83大气压强与人类生活

8.3大气压强与人类生活一、怎样知道大气有压强1.体验大气压强（1）覆杯实验如图所示，在玻璃杯中盛满水，用一张纸片盖住杯口，然后倒过来，再缓缓将手掌从纸片上移开。（2）吸盘如如所示，将挂物钩的吸盘压在光滑的墙壁上，尽量挤出吸盘里面的空即使在钩上挂重物，吸盘仍然不会脱落。2.定义：由大气产生的压强叫做大气压强，简称大气压。3.最早证明大气压强存在的实验：马德堡半球实验。点拨平时感觉不到大气压存在的原因：大气压在我们周围时时存在，我们却没感觉到，是因为人身体内外空气相通，身体部位内外所受大气压强相同，身体部位内外所受大气压力相互平衡。二、怎样测量大气压1.估测大气压【实验器材】注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等【实验方案】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；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；③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L.注射器针筒的横截面积：S=VL2.托里拆利实验最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。【实验装置图】【实验过程】在一根长约1m、一端封闭的玻璃细管内灌满汞液，用手指堵住管口，再将管口向下插入汞液槽中。移开手指后，会看到管内汞柱随即下降。当汞柱降到管内外液面的高度差约为760mm时，它就停止下降了。若将管子倾斜，管内外液面的高度差仍保持不变。【实验分析】作用在水银槽液面上的大气压强，能大小不变地在水银内向各个方向传递。则该截面下方受到向上的压强作用，大小等于大气压强。另一方面，该截面上方是76cm高的水银柱。水银柱上方又是真空的。因为该截面此时静止不动，所以它受到上、下方向的压力相平衡，而截面上、下面的面积相等，故此大气压强在数值上恰好等于76cm高的水银柱所产生的压强。由二力平衡可知大气压强等于水银柱液体压强。通常，人们把760mm高的汞柱所产生的压强，作为1个标准大气压，符号为1atm。1atm的值约为1.013×105Pa。3.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。4.气压计如图836所示的汞气压表，是在托里拆利实验的基础上研制成的。图837是无液气压计，表盘指针能显示气压的大小。氧气瓶上的压力表就是一种无液气压计。三、大气压与人类生活1.大气压与高度的关系：海拔越高，气压越小；海拔越低，气压越大。在海拔2000m以内，大约每升高10m，大气压大约减小111Pa。2.液体的沸点与大气压的关系：大气压越低，液体的沸点越低。3.航天服航天服分为舱内航天服和舱外航天服两种。舱内航天服用于航天员在载人飞船发射、返回时穿着，为航天员提供合适的体表压力、气体成分以及温度、湿度等生存条件。舱外航天服用于航天员离开飞船进行舱外活动时穿着，它的结构和系统比舱内航天服更为复杂。考点1大气压强的存在【典例1】（2324八年级下·河南焦作·期中）如图所示做覆杯实验时，塑料片和水不会掉下来，这说明了的存在；把杯子转过任意角度水都不会掉下来，这说明。若用钉子在杯子底部扎一个孔，该实验（选填“能”或“不能”）完成。【答案】大气压大气向各个方向都有压强不能【详解】[1]覆杯实验时，杯内的水要流出，但空气进不了杯内，多以杯内压强小于外界大气压，大气将塑料片和水压住不掉下来，证明了大气压的存在。[2]把杯子转过任意角度水都不会掉下来，说明在任意方向，大气都在压着塑料片和水，说明大气向各个方向都有压强。[3]若用钉子在杯子底部扎一个孔，则杯内水面上方受到向下大气压与硬纸片受到向上的大气压相等，水在重力作用下会往下流，实验不能完成。【针对训练1】（2324八年级下·福建福州·期末）下列所示的现象中，与大气压无关的是（）A．马德堡半球实验B．吸盘“吸”在瓷砖墙上C．用吸管吸杯中的牛奶D．医生用注射器给病人注射药液【答案】D【详解】A．马德堡半球实验证明了大气压强的存在，与大气压有关，故A不符合题意；B．吸盘“吸”在瓷砖墙上，是因为吸盘内的气压小于外界气压，因此能够吸在瓷砖上，故B不符合题意；C．用吸管吸杯中的牛奶是将吸管内的气体吸走，气压降低在大气压的作用下将牛奶压进吸管内，故C不符合题意；D．用注射器注射药液是由于受到推力作用的缘故，未利用大气压，故D符合题意。故选D。