苏科版八年级下册
第十章《压强和浮力》
10.3气体的压强
【知识梳理】
一、大气压
1．概念：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，一般用P0表示。
说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2．产生原因：因为空气受重力并且具有流动性。
3．有关大气压的实验：
（1）大气压的存在——实验证明：
①历史上著名的实验——马德堡半球实验
②小实验——覆杯实验
（2）大气压的实验测定：托里拆利实验。
①实验步骤：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后不在下降，这时管内外水银面的高度差约为76cm。
②原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动，故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压＝水银柱产生的压强。
③结论：大气压P0 ＝76cmHg ＝1.0×105Pa （水银高度差随着外界大气压的变化而变化）
④说明：
A．实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小；
B．不用水做本实验的原因：水的密度较水银小的多，管内外的液面高度差将超过10m，器材准备不方便；
C．将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。
D．标准大气压：支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。一个标准大气压即：1.013×105Pa（76cmHg）
E．如果玻璃管内混入了空气，会导致测量结果偏小。
（3）大气压的粗测
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内空气。然后，用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔；
②用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L侧面，用这个长度去除它的容积V，由得活塞的横截面积S；
③用细线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，然后慢慢地拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数（即大气对活塞的压力）F；
④再由计算得出大气压值。
⑤实验误差分析：
误差一：由于实验中不可能将空气排尽，针筒内空气对活塞会有压力，将使得测量结果偏小。
如图所示，活塞受力平衡，所以F0=F+F1，则F＜F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）小于真实的大气压力。
改进措施：如下图所示，先用注射器吸入一定量的水，然后将针头朝上，将所有水推出，就像医生给病人打针前排空气那样，再用蜡或橡皮帽封住注射器的头。
误差二：由于实验中不可避免的会存在摩擦，从而导致测量结果会偏大。
如图所示，活塞受力平衡，所以F0+f=F，则F＞F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）大于真实的大气压力。
改进措施：a.在活塞与针筒壁之间涂抹润滑油。
b.测量出摩擦力的大小，利用二力平衡知识，计算出大气压力，即F0=F- f。具体做法是：如下图所示，先不要排针筒内空气及封头，使得针筒内气压始终等于大气压，按照正常的实验步骤拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数，此示数即为活塞受到的摩擦力，即F’+F0=f+F0，F’ =f。
4．大气压的特点
（1）大气压特点与液体压强特点类似，可把大气想象成放在一个以地面为容器底部，大气层外边界为液面的液体。因此大气压有以下特点：
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大气的密度越大，压强越大。而大气的密度与地点、天气、季节的变化有关。水蒸气比空气密度小，而夏天或阴天空气中的水蒸气含量高与冬天或晴天，所以冬天或晴天的空气密度更大。所以，一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。
③大气压随高度增加而减小（类似于液体中深度越小的地方，压强越小），其原因是越高的地方空气越稀薄，空气密度越小，压强越小。
（2）大气压变化规律研究：在海拔2000米以内，每上升10m，大气压大约降低100Pa。
（3）测量工具：测定大气压的仪器叫气压计。水银气压计和无液气压计。
（4）部分气体压强：
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；
质量一定的气体，体积不变时，温度越高，压强越大，温度越低，压强越小。
（5）沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
应用：高压锅。
如图是家庭常用的高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀，使得锅内气压维持一大于大气压的定值而不会继续增大。从而更快的做熟食物。气孔3正常情况下无作用，图中未画出。
5．大气压应用：
用吸管吸饮料 钢笔吸水 使用带吸盘的挂衣勾
活塞式抽水机
二、流体压强与流速的关系
1．流体：具有流动性的液体和气体统称为流体。
