八年级物理下册 9.3 大气压强（解析版）

9.3大气压强（解析版）知识清单1.大气压强的存在；2.大气压强的变化；3.大气压强的应用知识点1：大气压强的存在1.实验探究：大气压强的存在示意图过程和现象原因原因分析加热装有水的易拉罐，水开后密封易拉罐，冷却后易拉罐变瘪用嘴吸去管内的空气，就能喝到饮料盛满水的杯子紧盖一个硬纸片，倒置后，纸不掉，水也流不出来【探究归纳】人们生活中地球大气中，大气对浸在其中的物体有压强。2.大气压强：像液体一样，大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。3.大气压强产生的原因：地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力，因此对浸入大气的物体产生压强，同时因为大气具有流动性，因而大气内部向各个方向都有压强。4.大气压强的特点（1）大气向各个方向都有压强；（2）在同一高度向各个方向的压强相等。5.平时感受不到大气压存在的原因大气压在我们周围时刻存在着，但我们却没有感受到，这是因为人身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡。▲拓展培优最早证明大气压存在的实验1654年，在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制的空心半球合在一起，抽去里面的空气，用两只马队向相反的方向拉两个半球。当两队的马匹共达到16匹时，才将两个半球拉开。马德堡半球实验不仅最早证明了大气压的存在，而且说明了大气压强很大。【典例1】下列生活中的现象均与气压有关，其中一个利用的原理与另外三个不同的是（）。A．吸饮料B．拔火罐C．高压锅煮饭D．吸盘紧贴在墙面【答案】C。【解析】(1)用吸管吸饮料时，嘴内的气压小于外界大气压，在大气压力的作用下被压入嘴中。(2)拔火罐时，罐内的气压小于罐外的大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。(3)高压锅密封好，锅内气压高于外面大气压，而液体的沸点与气压有关，气压越高沸点越高，所以高压锅内水的沸点高于100℃，高压锅与大气压无关。(4)先赶出吸盘内的空气，使吸盘内的气压小于吸盘外的大气压，外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上。吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的，而高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。故选C。知识点2：大气压强的变化影响因素具体描述海拔（1）海拔越高，气压越小，在海波3000m内，每升高10m，大气压越减小100Pa；（2）海平面附近的大气压越等于标准大气压。气象（1）晴天的大气压比阴雨天的高；（2）冬天的大气压比夏天的高。教材深挖气体体积与压强的关系气球被脚一踩，它的体积变小，球内气体的压强增大，甚至会将气球撑破；堵住打气筒出气口，当打气筒的活塞下呀一些后，筒内的气体体积减小，压强增大，活塞越往下压越费力。大量实验表明：温度不变时，一定质量的气体，体积减小、压强增大，体积增大，压强减小。【典例2】如图所示的两种实验器材，图甲：一个玻璃瓶，瓶中装满水，把一细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中，用手捏玻璃瓶时，发现玻璃管中液面升高，说明______，图乙是自制气压计，从乙管子上端吹入少量气体，水会沿管子______（选填“上升”或“下降”）。【答案】力可以改变物体的形状；上升。【减小】[1]用手捏玻璃瓶时，给瓶子施加了力的作用，使瓶子的容积变小，所以会观察到细玻璃管内的液面升高，这一现象说明力可以改变物体的形状。[2]自制气压计的工作原理是瓶内封闭气体的压强等于大气压与管内外液柱高度差产生的压强之和。从管子上端吹入少量气体，瓶内气压增大，而外界大气压不变，所以水会沿管子上升。知识点3：大气压强的应用1.活塞式抽水机的工作原理活塞式抽水机是利用大气压工作的，通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。2.生活中的“吸力”日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”，都不是“吸力”的作用，“吸力”是不存在的，实际上是大气压强的作用。【典例3】下列现象中利用了大气压强的是（）。A．雪橇做的比较宽大 B．拦河坝做的下宽上窄C．用吸管喝饮料 D．刀口磨的很锋利【答案】C。【解析】A．雪橇做的比较宽大是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，没有利用大气压，故A不符合题意；B．