【针对训练2】（2324九年级上·福建泉州·开学考试）如图，拿一个铁皮罐，装少量水，罐口打开，用火加热，将水烧开后，用盖子将铁皮罐罐口盖紧，放入盆内，用冷水浇铁皮罐。铁皮罐塌陷变扁，这是由于（）A．铁桶变扁与力无关 B．大气压使铁桶变扁C．冷水的压力使铁桶变扁 D．铁桶内空气膨胀使铁桶变扁【答案】B【详解】铁桶内放少量的水，用火加热，水沸腾之后水蒸气把空气排出，再把桶口堵住，再浇上冷水，由于水蒸气液化使得铁桶内的气压减小，桶内的压强小于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压扁了，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。考点2托里拆利实验【典例2】（2324八年级下·广东佛山·期中）如图为著名的实验，可知当地的大气压相当于柱产生的压强；在如图大气压下，水的沸点（选填“高于”“等于”或“低于”）。

【答案】托里拆利755低于【详解】[1][2]如图是利用托里拆利实验测量大气的压强，气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强，即大气压与此水银柱产生的压强相等，所以由图知当地的大气压相当于755mmHg柱产生的压强。[3]标准大气压相当于760mmHg柱产生的压强，图中大气压小于标准大气压，且沸点随气压的升高而升高，降低而降低，所以在图中大气压下，水的沸点低于100°C。【针对训练1】（2324八年级下·甘肃武威·期中）如图所示，在做托里拆利实验时，当时大气压相当于mmHg产生的压强；若玻璃管的顶端混入了部分空气，实验测得气压值实际值；如果将玻璃管稍微倾斜，管内水银柱高度会。【答案】755小于不变【详解】[1]用托里拆利实验测量大气压时，应从玻璃管内的水银面到水银槽内的水银面求出竖直高度，故当时的大气压相当于755mm高的水银柱产生的压强。[2]若玻璃管的顶端混入了空气，那么大气压等于玻璃管内的水银柱产生的压强加上顶端空气产生的压强，所以实验测得的气压值小于实际值。[3]若将玻璃管稍微倾斜，管内水银柱的长度变长，因大气压大小不变，故管内水银柱高度会不变。【针对训练2】（2324九年级下·四川成都·阶段练习）如图所示的托里拆利实验，下列说法正确的是（）A．玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变短B．玻璃管里有少量空气时，玻璃管内的水银柱会变短C．换用粗玻璃管做实验，管内外水银柱高度差将减小D．将此装置从地面移至山顶，玻璃管内的水银面会上升【答案】B【详解】A.在托里拆利实验中，大气压所能支持的水银柱的高度是指玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度，玻璃管向上提起一点、倾斜、换成粗细不同的，如果大气压值不变，而且实验操作过程中没有出现错误的话，管内水银柱高度是固定的。玻璃管倾斜放置时，玻璃管内的水银柱会变长，故A错误；B.当托里拆利实验中混入空气时，水银柱的高度会减小，即测量结果偏小。如果玻璃管中混入了少量的空气，这些空气会对管内水银柱产生一个向下的压强，从而导致管内水银柱的高度减小，这是因为空气的压强与水银柱的压强相加等于外界大气压。玻璃管里有少量空气时，玻璃管内的水银柱会变短，故B正确；C.在托里拆利实验中，大气压所能支持的水银柱的高度是指玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度，玻璃管向上提起一点、倾斜、换成粗细不同的，如果大气压值不变，而且实验操作过程中没有出现错误的话，管内水银柱高度是固定的。故换用粗玻璃管做实验，管内外水银柱高度差将不变，故C错误;D.大气压随高度的增加而减小。将此装置从地面移至山顶，大气压随高度的增加而减小，玻璃管内的水银面会下降，故D错误。故选B。考点3估测大气压【典例3】（2024·江苏南京·三模）小明利用如图甲所示的装置测量大气压的大小，弹簧测力计和注射器的自重可忽略不计，活塞与针筒之间气密性很好，有摩擦。(1)他先拔去橡皮帽，将活塞推至底端，在右端挂上一定数量的钩码，活塞开始滑动时弹簧测力计示数为1N，则活塞与针筒间的摩擦力为N，若继续增加钩码数量，弹簧测力计的示数将（选填“增大”、“减小”或“不变”）；(2)他重新将活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔，增加钩码数量，活塞开始滑动时弹簧测力计示数为4.6N，小华又找来刻度尺测量针筒全部刻度的长度，如图乙所示，则总长度为cm，由以上数据测出本地大气压强的值为Pa。