2．流体压强与流速的关系：流速越大的位置，流体的压强越小。
3．实验证明：
4．应用：飞机机翼
飞机机翼做成上弧面下平面的形状，当空气气流从机翼上下方通过时，由于气流通过上下表面的时间相同，但经过上表面的路程大于下表面的路程，所以上表面空气气流速度更快，压强更小，于是下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的压力F1，使得机翼获得了向上的升力F升=F2-F1。
5．流体在一根管道中流动，越细的位置流速越快。
【典例分析】
1．（2023·湖南岳阳·八年级期中）下列说法正确的是（ ）
A．墨水会被吸进钢笔，是利用了大气压强
B．船闸、注射器、锅炉水位计利用了连通器原理
C．托里拆利实验中换用更粗的玻璃管实验，测量值偏小
D．用高压锅能更快地把食物煮熟，是因为气压越高沸点越低
【答案】A
【详解】A．钢笔能够吸墨水其原因在于钢笔皮囊挤出空气后压强小于外面的大气压，在墨水瓶中撒开捏着皮囊的手，墨水在外面大气压强的作用下被挤进皮囊中，故A正确；
B．船闸、锅炉水位计利用了连通器原理，注射器不是连通器，故B错误；
C．水银柱产生的压强跟水银柱的粗细无关，所以把管子换成粗的或细的，管内水银的竖起高度不会变，测量值不变，故C错误；
D．用高压锅能更快地把食物煮熟，是因为高压锅内气压高，气压越高沸点越高，故D错误。
故选A。
2．（2023·广东深圳·八年级期中）如图所示，不能用流体压强与流速的关系来解释的是（ ）
A．用漏斗向下吹气，乒乓球不下落 B．站在安全线以外候车
C．向两张纸中间吹，纸张向中间靠拢 D．水杯倒置，纸片没有掉下来
【答案】D
【详解】A．用漏斗向下吹气，乒乓球上方空气流速变快，压强变小，下方空气流速慢，压强较大，产生向上的压强差，所以乒乓球不下落，故A不符合题意；
B．列车进站时，由于速度较大，使车体与人体之间空气流动速度增大，列车附近气体的压强变小，人外侧的压强不变，在内外压强差的作用下，乘客容易被压向列车出现事故，故B不符合题意；
C．对着两张纸的中间吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于纸外侧的大气压，产生了一个向内的压强差，将纸压向中间，能用流体压强与流速的关系来解释，故C不符合题意；
D．图中纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强，大气压强大于水对纸片向下的压强，所以纸片不会掉下来，利用的是大气压，故D符合题意。
故选D。
3．（2022·湖北十堰·八年级月考）如图是老师在课堂中所做的大气压强演示实验。
（1）图甲中马德堡半球实验不仅证明大气压存在，而且说明______；
（2）如图乙，向A中瓶内充气，原先沸腾的水停止沸腾；从B中瓶内抽气，停止沸腾的水又重新沸腾。其中与高压锅原理相同的是______，能验证“在液面气压减小时，液体沸点降低”的是______（均选填图乙中“A”或“B”）。
【答案】 大气压很大 A B
【详解】（1）[1]将两个铜制空心半球合在一起，抽去里面的空气，用两支马队向相反方向拉两个半球，当两侧的马匹达到16匹时，才将半球拉开，这就是著名的马德堡半球实验，这个实验不仅证明大气存在压强，而且说明了大气压很大。
（2）[2]高压锅内气压高，所以水的沸点高，食物容易煮熟。向A中瓶内充气，瓶内液面上方气压变大，水的沸点变高，所以原先沸腾的水会停止沸腾，这和高压锅的原理相同。
[3]从B中瓶内抽气，瓶内液面上方气压变小，水的沸点降低，所以停止沸腾的水又重新沸腾，这说明在液面气压减小时，液体沸点会降低。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2023·广西南宁·中考模拟）下列利用流体压强与流速的关系的做法是（ ）
A．用吸管吸饮料 B．设置站台安全线
C．盆景自动供水 D．茶壶盖上开小孔
【答案】B
【详解】A．用吸管吸饮料，是利用大气压把饮料压入吸管内的，故A不符合题意；
B．站台设置安全线，是因为列车快速行驶时，带动周围的气体快速流动，气压变小，站台上候车的旅客如果距离列车太近，在身体两侧压强差的作用下，有可能被推向行驶的列车，发生危险，故B符合题意；
C．盆景自动供水是利用大气压工作的。一旦水面低于瓶口，水就从瓶内流出，当水面升高超过瓶口，在大气压作用下，水就不再流出，故C不符合题意；
D．茶壶盖上开小孔，是为了保持茶壶内外气压相等，便于壶内的水顺利倒出，故D不符合题意。
故选B。
2．（2023·河南开封·中考模拟）同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是（ ）
A．甲图中，装有水的瓶子竖直放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显
B．乙图中，当压强计的探头在水中的深度增大时，U形管两边液面高度差变小
C．丙图中，测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积，可以估测出大气压强的值
D．丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，说明气压减小，水的沸点升高
【答案】C
【详解】A．甲图中，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，对海绵的压力越小，受力面积不变，对海绵的作用效果越不明显，故A错误；
B．乙图中，当压强计的探头在水中深度逐渐增大时，受到的压强变大，U形管两边液面高度差越大，故B错误；
C．丙图中，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S，可以估测大气压强，故C正确；