拦河坝修成上窄下宽的形状是因为液体的压强随深度的增加而增大，这样可承受更大的压强，不是利用大气压，故B不符合题意；C．用吸管吸饮料时，吸出吸管中的部分空气，使吸管内的气压减小，瓶中饮料在大气压的作用下，上升通过吸管进入口中，故利用了大气压的作用，故C符合题意；D．刀口磨的很锋利是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，没有利用大气压，故D不符合题意。故选C。实验清单大气压强的测量1.托里拆利实验测量方法将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住（如图甲所示），然后倒插在水银槽中（如图乙所示）。放开手指，管内水银面下降到一定高度时不再下降，这时管内外水银面高度差约为760mm，水银处于静止状态（如图丙所示）。实验过程丁图，玻璃管倾斜，水银柱长度变长，但竖直高度差不变实验分析玻璃管上端为真空，没有大大气压，管外水银面的上方是空气，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下实验结论大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即p大气=p水银=ρ水银gh交流讨论我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压，用字母p0表示。p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的，所以该实验被称为托里拆利实验。2.对托里拆利实验的认识（1）玻璃管中要充满水银，不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气，由于这部分空气也有压强，管内水银面的高度差会变小，使测得的大气压强值会偏小。（2）水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管内水银柱的长度，所以实验过程中，只要测量正确（测量高度差），玻璃管是否倾斜不影响实验结果。（3）做托里拆利实验时，不易选用粗管，原因是：①耗用水银多；②不容易堵住玻璃管口，易漏气。（4）管内水银柱的高度与大气压的大小有关，而与管的粗细、长度、形状等无关。（5）玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍微向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。（6）若在管的顶端开一小孔，则玻璃管和水银槽构成连通器，管中液面会下降，最终管内外液面相平。教材深挖托里拆利实验用水银而不用其他液体的原因水银在常温下是密度最大的液体，在同样的大气压下，需要的玻璃管较短，如果换用其他液体，加入用水来做托里拆利实验，由实验原理可得ρ水银gh水银=ρ水gh水，则。可见，实验时需要约11m的玻璃管，这是很难操作的。【典例4】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．甲图中大气压变大时，玻璃管内的液面会上升；B．乙图中大气压变小时，玻璃管内的液面会下降；C．把乙装置从高山脚下拿到高山顶上，玻璃管内外液面高度差一定变小；D．乙装置更能准确地测量出大气压的值【答案】A。【解析】A．甲图中水银柱产生的压强，就是大气压强，大气压变大时，玻璃管内的液面会上升，压强就越大，故A正确；B．乙图中大气压变小时，由于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；C．由于气压随高度的升高而减小，把乙装置从高山脚下拿到高山顶上，玻璃管内外液面高度差一定大，故C错误；D．因为玻璃瓶内外气压不等，乙装置更能大概显示气压随高度变化的情况，不能准确地测量出大气压的值，故D错误。故选A。3.气压计（1）定义：测量大气压的仪器叫做气压计。（2）分类：水银气压计和无液气压计（金属盒气压计等）。①水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁竖立一个刻度尺，读出水银柱的高度即可知道当时的大气压，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便，常用于气象站和实验室。②金属盒气压计：又叫无液体气压计。如图所示，其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的，大气压变化时，金属盒受力发生变化，与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化，固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变，如果刻度盘上标的是高度差，该仪器就成了登山用的高度计。