【答案】(1)1不变(2)5.00【详解】（1）[1]先拔去橡皮帽，将活塞推至底端，在右端挂上一定数量的钩码，活塞开始滑动时弹簧测力计示数为1N，由二力平衡知识，此时弹簧测力计对活塞的拉力大小等于活塞受到的滑动摩擦力的大小，可知活塞与针筒间的摩擦力为1N。[2]由于摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，当继续增加钩码数量，活塞受到的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，活塞与针筒之间的摩擦力大小不变，弹簧测力计的示数将不变。（2）[1][2]重新将活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔，增加钩码数量活塞，恰好始滑动时，弹簧测力计示数为4.6N，此时活塞受到弹簧测力计向右的拉力和大气压向左的压力与针筒对它向左的摩擦力作用，在这三个力的作用下，处于平衡状态，可知此时活塞受到的大气压力为F=F拉f=4.6N1N=3.6N由图乙可知，刻度尺的分度值为0.1cm，针筒的左端和刻度尺的零刻度线对齐，右端针筒的2.0mL刻度线与刻度尺的5.00cm刻度线对齐，则针筒的刻度部分的总长度为5.00cm；则活塞的横截面积为大气压强为【针对训练1】（2324八年级下·江苏苏州·期末）如图是小明利用V＝2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。测出注射器全部刻度长10cm，把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为2.1N。则下列说法正确的是（）A．所测得的针筒横截面积为5×10﹣5m2B．测得大气压强的值为0.9×105PaC．活塞向不同方向运动时，它与针筒间的滑动摩擦力大小不同D．若考虑摩擦力的影响，测得大气压的值将偏大【答案】D【详解】A．由可得，注射器中活塞的面积故A错误；B．把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数则大气压为故B错误；C．无论活塞向哪个方向运动，活塞与针筒壁中间的压力和粗糙程度均不变，所以活塞与针筒间的滑动摩擦力大小相同，故C错误；D．如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，拉力的测量值会偏大，导致测得的大气压值偏大，故D正确。故选D。考点4大气压与人类生活【典例4】（2425八年级下·全国·单元测试）作为地球上海拔最高的山峰，珠穆朗玛峰的海拔可达八千多米，珠峰顶的大气压远远（选填“高于”或“低于”）山脚大气压。在高原地区做饭用普通的锅不容易熟，需用高压锅，是因为其可以增加锅内气体的压强，使水的沸点（选填“升高”或“降低”），从而使饭熟得更快。【答案】低于升高【详解】[1]大气压强是随着海拔高度的增加而减小的，珠穆朗玛峰的高度很大，所以，峰顶的大气压远远低于山脚的大气压。[2]液体的沸点与气压有关。气压越大，液体的沸点越高；气压越小，液体的沸点越低。在高原地区，由于大气压强较低，水的沸点也会相应降低。这就意味着在高原地区使用普通的锅做饭时，由于水的沸点低，食物不容易煮熟。为了解决这个问题，人们使用高压锅。高压锅通过增加锅内气体的压强，使水的沸点升高，从而使食物在更高的温度下煮熟，熟得更快。【针对训练1】（2425八年级下·全国·课后作业）假期时小明前往海拔2500m的山中研学旅行。小明在山顶感到呼吸有些困难，这是因为相比于在山脚，此时肺内气压与外界大气压的压强差（选填“变大”“变小”或“不变”），在呼吸时能够吸入肺部的空气减少，并且海拔越高大气越稀薄，空气中的含氧量（选填“升高”“降低”或“不变”），所以人会出现呼吸困难等不适症状。【答案】变小降低【详解】[1][2]人体吸气时，胸廓扩张，膈肌下降，肺内气压减小，小于外界大气压，外界的空气会被“压”进肺部，但随着海拔的升高，外界的大气压减小，相比于山脚，在山顶时肺内气压与外界大气压的压强差变小，被“压”入肺中的空气减少，且空气中含氧量降低，人就会呼吸困难。【针对训练2】（2025八年级下·全国·专题练习）在高原地区，要使用压力锅才能煮熟食物，这是由于高原地区的大气压较，水的沸点较。如图所示，输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用使输液能顺利地进行。