D．液体的沸点与液体表面的气压有关，气压越大、沸点越高。丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，可知试管内气压减小、沸点降低，水才能再一次沸腾，故D错误。
故选C。
3．（2023·湖南长沙·九年级期中）1912年，海上发生了两船相撞的诡异事件，当时海上航行的“奥林匹克号”与一艘突然从后面高速赶来的巡洋舰并排前行一段时间后，突然被一只看不见的巨手推动使两船相撞，据专家分析相撞原因是两船中间流体流速较大导致的。你认为下列图片中展示的原理与两船相撞的原因相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．流体流速越大的地方，压强越小。如图A所示，乒乓球上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大。在这种压强差的作用下，形成升力，从而导致乒乓球紧贴在漏斗上，故A符合题意；
B．如图B所示，吸饮料是利用大气压，故B不符合题意；
C．如图C所示，U型管内液面有高度差，是测量液体内部压强特点，故C不符合题意；
D．如图D所示，船闸是利用连通器原理工作，故D不符合题意。
故选A。
4．（2020·湖北武汉·中考模拟）水沸腾后把水倒进烧瓶，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，如图所示，在向瓶底浇冷水的过程中，关于烧瓶内液面上方的气体的描述错误的是（ ）
A．分子的无规则运动会减慢 B．内能会减小
C．质量不变 D．压强会变大
【答案】D
【详解】水沸腾后把水倒进烧瓶，水会停止沸腾；迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，此时瓶内水蒸气温度降低而液化变成水，瓶内气体减少，气压降低，水的沸点降低，所以瓶内的水会重新沸腾起来；由于水重新沸腾，瓶内水蒸气又增多，依此重复循环，直到瓶内的水不再沸腾，所以这个过程中瓶内气体的质量不变；由于瓶内气体的温度降低，所以内能减小，分子无规则运动会减慢。故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
5．（2023·山东枣庄·八年级月考）在冬天，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时觉得很紧，且不易拔出，其主要原因是（ ）
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．瓶内气体因温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧
D．瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
【答案】C
【详解】在冬天，装有半瓶热水的热水瓶的上方空间内大部分气体是水蒸气，经过一个夜晚后，由于水蒸气液化，即瓶内的空气变少，造成了瓶内气压小于外界大气压，即瓶塞在外界大气压的作用下被紧紧的压在瓶口，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．（2021·福建厦门·八年级月考）我国著名发明家邹德俊发明了一种“吸盘式”挂衣钩，如图所示，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上后，可挂上衣帽等物品而不会掉下，其原因是（ ）
A．因为重力比大气压小 B．因为大气压力和重力平衡
C．因为摩擦力等于重力 D．以上说法均不对
【答案】C
【详解】吸盘挂衣钩其工作过程是通过排除吸盘与墙壁之间的空气，松手后，吸盘恢复原状的过程中，导致内部气压小于外界大气压，外界大气压将其压在墙壁上，吸盘处于静止状态，吸盘受到竖直向上墙面对挂衣钩的静摩擦力和竖直向下的拉力，二力大小相等，方向相反，是一对平衡力，拉力大小等于重力，所以不会掉下来的原因是摩擦力等于重力，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．（2022·广东佛山·八年级期中）用水平风吹如图所示的四个模型，其中使模型受到向上升力的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．气流在相同时间内通过上下方，该模型上方水平，流速小，压强大；下方凸起，流速大，压强小；形成了一个向下的压强差，模型会受到向下的力，故A不符合题意；
B．气流在相同时间内通过上下方，该模型上方向上凸起，下方向下凸起，流速相同，压强相同，不会形成压强差，也就不会使模型受到升力，故B不符合题意；
C．气流在相同时间内通过上下方，该模型上方凸起，流速大，压强小；下方水平，流速小，压强大；形成了一个向上的压强差，模型会受到向上的升力，故C符合题意；
D．气流在相同时间内通过上下方，该模型上下方一样，流速相同，压强相同，不会形成压强差，也就不会使模型受到升力，故D不符合题意。
故选C。
8．（2022·广西南宁·八年级期中）你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”， 严重变形。下列有关这一现象及其解释，正确的是（ ）
A．伞面被向下“吸”
B．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强大于下方
C．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强小于下方
D．伞上方的空气流速小于下方，上方的压强小于下方
【答案】C