金属盒气压计及其工作原理示意图（3）生活中的气压计：除测量大气压外，汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。▲拓展培优测量大气压的其他方法方法一方法二方法三器材弹簧测力计、刻度尺、吸盘、玻璃板弹簧测力计、刻度尺、注射器弹簧测力计、刻度尺、吸盘、小桶、玻璃板示意图测量的物理量刚好将吸盘拉离玻璃板时弹簧测力计的示数F、吸盘直径D注射器活塞刚被拉动时测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L小直径D、吸盘刚好脱离玻璃板时吸盘、小桶和沙的总重力G具体步骤（1）用弹簧测力计测出从光滑玻璃板上刚好能拉下吸盘所用的力F；（2）将吸盘底面圆形画在纸上，用刻度尺测出吸盘的直径D，用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积；（3）用压强公式即可计算出大气压强的值（1）把注射器活塞注射器筒的底端，用一个橡皮帽封住注射器的小孔；（2）用细绳拴住注射器活塞推柄的颈部，并使绳与固定在墙上的测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；（3）观察并记录注射器筒上所表明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L；（4）根据和V=LS即可测出大气压的值。（1）测出吸盘和玻璃板接触面的直径D，用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积；（2）将吸盘按压在光滑水平玻璃板下面，挤出吸盘内的空气，将装有适量沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上，用小勺慢慢地向筒内加细沙，直到吸盘刚好脱离玻璃板，测出此时吸盘、小桶和沙的总重力G；（3）根据即可计算出大气压的值。表达式评估交流因为吸盘或注射器内的空气不可能完全被挤出，所以三种方法测出的大气压值往往比实际小一些。▲拓展培优不能用p=ρgh求大气压强的原因因为大气层没有很明显的分界线，所以h不能确定，且大气的密度不均匀，随高度的变化而变化，所以ρ不能确定，故大气压强不能通过公式p=ρgh计算出来，只能通过测量来确定。方法清单1.验证大气压强的存在；2.托里拆利；3.大气压强的测量；4.大气压强的变化；5.大气压强的应用题型一：验证大气压强的存在【典例5】下列现象中能说明大气压强存在的是（）。A．医生推动注射器的活塞给病人注射药液；B．巨大的冰山在水上漂浮；C．塑料吸盘能“贴”在光滑的墙面上；D．高压锅能更快地煮熟食物【答案】C。【解析】A．注射时，医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中，不是大气压的作用，不能说明大气压强存在，故A不符合题意；B．巨大的冰山在水上漂浮，是因为冰山受到的重力等于浮力，不能说明大气压强存在，故B不符合题意；C．将塑料吸盘紧压在光滑的墙面上，把吸盘内的空气排出，大气压就把吸盘紧压在了墙上，在钩上可以挂衣服，利用了大气压，能说明大气压强存在，故C符合题意；D．高压锅能更快地煮熟食物，是因为锅内气压增大、沸点升高，不能说明大气压强存在，故D不符合题意。故选C。题型二：托里拆利实验【典例6】如图所示。小明利用托里拆利实验测量大气压强的值。则以下判断正确的是（）。A．此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强；B．若将玻璃管稍微倾斜，则管内外水很面的高度差将变大；C．若某栋观光大厦共95层，若把此装器从大厦首层乘电梯带到95层楼顶，则管外水银面的高度差将增大；D．若换用密度比水银小的液体做实验，则大气压能支撑液柱的高度会大于水银柱的【答案】D。【解析】A．读图可知，玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm，因此，当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强，故A错误；B．若将玻璃管稍稍倾斜，但不能改变大气压的大小，又不能改变水银柱的压强，故管内外水银面的高度差将不变，故B错误；C．若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层，由于气压跟海拔有关，海拔越高，气压越低，则顶层大气压小，能支持的水银柱高度也就变小，故C错误；D．由于大气压不变，若换用密度比水银小的液体做实验，根据公式可以知道，大气压能支撑的液柱高度会增大，故D正确。故选D。题型三：大气压强的测量【典例7】某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是。