【答案】低低大气压【详解】[1][2]改变气压可以改变沸点，当大气压降低时，水的沸点会降低。由于高原地区的大气压较小，水的沸点会很低，所以煮的食物会不熟，吃了会伤害身体。[3]治病输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，目的是保证瓶子内外有一定的压强差，其中插C管的目的是利用大气压使输液能顺利地进行。1．（2025八年级下·全国·专题练习）护士将注射器的针尖插入药水中，拉动注射器的活塞可以把药水吸入注射器内，这是利用的作用。【答案】大气压【详解】注射器吸取药液时，将针口插入药液后，向外拔活塞，使管内的气体体积增大，气压减小，药液就被管外的大气压压进管内，这是利用大气压的作用。2．（2425八年级下·全国·课后作业）自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按几下，笔胆里气体压强（选填“变大”“变小”或“不变”），在的作用下，墨水被“吸”到笔胆里去了；活塞式抽水机也是利用来工作的。【答案】变小大气压大气压【详解】[1][2][3]自来水笔吸墨水时，先把弹簧片压下，排出了管内部分空气，再把弹簧片放开，笔胆恢复原状时体积增大，气压就变小了，管外墨水在大气压作用下，进入管内。活塞式抽水机利用大气压的原理工作，通过改变泵内压强来抽水的。3．（2324八年级下·海南海口·期中）如图所示是查酒驾时用的阻车器，其表面密布118根侧面有凹槽的铁钉。若汽车闯卡并驶上阻车器，铁钉将扎破轮胎，使它在30s内彻底没气。铁钉尖头向上，能对车胎的压强，利于扎破轮胎。扎破轮胎后，胎内气体泄漏是因为胎内气压外界大气压（选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】增大大于【详解】[1]铁钉尖头向上，与车胎的接触面积减小，在压力一定时，根据压强公式可知，能增大对车胎的压强，利于扎破轮胎。[2]胎内气体泄漏，是因为存在压强差。扎破轮胎后，胎内气体泄漏是因为胎内气压大于外界大气压。4．（2024·山东菏泽·二模）如图所示，A为玻璃管与大气相连，B为密闭的玻璃球内装有红墨水，A管内的水位会上升或下降，从而显示天气的好坏。（1）此装置是利用天气与（选填“温度”、“大气压”或“风速”）的关系进行天气预报的；（2）当A管与B球的液面相平时，瓶内气压（选填“大于”、“小于”或“等于”外界大气压；（3）当A管液面明显上升时，天气开始转为（选填“晴朗”或“阴雨”）。【答案】大气压等于阴雨【详解】（1）[1]由题意可知，随着环境气压的变化，A管内的水位会上升或下降，说明此装置是利用天气与大气压的关系进行天气预报的。（2）[2]当A管与B球的液面相平时，两液面受到的气体压强相等，说明瓶内气压等于外界气压。（3）[3]一般来说，阴天下雨的天气大气压比晴朗天气大气压低，当A管液面明显上升时，说明外界气压小于瓶内气压，因此天气开始转为阴雨。5．（2122八年级下·四川成都·期末）负压救护车车内空间为负压舱，它能滴水不漏地防止病毒再传播。其主要部分是利用抽气机将被污染的空气经过消毒、杀菌处理后，使车内气压（选填“高于”、“低于”或“等于”）车外大气压，在作用下，清洁的空气只能由车外流向车内，并使空气由清洁区（医务人员区）流向感染源区（病人区）。【答案】低于大气压【详解】[1][2]负压救护车就是指车内的气压比外界的大气压低的救护车，如果说外面是一个标准大气压，那么车内就是负气压。这样的好处是当汽车门打开时，在大气压的作用下，外界的空气可以由车外流入车内，而车内的气体不能够流出车外，防止病毒再传播。6．（2425八年级下·上海·阶段练习）如图甲为自制的气压计，将此气压计从山顶移至山下，吸管中水柱的高度将（选填“升高”或“降低”）；意大利科学家托里拆利用如图乙的装置首次测量大气压的值，若将管子倾斜（如图丙），则管内水银柱高度将（选填“升高”“降低”或“不变”）。【答案】降低不变【详解】[1]大气压与高度有关，高度越高，气压越低，高度越低，气压越低。当将此气压计从山顶移至山下，外界气压增大，玻璃管中水柱的高度将降低。[2]托里拆利实验过程中，管内水银柱高度与管子是否倾斜无关，与外界的大气压有关，外界的大气压不变，所以将管子倾斜，管内水银柱高度不变。7．（2324八年级下·海南海口·期中）下列没有利用大气压的是（）A．拔火罐B．用吸管喝饮料C．高压锅D．注射器吸取药液【答案】C【详解】A．