【详解】雨伞上凸下平的形状，使雨伞上方的空气流速大于下发的空气流速，根据流体压强与流速额关系，流速越大的位置压强越小，因此雨伞上方的压强小于下方的压强，产生向上的压强差，雨伞会被向上“吸”，故C正确，ABD 错误。
故选C。
二、填空题
9．（2023·广东佛山·八年级期中）某同学利用两个相同玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管，分别组成如图甲、乙所示的两个装置。用力挤压甲玻璃瓶会看到细管中的水面升高，松手后水面降低到原来的高度，这个实验说明玻璃瓶发生了___________（选填“弹性”或“塑性”）形变。乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼，因为气压随海拔高度的升高而___________（选填：“减小”、“不变”或“增大”），会看到细管中的水面___________（选填：“降低”、“不变”或“升高”）。
【答案】 弹性 减小 升高
【详解】[1]甲瓶中装满水，用力挤压甲玻璃瓶会看到细管中的水面升高，说明瓶子发生了形变，松手后水面降低到原来的高度，说明瓶子恢复了原来的形状，故玻璃瓶发生的是弹性形变。
[2][3]大气压与高度有关，高度越高，大气压越低。把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼，随着高度的增加，大气压减小，而瓶子内的气体气压不变，与大气压的差值变大，就会把水压入细管中，所以会看到细管中的水面升高。
10．（2022·广东佛山·八年级期中）如图所示的托里拆利实验中，测得的大气压强等于 ___________m高水银柱所产生的压强，该气压下水的沸点 ___________（选填“高于”、“低于”或“等于”）100℃。
【答案】 0.75 低于
【详解】[1]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
因此，当时的大气压强等于0.75m高水银柱产生的压强。
[2]由于此时的气压要小于1标准气压（1标准大气压为760mm水银柱），所以测得水的沸点将低于100℃。
11．（2023·重庆市·中考一诊）如图甲所示为日常生活中用的高压锅，用高压锅煮食物熟得快，其原因是液面上方气压越高，液体的沸点______；如图乙所示装置，当向塑料管A中用力吹气时，细管B中液面将会______。
【答案】 越高 上升
【详解】[1]液体的沸点与液面上方气体压强有关，气压越高，沸点越高，高压锅是利用这一原理提高锅内液体的沸点来提高液体的温度的。
[2]流体压强与流速有关，当向塑料管A中用力吹气时，细管B上端的空气流速变快，压强变小，大气压将液体压入B中，B中液体向上面将上升。
12．（2022·吉林四平·八年级期中）一玻璃管如图所示，当从左端吹气时，B端液面会 ___________，原因是流速越大的地方，压强越 ___________。
【答案】 上升 小
【详解】[1][2]由图知，水平管左边较粗，右边较细，当从左端吹气时，A端液面上方空气流速小压强大，B端液面上方空气流速大压强小，A端液面上方气压大于B端液面上方气压，所以，B端液面会上升。
13．（2021·贵州遵义·八年级期中）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、___________（可再生/不可再生）能源；
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________（上/下）的力使风叶旋转。
【答案】 可再生 上
【详解】（1）[1]风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源。
（2）[2]叶片上面弧形，下面平面，风经过叶片时，上方风速大于下方风速。根据流体压强与流速关系可知：上方的空气压强小，下方的空气压强大。故叶片受到一个向上的压力。
14．（2023·安徽合肥·中考模拟）小明用如图所示的方法测量大气压强：将一个面积为的轻质吸盘按压在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，当弹簧测力计示数为9.8N时轻质吸盘刚好被拉开，则大气压强值约为______Pa。
【答案】
【详解】由题意可知，轻质吸盘可忽略吸盘的质量，所以刚好将吸盘拉开时，大气压作用在吸盘上的压力大小与拉力大小相等，即
根据可得，此时大气压强值约为
15．（2023·广东珠海·中考模拟）如题图，水平桌面上平行放上两支铅笔做导轨，导轨上放上两只乒乓球。用吸管往两球之间吹气，发现两球会相互___________（选填“靠近”或“远离”）。这是因为吹气时，两球间的空气流速___________，造成两球之间的气体压强。如题图，两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向，只能上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB，当相同的风速吹向飞机模型时，FA___________FB（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 靠近 变大 小于
【详解】[1][2]对着两乒乓球的中间吹气，两乒乓球中间的空气流速变大，压强变小，小于外界的大气压，产生了一个向内的压强差，将两球压向中间。
[3] a的形状类似于机翼，气流流过时，上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，会产生向上的升力，所以弹簧测力计A的示数变小；图中b的形状是装反了的机翼，气流流过时，下方空气流速大、压强小，上方空气流速小、压强大，会产生向下的力，所以弹簧测力计B的示数变大，所以