如图1所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为30N。（2）如图2所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为cm，计算出活塞的横截面积。（3）计算得到大气压强的数值为Pa。（4）同学们发现实验误差较大，请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）①；②。【答案】（1）排尽注射器内空气；（2）6.00；（3）9×104；（4）①空气没有排尽，②活塞与筒壁之间有摩擦。【解析】（1）将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。（2）从图中可以看出，注射器可容纳的药水容积为20ml＝20cm3，这20cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm，故活塞的横截面积为S＝＝＝cm2。（3）可计算出大气压强的值为：p大气＝＝＝9×104Pa。（4）从实验结果看，测量结果小于一标准大气压，造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等；拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大。故答案为：（1）排尽注射器内空气；（2）6.00；（3）9×104；（4）①空气没有排尽，②活塞与筒壁之间有摩擦。题型四：大气压强的变化★解题指导液体的沸点跟气压有关。气压增大，沸点升高；气压降低，沸点降低。具体描述应用说明与海拔的关系海拔越高，气压越低海拔越高，空气越稀薄与天气、季节的关系一般晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高空气中水蒸气含量越大，气压越低与体积的关系温度不变、一定质量的气体，体积越小，压强越大；体积越大，压强越小打气筒打气沸点与气压的关系液体的沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高在青藏高原上，水的沸点仅在80℃左右,家用压力锅内水的沸点在120℃左右【典例8】如图所示，用酒精灯给烧瓶中的水加热直到沸腾，撤去酒精灯，用橡皮塞塞紧瓶口，将烧瓶倒置，向瓶底浇冷水，瓶内水再次沸腾。关于实验中的现象，下列说法正确的是（）。A．瓶口出现的“白气”是汽化形成的；B．水沸腾过程中，吸收热量，温度升高；C．水再次沸腾说明水的沸点与水面上方气压大小有关；D．沸腾是只发生在液体内部的一种剧烈的汽化现象【答案】C。【解析】A．瓶口出现的“白气”是瓶内的水汽化冒出的水蒸气在瓶口附近遇冷液化形成的，故A错误；B．水沸腾过程中，吸收热量，温度保持不变，故B错误；C．向瓶底浇冷水，导致瓶内气体遇冷体积变小，气压下降，引起液体的沸点降低，水就可以再次沸腾，表明液体的沸点与液面上方气压有关，故C正确；D．沸腾是同时发生在液体内部和表面的一种剧烈的汽化现象，故D错误。故选C。题型五：大气压强的应用★解题指导利用大气压的现象的共性一般利用大气压的现象，都是通过某种方法，使设备内的气压小于外界大气压，然后在外界大气压的作用下出现某种人们期望见到的现象。【典例9】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。以下事例，与大气压作用无关的是（）。A．用吸管吸饮料瓶中的饮料；B．用抽水机把水从低处抽到高出C．用注射器把新冠疫苗药液注入肌肉里 ；D．茶壶盖上开小孔便于把水倒出【答案】C。【解析】A．用力吸管喝饮料，管内的气压小于外界大气压，饮料在外界大气压的作用下，被压入口腔内，利用了大气压，故A不符合题意；B．抽水机抽低处的水到高处，通过活塞上移或叶轮转动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B不符合题意；C．用注射器把新冠疫苗药液注入肌肉里，利用的是人的推力，与大气压无关，故C符合题意；D．壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相等，在重力和大气压的作用下，水可以更容易的倒出，利用了大气压，故D不符合题意。故选C。故选B。中考清单1.大气压强的存与应用；2.大气压强的测量1.大气压强的存在与应用★中考解析中考考题要求同学们能认识到大气压的存在，能应用大气压正确描述和解释实际生活中的现象。【典例10】（2022·云南省）如图是颇具名气的云南建水紫砂陶茶壶，壶盖上有一个小孔，小孔的作用是使壶内液面上方的压强___________大气压强（选填“大于”“小于”或“等于”）。若茶壶和水的总质量为0.5kg，壶底与桌面的接触面积为5cm2，壶对水平桌面的压强为_________Pa。【答案】①等于；②104。【解析】[1]壶盖