先把酒精或其它药棉在罐内烧一下，罐内空气受热排出，此时迅速把罐扣在皮肤上，罐内的气体冷却后气压降低，小于外面的大气压，外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，故A不符合题意；B．吸管吸饮料时，是先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里，故B不符合题意；C．用高压锅煮饭，是利用了锅内气压升高，水的沸点升高的原理，并不是利用大气压来工作，故C符合题意；D．吸药液时，向后拉活塞，注射器内气压减小，外界大气压压着药液从针头进入注射器内，故D不符合题意。故选C。8．（2425八年级下·全国·课后作业）在太空中，航天服起着至关重要的作用，关于太空中航天服内的气压，下列说法正确的是（

）A．航天服内的气压与地球表面的气压相同B．航天服内的气压比太空中的气压高很多C．航天服内的气压比地球表面的气压低很多D．航天服内的气压几乎为零【答案】B【详解】AD．太空中的气压几乎为零，因此航天服内的气压设定是为了适应太空环境，并非简单地模拟地球表面的气压，内设的气压约为地球气压的0.4倍，故AD错误；BC．太空中的气压接近真空，几乎为零。航天服必须维持足够的气压以确保航天员生存。虽然航天服内的气压（约40千帕）比地球表面（约101千帕）低很多，但更强调与太空环境的对比。由于航天服需抵御外部真空，其内部气压必须显著高于太空中的气压（接近零），故B正确，C错误。故选B。9．（2425八年级下·全国·课后作业）如图是小明自制的气压计，将这个气压计从山下移到山上后（）A．水柱上升，瓶底受到的液体压强增大B．水柱下降，瓶底受到的液体压强增大C．水柱上升，瓶底受到的液体压强减小D．水柱下降，瓶底受到的液体压强减小【答案】A【详解】对于自制的气压计，瓶内气压等于管内液柱压强与外界大气压之和。大气压随海拔高度的增加而减小，所以从山下移到山上大气压会降低，又因瓶内空气的压强不变，所以在瓶内气压的作用下，会有一部分液体被压入玻璃管，使管内液柱上升。管内液柱上升后，液体深度增加，根据，瓶底受到的液体压强增大。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。10．（2425九年级下·广西南宁·阶段练习）小天测量大气压强的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A．如果将玻璃管倾斜，水银柱长度不变B．此时水银槽液面上方气压等于标准大气压C．最早证明大气压强存在的是托里拆利实验D．如果在管的顶部开一个小孔，则会有部分水银从小孔喷出【答案】B【详解】A．如果将玻璃管倾斜，水银柱的高度不变，水银柱的长度变长，故A错误；B．一标准大气压相当于706mm高水银柱产生的压强，由图可知，玻璃管内高出水银槽内水银面的水银柱的高度为760mm，即此时大气压当相于706mm高水银柱产生的压强，所以，水银槽液面上方的气压等于标准大气压，故B正确；C．托里拆利实验是最早测出大气压大小的实验，故C错误；D．如果在管的顶部开一个小孔，装置变成连通器，液柱会下降，直到玻璃管内外液面相平，故D错误。故选B。11．（2425八年级下·全国·课后作业）下图用真空采血管抽血时，护士将采血针一端刺入人体静脉后，另一端插入真空采血管中，血液便会自动流入采血管。血液流入采血管的原理是（）A．靠自身重力流入采血管 B．利用流速大压强小的原理把血液压入采血管C．被空气压入采血管 D．由血压压入采血管【答案】D【详解】真空采血管在组装后应保持一定的负压，即真空试管内气体压强小于检查者血压，针头插入检查者的静脉时，在检查者血压的作用下，血液流入真空采血管。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。12．（2425八年级下·全国·课后作业）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【答案】D【详解】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，不符合题意；D错误，符合题意；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，可粗略计算出此时的大气压，故B正确，不符合题意；C．在压力一定时，由公式知，锤头前端做得比较尖是为了减小受力面积，增大压强，故C正确，不符合题意。故选D。13．（2425八年级下·湖南·期中）如图所示是托里拆利实验过