FA＜FB
三、实验题
16．（2023·江苏无锡·八年级期末）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、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针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
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，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；
C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；
D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题：
（1）测量中，分析研究的是大气对______（选填“针筒”或“活塞”）的压力；
（2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处的空气无法排尽，这将会使测量结果______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
（3）测量前，有同学建议在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处：一是活塞的密封性好；二是可以______。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小______对实验的影响，从而提高实验的精确程度；
（4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的______（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则______；
（5）在测量大气压强的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为900g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为500g，烧杯质量为125g，活塞面积为，g取，轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压值为______。
A．2.2×105Pa Ｂ．1.37×105Pa C．1.1×105Pa D．1.07×105Pa
【答案】 活塞 偏小 减小摩擦 活塞自重 C C
【详解】（1）[1]该实验中以活塞为研究对象，分析研究的是大气对活塞的压力。
（2）[2]注射器顶端装针头处空气无法排尽，即有残余气体，注射器内还会有一定气压，这样会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小。
（3）[3]涂抹润滑油可以减小摩擦对实验结果的影响，同时也可以增加装置的密封性能。
[4]当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时，由于活塞受重力的作用，使得测力计的拉力不等于大气压力，从而影响测得的大气压，所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向，目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响，从而提高实验的准确程度。
（4）[5]因为大气的压强是一定的，根据公式可知，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用横截面积更小的注射器，故选C注射器。
[6]活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
；
（5）[7]当注射器中的活塞开始向左滑动时，杯子重力
此时活塞受水平向右的大气压力F、水平向右的摩擦力f以及水平向右的拉力G1，则
即
①
当注射器中的活塞开始向右滑动时，杯子重力
此活塞受水平向右的大气压力F、水平向左的摩擦力f以及水平向左的拉力G2，则
即
②
联立①②解得。
所以
故选C。
四、计算题
17．（2023·广东深圳·八年级期中）如图是家庭常用的高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图中未画出。设锅内气压每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加1℃。锅内水的初始温度为20℃。取g＝10N/kg。
（1）锅内温度升高到120℃时，锅内的气压是多大？
（2）此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2的面积为7mm2则锅内的最高温度可达到多少？（结果保留整数）
【答案】（1）1.72×105Pa；（2）128℃
【详解】解：（1）外界大气压为:p0=1.0×105Pa，水的沸点为100℃；当锅内温度为120℃时，温度升高了
锅内气压的增加量为
因此锅内温度升高到120℃时，锅内的气压是
（2）限压阀的重力为
G＝mg＝0.07kg×10N/kg＝0.7N
根据限压阀平衡条件，得
p锅内S＝G+p0S
故锅内压强为
根据题目中沸点与锅内压强的关系，得
解得，锅内最高温度为：t′≈128℃。
答：（1）锅内温度升高到120℃时，锅内气压为1.72×105Pa；
