9.3 大气压强
知识点梳理
1.定义:大气对处在其中的物体有压强,这种压强叫做大气压强,简称 ;
2.产生原因:①空气受到 作用;②空气具有 。
3.验证实验:历史上证明大气压存在的实验是 实验;
4.生活中的例子:瓶吞蛋实验、覆杯实验、吸管吸饮料、吸墨水等;
5.大气压的测量:
①图示:
②意大利科学家 最早测出大气压的数值等于 mm水银柱产生的压强,通常这样大小的大气压叫做标准大气压P0,P0=1.013×105Pa,在粗略计算中,标准大气压可以取为 Pa;
6.大气压与高度的关系:海拔越高,大气压越 ;
7.气压与沸点的关系:液体的沸点随气压的减小而 ,随气压的增大而 (均选填“升高”或“降低”)。
练习题
一、选择题
1.首次提出可以利用水银柱高度来测量大气压的科学家是( )
A.帕斯卡 B.牛顿 C.托里拆利 D.阿基米德
2.如图所示的小实验或生活现象能说明大气压存在的是( )
A.纸片托住水 B.橡皮筋外凸
C.水利大坝上窄下宽 D.手指夹住笔两端
3.大气压在抗击新冠肺炎疫情中发挥了重要作用。如“负压病房”,所谓“负压”是指内部的气压低于外部的气压,下列现象中有可能处于“负压”状态的是( )
A.正在熬粥的高压锅内 B.吹大后的气球内
C.充满气后的氧气罐内 D.人吸气时肺的内部
4.如图,小徐同学用吸管吸饮料时出现了一个怪现象,她用力吸也不能将饮料吸上来。造成此现象的原因可能是( )
A.所用吸管太细 B.液面上方的吸管壁有破损
C.当时大气压偏小 D.吸管浸入液面部分太长
5.一位小朋友手里拿着的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂.以下关于气球升到高空破裂的原因分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
6.茶壶盖上开一个孔,其作用是( )
A.让热量冒出来,便于热茶冷却
B.便于系绳子,防止打碎
C.让外面的空气流进,可保证茶水的新鲜
D.让外面的空气流进,防止壶内空气的压强变小水不能流出
7.如图所示,在托里拆利实验中,下列操作能使管内外水银液面高度差发生改变的是( )
A.将玻璃管稍为倾斜一点 B.把玻璃管稍稍往上提一提(管口未离开水银面)
C.将玻璃管换成更粗或更细的 D.其他条件保持不变将该实验移到高山上顶去做
8.如图所示,用注射器吸取药水瓶里面的药液时,先把活塞压到针筒底,然后将针头插入药液内,拉起活塞,药液就会进入针筒,出现这种现象的原因是( )
A.针筒内气压大于大气压 B.针筒内气压小于大气压
C.针筒内气压等于大气压 D.针筒本身有吸取药液的本领
二、填空题
9. 火罐养生历史悠久。如图所示,古书席上腐谈记载,在空瓶里烧纸,迅速罩在人腹上,待瓶内氧气耗掉,瓶内气压 选填“大于”、“等于”或“小于”瓶外气压,瓶就压紧在身体上。西藏高原用紫铜制作火罐,因为高原地势高,气压 选填“高”或“低”,铜罐吸附力强,方便耐用,绿色环保。
10.如图所示的是我战国时期的青铜汲酒器示意图,长柄上端与球形底部各开一小孔 a、b.当汲酒器内充满酒水时。用手严密地按住开口 (选填“a”或“b”),然后向上提升长柄就可以将酒取出来。酒水在青铜汲酒器中不会流出来是由于 的作用。
11. 如图为托里拆利实验,可知当地的大气压相当于 柱产生的压强;若竖直提升玻璃管,管口未离开水银面,则水银面上方的水银柱高度 选填“升高”、“降低”或“不变”;标准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“大于”、“小于”或“等于”。
12.卓玛学习了大气压强之后,用密度为ρ的液体自制了气压计,气压计放在一楼时,细玻璃管内外液面相平,如图(甲)所示,她乘坐电梯到达顶楼时,细玻璃管内液面上升的高度为h,如图(乙)所示。液面上升的原因是随高度的增加,大气压强变 ;已知到达顶楼时瓶内气压为p,请你用题中的物理量符号表示顶楼的大气压强 (结果还需用到符号g)。
13.大气压随海拔高度的升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”),为了估测大气压究竟有多大,晓彤用如图所示的装置,吸盘直径为2cm(为方便计算π取3)测出吸盘脱落时水桶及水的质量为2.4kg,则晓彤测出的大气压值为 Pa。
三、实验探究题
14.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示:
(1)此时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强;
(2)若将实验中的液体改为水,则当时的大气压强可以支持 m高的水柱;(ρ水银=13.6×103kg/m3、ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)若把该装置移上屋项,则水银柱的高度会变低,说明高度越高,大气压越 ;
(4)若屋顶的面积是45m2,屋外大气压强为p=1.0×105Pa,屋项受到大气压力为 N。
15.小明同学利用注射器(容积为4.5mL)、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: .
(2)如图所示,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 ,记下弹簧测力计的示数为7.2N;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度 cm,计算得到活塞的横截面积为 cm2;
(4)计算得到大气压强的数值为 Pa;
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出1条) 。
四、计算题
16.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6mm2.。求:
(1)锅内气体的压强增大多少,最大气压可达多少?
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
参考答案
1.C
2.A
3.D
4.B
5.C
6.D
7.D
8.B
9.小于;低
10.a;大气压
11.755;不变;小于
12.小;p-ρgh
13.减小;8×104
14.(1)750
(2)10.2
(3)低
(4)
15.(1)排净注射器筒内空气,防止空气进入
(2)刚刚被拉动
(3)6.00;0.75
(4)0.96×105
(5)没排净注射器筒内空气(或漏气或活塞与筒壁之间有摩擦等)
16.(1)解:锅内压强增加了p0===7.2×104Pa
锅内最大压强为p=p气+ p0=1×105Pa+7.2×104Pa=1.72×105Pa
答:锅内压强增加了7.2×104Pa,锅内气体的压强最大可达1.72×105Pa。
(2)解:水的沸点增高Δt=×1℃=20℃
所以,锅内温度最高可达t=100℃+20℃=120℃
答:锅内的最高温度可达120℃。