斜，水银槽里的水银会进入玻璃管，但玻璃管内外水银的高度差不变，测量结果不变，故A符合题意；B．将玻璃管稍微下压，管内外水银高度差变小，此时水银槽里的水银会进入玻璃管，待水银静止时，玻璃管内外水银的高度差与原来相同，测量结果不变，故B不符合题意；C．用密度更小的液体替代水银，根据公式p=ρ液gh可知，管内外液体的高度差会变大，但只要大气压不变，计算出的结果不变，故C不符合题意；D．玻璃管内混入空气，管内水银上方有气压，会使玻璃管内水银下降，高度差变小，测得的大气压数值变小，故D符合题意。故选D。5．自来水笔吸墨水时，只要按几下弹簧片，墨水就进入橡皮管里了，这是由于（）A．弹簧片作用使墨水进入橡皮管B．手的压力使墨水进入橡皮管C．橡皮管的吸力使墨水进入橡皮管D．大气压作用使墨水进入橡皮管【答案】D【解析】吸墨水时，先把笔囊上的弹簧片接下，把里面的空气排出，再把笔囊上的弹簧片松开，此时管内的气压小于管外的大气压强，墨水就在外界大气压的作用下被压进笔囊里了。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。6．著名的_____实验首次证明了大气压强的存在且很大，大气压强可用_____来测量，并发现大气压随海拔高度的升高而_____（选填“增大”或“减小”）。【答案】

马德堡半球

气压计

减小【解析】[1][2]由物理史实可知，最早证明大气压存在的，最著名的实验是马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验。最早并且准确用实验测出大气压强数值的是意大利科学家一-托里拆利，依据意大利科学家托里拆利的实验原理制成了液体(水银)气压计，故大气压强可用气压计来测量。[3]越往高空，空气越稀薄，大气压越小，大气压随着高度的增加而减小。7．如图所示，是一组实验情景。图甲中，小试管不下落反而上升。图乙中，注射器的活塞没有被钩码拉下来。图丙中，水没有从杯子中流出。这三个实验说明___________。图丙、丁和戊三个实验可以说明______________________。8．如图所示，在海平面测定大气压强时，用长约1米，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：（1）看到的现象是：_____；A．管内水银不下降B．管内水银面下降到一定高度时就不再下降C．管内水银下降到与水银槽液面相平（2）将玻璃管向上缓缓提起，且玻璃管口未离开水银槽液面，在这一过程中，管内外水银面高度差将_____，如果换用口径略大的玻璃管进行实验，管内外水银面高度差将_____；（均选填“变大”“变小”或“不变”）（3）如果装水银的玻璃管长度有下面三种，则选择_____实验不会成功；（选填序号）A．70cmB．90cmC．110cm（4）某同学也利用此装置，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_____下降，如果这时在管顶开一个小孔，水柱_____向上喷出。（均选填“会”或“不会”）【答案】

B

不变

不变

A

不会

不会【解析】（1）[1]为了测得大气压的值，这时必须测量管内外水银面高度差，一个标准大气压为760毫米水银柱，故用长约1米，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，故B符合题意，AC不符合题意。故选B。（2）[2][3]进行托里拆利实验时，玻璃管的上提下压或玻璃管的粗细都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差，所以水银柱内外液面高度差值将不变。（3）[4]一标准大气压，能支持760mm水银柱，当水银管的长度小于76cm时，管的顶部可能会被撑破，故A符合题意，BC不符合题意。故选A。（4）[5]一个标准大气压为760毫米汞柱，由可知，如果水银气压计中的水银用水代替，那么玻璃管的长度约为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。[6]当管顶开一个小孔时，管内的水与外界的大气相通，玻璃管和水槽组成连通器，则管内的水不会从小孔喷出，反而会立即下降，直到液面相平。二、综合练（能力提升）9．有关大气压的说法正确的是（）A．托里拆利实验证明了大气压强的存在B．牛顿最早精确测出了大气压强的值C．离地面越高，大气压强越大D．大气压没有把房顶压塌是因为房顶上下表面均受到大气压的作用【答案】D【解析】AB.意大利物理学家托里拆利利用水银第一次精确的测出了大气压的值相当于0.76m高水银柱产生的压强，后来人们称这个实验为托里拆利实验，马德堡半球实验证明了大气压强的存在，故AB错误；C.大气压强与海拔高度有关，离地面越高，大气压强越小，故C错误；D.地球周围物体处在大气的海洋中，大气压没有把房顶压塌是因为房顶上下表面均受到大气压的作用，故D正确。故选D。10．在学校实验室里，小张同学把装满水的100mL量筒的口朝下浸没在水中（如图所示），抓住筒底向上提，在筒口离开水面之前，量筒露出水面部分（）A．充满水 B．没有水C．有水，但不满 D．刚开始有水，后迅速流出【答案】A【解析】根据p=ρgh可知，大气压能支持水柱的高度约为而量筒中的水远远不足10m，所以在筒口离开水面之前还是满的，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。11．关于大气压强，下列说法不正确的是（）A．图甲，在同一地点做托里拆利实验，玻璃管稍倾斜一些时，水银柱的高度不变B．图乙，从内地带到拉萨的袋装食品会变得膨胀，是因为海拔高，大气压小C．图丙，医生给人们接种新冠疫苗时，用注射器把药液注射进肌肉利用了大气压D．图丁，为防止新冠病毒外溢，用车内气压小于车外气压的负压救护车运送病人【答案】C【解析】A．同一地点做托里拆利实验，因为大气压强不变，故玻璃管稍倾斜一些时，水银柱的高度不变，故A正确，不符合题意；B．从内地带到拉萨的袋装食品会变得膨胀，是因为大气压随着海拔升高而降低，包装袋内的气压不变，因此产生压力差，使食品包装袋变的膨胀。故B正确，不符合题意；C．用注射器把药液注射进肌肉利用的是增大压力的方式增大压强，并非利用的大气压，故C错误，符合题意；D．用车内气压小于车外气压的负压救护车运送病人，由于内外压强差，这样可以防止病毒外泄。故D正确，不符合题意。故选C。12．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞子时觉得不易拔出来，其主要原因是（）A．软木塞受潮膨胀 B．瓶外气体温度降低而把瓶塞吸住C．瓶口因温度降低而缩小 D．瓶内气体温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧【答案】D【解析】冬季，剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，温度下降，使瓶内气体收缩压强减小，大气压大于内部气压，将瓶塞压紧在瓶口，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。13．如图1所示，小明利用托里拆利实验测量大气压时，当玻璃管内的水银柱稳定后，根据图中数据可知该地的大气压___________（填“大于”、“等于”或“小于”）一个标准大气压，若将玻璃管倾斜（玻璃管上方是真空），两液面高度差___________（填“变大”、“变小”或“不变”）。小明根据此实验自制了简易气压计（如图2所示），瓶内封闭了一部分空气。若从一楼拿到六楼，玻璃管内的水柱将___________（选填：“升高”“降低”或“不变”）。【答案】