（2）锅内最高温度为128℃。苏科版八年级下册
第十章《压强和浮力》
10.3气体的压强
【知识梳理】
一、大气压
1．概念：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，一般用P0表示。
说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2．产生原因：因为空气受重力并且具有流动性。
3．有关大气压的实验：
（1）大气压的存在——实验证明：
①历史上著名的实验——马德堡半球实验
②小实验——覆杯实验
（2）大气压的实验测定：托里拆利实验。
①实验步骤：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后不在下降，这时管内外水银面的高度差约为76cm。
②原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动，故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压＝水银柱产生的压强。
③结论：大气压P0 ＝76cmHg ＝1.0×105Pa （水银高度差随着外界大气压的变化而变化）
④说明：
A．实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小；
B．不用水做本实验的原因：水的密度较水银小的多，管内外的液面高度差将超过10m，器材准备不方便；
C．将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。
D．标准大气压：支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。一个标准大气压即：1.013×105Pa（76cmHg）
E．如果玻璃管内混入了空气，会导致测量结果偏小。
（3）大气压的粗测
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内空气。然后，用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔；
②用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L侧面，用这个长度去除它的容积V，由得活塞的横截面积S；
③用细线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，然后慢慢地拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数（即大气对活塞的压力）F；
④再由计算得出大气压值。
⑤实验误差分析：
误差一：由于实验中不可能将空气排尽，针筒内空气对活塞会有压力，将使得测量结果偏小。
如图所示，活塞受力平衡，所以F0=F+F1，则F＜F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）小于真实的大气压力。
改进措施：如下图所示，先用注射器吸入一定量的水，然后将针头朝上，将所有水推出，就像医生给病人打针前排空气那样，再用蜡或橡皮帽封住注射器的头。
误差二：由于实验中不可避免的会存在摩擦，从而导致测量结果会偏大。
如图所示，活塞受力平衡，所以F0+f=F，则F＞F0，因此测得的大气压力（弹簧测力计示数）大于真实的大气压力。
改进措施：a.在活塞与针筒壁之间涂抹润滑油。
b.测量出摩擦力的大小，利用二力平衡知识，计算出大气压力，即F0=F- f。具体做法是：如下图所示，先不要排针筒内空气及封头，使得针筒内气压始终等于大气压，按照正常的实验步骤拉动注射器，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数，此示数即为活塞受到的摩擦力，即F’+F0=f+F0，F’ =f。
4．大气压的特点
（1）大气压特点与液体压强特点类似，可把大气想象成放在一个以地面为容器底部，大气层外边界为液面的液体。因此大气压有以下特点：
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大气的密度越大，压强越大。而大气的密度与地点、天气、季节的变化有关。水蒸气比空气密度小，而夏天或阴天空气中的水蒸气含量高与冬天或晴天，所以冬天或晴天的空气密度更大。所以，一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。
③大气压随高度增加而减小（类似于液体中深度越小的地方，压强越小），其原因是越高的地方空气越稀薄，空气密度越小，压强越小。
（2）大气压变化规律研究：在海拔2000米以内，每上升10m，大气压大约降低100Pa。
（3）测量工具：测定大气压的仪器叫气压计。水银气压计和无液气压计。
（4）部分气体压强：
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；
质量一定的气体，体积不变时，温度越高，压强越大，温度越低，压强越小。
（5）沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
应用：高压锅。
如图是家庭常用的高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀，使得锅内气压维持一大于大气压的定值而不会继续增大。从而更快的做熟食物。气孔3正常情况下无作用，图中未画出。
5．大气压应用：
用吸管吸饮料 钢笔吸水 使用带吸盘的挂衣勾
活塞式抽水机
二、流体压强与流速的关系
1．流体：具有流动性的液体和气体统称为流体。
2．流体压强与流速的关系：流速越大的位置，流体的压强越小。
3．实验证明：
4．应用：飞机机翼
飞机机翼做成上弧面下平面的形状，当空气气流从机翼上下方通过时，由于气流通过上下表面的时间相同，但经过上表面的路程大于下表面的路程，所以上表面空气气流速度更快，压强更小，于是下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的压力F1，使得机翼获得了向上的升力F升=F2-F1。
5．流体在一根管道中流动，越细的位置流速越快。
【典例分析】
1．（2023·湖南岳阳·八年级期中）下列说法正确的是（ ）
A．墨水会被吸进钢笔，是利用了大气压强
B．船闸、注射器、锅炉水位计利用了连通器原理
C．托里拆利实验中换用更粗的玻璃管实验，测量值偏小
D．用高压锅能更快地把食物煮熟，是因为气压越高沸点越低
2．（2023·广东深圳·八年级期中）如图所示，不能用流体压强与流速的关系来解释的是（ ）
A．用漏斗向下吹气，乒乓球不下落 B．站在安全线以外候车
C．向两张纸中间吹，纸张向中间靠拢 D．水杯倒置，纸片没有掉下来
3．（2022·湖北十堰·八年级月考）如图是老师在课堂中所做的大气压强演示实验。
（1）图甲中马德堡半球实验不仅证明大气压存在，而且说明______；
（2）如图乙，向A中瓶内充气，原先沸腾的水停止沸腾；从B中瓶内抽气，停止沸腾的水又重新沸腾。其中与高压锅原理相同的是______，能验证“在液面气压减小时，液体沸点降低”的是______（均选填图乙中“A”或“B”）。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2023·广西南宁·中考模拟）下列利用流体压强与流速的关系的做法是（ ）
A．用吸管吸饮料 B．设置站台安全线
C．盆景自动供水 D．茶壶盖上开小孔
2．（2023·河南开封·中考模拟）同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是（ ）
A．甲图中，装有水的瓶子竖直放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显
B．乙图中，当压强计的探头在水中的深度增大时，U形管两边液面高度差变小
C．丙图中，测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积，可以估测出大气压强的值
D．丁图中，向外拉活塞，烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾，说明气压减小，水的沸点升高
3．（2023·湖南长沙·九年级期中）1912年，海上发生了两船相撞的诡异事件，当时海上航行的“奥林匹克号”与一艘突然从后面高速赶来的巡洋舰并排前行一段时间后，突然被一只看不见的巨手推动使两船相撞，据专家分析相撞原因是两船中间流体流速较大导致的。你认为下列图片中展示的原理与两船相撞的原因相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2020·湖北武汉·中考模拟）水沸腾后把水倒进烧瓶，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，如图所示，在向瓶底浇冷水的过程中，关于烧瓶内液面上方的气体的描述错误的是（ ）
A．分子的无规则运动会减慢 B．内能会减小
C．质量不变 D．压强会变大
5．（2023·山东枣庄·八年级月考）在冬天，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时觉得很紧，且不易拔出，其主要原因是（ ）
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C．瓶内气体因温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧
D．瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
6．（2021·福建厦门·八年级月考）我国著名发明家邹德俊发明了一种“吸盘式”挂衣钩，如图所示，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上后，可挂上衣帽等物品而不会掉下，其原因是（ ）
A．因为重力比大气压小 B．因为大气压力和重力平衡
C．因为摩擦力等于重力 D．以上说法均不对
7．（2022·广东佛山·八年级期中）用水平风吹如图所示的四个模型，其中使模型受到向上升力的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2022·广西南宁·八年级期中）你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”， 严重变形。下列有关这一现象及其解释，正确的是（ ）
A．伞面被向下“吸”
B．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强大于下方
C．伞上方的空气流速大于下方，上方的压强小于下方
D．伞上方的空气流速小于下方，上方的压强小于下方
二、填空题
9．（2023·广东佛山·八年级期中）某同学利用两个相同玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管，分别组成如图甲、乙所示的两个装置。用力挤压甲玻璃瓶会看到细管中的水面升高，松手后水面降低到原来的高度，这个实验说明玻璃瓶发生了___________（选填“弹性”或“塑性”）形变。乘坐电梯把乙玻璃瓶从1楼拿到28楼，因为气压随海拔高度的升高而___________（选填：“减小”、“不变”或“增大”），会看到细管中的水面___________（选填：“降低”、“不变”或“升高”）。