小于

不变

升高【解析】[1]从水银槽内的水银面开始，到玻璃管内水银面的高度是760mm，所以大气压是760mm高水银柱；760mm水银柱等于标准大气压（760mm水银柱）。[2]由于当时大气压大小不变，所以将玻璃管倾斜一些，玻璃管中水银柱的长度变长，但高度不变。[3]将气压计从一楼拿到六楼时，高度在升高，大气压会随高度的增加而减小，外界大气压变小，瓶内气压大于外界大气压，会进一步向外压水柱，所以水柱将会升高。14．如图所示，医生给病人打吊针时包含着很多物理知识，当瓶内液体逐渐减少时，瓶内药液对瓶盖的压强______，瓶内气压______（均选填“变大”“变小”或“不变”）。一标准大气压相当于______mm水银柱产生的压强。【答案】

变小

变小

760【解析】[1]当瓶内液体逐渐减少时，瓶内药液的深度减小，由p=ρgh可知，药液对瓶盖的压强变小。[2]瓶内气体的温度不变，质量不变，体积变大，则瓶内的气压变小。[3]意大利科学家托里拆利，利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度即大气压强数值，一个标准大气压的值相当于760mm水银柱产生的液体压强。15．如图甲所示是根右端封闭的薄壁U形管，管中装有一定质量的水银，右侧水银面上方为真空。当气压作用在左侧的水银面上，U形管中的水银静止时，左右两侧液面就有一个高度差h。若带着该装置登山，上山过程中图中真空部分的长度将_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；到达山顶上，测得U形管中的水银静止时左右两侧液面的高度为h=0.7m，则山顶此时的气压约为__________Pa。（已知水银的密度为13.6×103kg/m3，g取10N/kg）【答案】

增大

9.52×10【解析】[1]离海平面越高的地方，空气越稀薄，大气压强越小。若带着该装置登山，左侧的随大气压强减小，高度差h减小，图中真空部分的长度将增大。[2]根据压强公式16．关于托里拆利实验的说法：如果实验时管中不慎进入少量的空气，则管中水银柱的高度将_______（填“升高”、“降低”或“不变”）；若在管的顶部开一个小孔，则根据_______的原理可知，管内的水银液面不会喷出而是下降，最终与管外液面相平。【答案】

降低

连通器【解析】[1]由题意可知，实验时管中不慎进入少量的空气，则管中水银柱上方空气的气体压强变大，外界大气压不变，则则管中水银柱的高度将降低。若在管的顶部开一个小孔，这样相当于左右两端开口，下端连通，这相当于连通器，则根据连通器的原理可知，管内的水银液面不会喷出而是下降，最终与管外液面相平。17．茂茂同学想利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器的底端，然后用橡皮帽封住注射器底部小孔；B．如图甲所示，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；C．读出注射器上有刻度部分的容积为V；D．用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度为L。请回答以下问题。（1）用测量步骤中的V、L和F表示大气压：p＝_____；（2）实验时发现注射器装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果_____（选填“偏大”或“偏小”或“无影响”）；（3）选用图乙中B注射器进行实验测量，发现弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。如果想继续实验，则可改用图乙中的_____（选填“A”或“C”）注射器；（4）实验过程中发现活塞与筒壁之间有_____，使测力计的示数_____（选填“偏大”或“偏小”），提出一条能提高此方法测量大气压值精确度的建议：_____。【答案】

偏小