10．（2022·广东佛山·八年级期中）如图所示的托里拆利实验中，测得的大气压强等于 ___________m高水银柱所产生的压强，该气压下水的沸点 ___________（选填“高于”、“低于”或“等于”）100℃。
11．（2023·重庆市·中考一诊）如图甲所示为日常生活中用的高压锅，用高压锅煮食物熟得快，其原因是液面上方气压越高，液体的沸点______；如图乙所示装置，当向塑料管A中用力吹气时，细管B中液面将会______。
12．（2022·吉林四平·八年级期中）一玻璃管如图所示，当从左端吹气时，B端液面会 ___________，原因是流速越大的地方，压强越 ___________。
13．（2021·贵州遵义·八年级期中）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、___________（可再生/不可再生）能源；
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________（上/下）的力使风叶旋转。
14．（2023·安徽合肥·中考模拟）小明用如图所示的方法测量大气压强：将一个面积为的轻质吸盘按压在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，当弹簧测力计示数为9.8N时轻质吸盘刚好被拉开，则大气压强值约为______Pa。
15．（2023·广东珠海·中考模拟）如题图，水平桌面上平行放上两支铅笔做导轨，导轨上放上两只乒乓球。用吸管往两球之间吹气，发现两球会相互___________（选填“靠近”或“远离”）。这是因为吹气时，两球间的空气流速___________，造成两球之间的气体压强。如题图，两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向，只能上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB，当相同的风速吹向飞机模型时，FA___________FB（填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、实验题
16．（2023·江苏无锡·八年级期末）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、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针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
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，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；
C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；
D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题：
（1）测量中，分析研究的是大气对______（选填“针筒”或“活塞”）的压力；
（2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处的空气无法排尽，这将会使测量结果______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
（3）测量前，有同学建议在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处：一是活塞的密封性好；二是可以______。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小______对实验的影响，从而提高实验的精确程度；
（4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的______（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则______；
（5）在测量大气压强的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为900g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为500g，烧杯质量为125g，活塞面积为，g取，轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压值为______。
A．2.2×105Pa Ｂ．1.37×105Pa C．1.1×105Pa D．1.07×105Pa
四、计算题
17．（2023·广东深圳·八年级期中）如图是家庭常用的高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等（外界大气压为1.0×105Pa）。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图中未画出。设锅内气压每增加3.6×103Pa，水的沸点相应增加1℃。锅内水的初始温度为20℃。取g＝10N/kg。
（1）锅内温度升高到120℃时，锅内的气压是多大？
（2）此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2的面积为7mm2则锅内的最高温度可达到多少？（结果保留整数）
