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第九章 压强
第3节 大气压强
第3节 大气压强
新知预习 导学
知识梳理
1.实验证明:大气压强是确实______的。大气压强简称________或
_______。
存在
大气压
气压
2.大气压的测量
(1)测量方法:根据大气压所能托起液柱的__________,可以精确地
测出大气压的数值。
最大高度
(2)标准大气压:意大利科学家__________最早用实验测出大气压的
数值。他测得玻璃管内外水银面的高度差为_____ ,通常把这样大小
的大气压叫做标准大气压。在粗略计算中,标准大气压 可以取为
________ 。
托里拆利
(3)测量大气压的仪器叫做________。
气压计
3.大气压随高度的增加而______。
4.液体的沸点随液面上方气压的减小而______。
5.活塞式抽水机是利用__________来工作的。
减小
降低
大气压强
问题导思
1.在托里拆利实验中,若玻璃管上端存在空气,对实验有什么影响?
2.在托里拆利实验中,玻璃管的粗细对实验是否有影响?
3.在托里拆利实验中,若保持玻璃管的长度不变,用水代替水银进
行实验,能否准确测出大气压的值?玻璃管上端还是真空吗?若在玻璃
管上端穿一个小孔,则水是否能从小孔喷出?
4.生活中有关大气压的事例有哪些?请解释其中的道理。
第3节 大气压强
重点直击 导析
典例精析
知识点1 大气压强的存在
图9-3-1
例1 图9-3-1是吴老师演示
“瓶吞鸡蛋”的实验过程:在
瓶子里放少许棉花(如图a所
示),点燃棉花并燃烧一段
时间后(如图b所示),在瓶口处放上剥壳后的熟鸡蛋(如图c所示)。
过一会儿,鸡蛋便落入了瓶中(如图d所示)。为了进一步探究,吴老
师把瓶口朝下再次演示(如图e所示),这枚鸡蛋仍然被吸入了瓶中
(如图f所示)。
小华对此实验进行了如下分析:
(1)在瓶内点燃棉花,其目的是使瓶内__________。
(2)剥壳的鸡蛋落入瓶中的原因是_______________________________。
【解析】(1)棉花在燃烧过程中,瓶中的空气受热膨胀,则体积变大,有一部分空气会被挤出瓶外,使得瓶内的空气减少。
(2)瓶内的棉花燃烧完之后,用剥壳的熟鸡蛋堵住瓶口时,瓶内的气压减小,而瓶外的大气压不变,在压强差的作用下,鸡蛋被压入瓶中。
空气减少
外界大气压强大于瓶内气体压强
方法点拨 反映大气压存在的现象主要表现为支撑被密封的液柱、密闭
容器在其内部气体压强减小时被压紧或压瘪。
针对训练
1.下列事例没有利用大气压强的是( )
A
A.用注射器把药液注射进肌肉里
B.用吸管吸瓶中的饮料
C.倒茶时茶壶盖上的小孔要保持畅通
D.利用离心水泵抽水
知识点2 大气压的测量
图9-3-2
例2 如图9-3-2所示,在1个标准大气压下,用 长的玻
璃管做“测量大气压强”的实验。
(1)实验中,测量得玻璃管内外水银面的高度差为
。假定移动玻璃管的过程不漏气,请描述下列操
作中玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放
置,水银柱的高度将______;将玻璃管向上提升一些,水银柱的高度将
______。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
图9-3-2
(2)若用密度为 的水来代替水银做实验,
则水____(选填“会”或 “不会”)充满此玻璃管;若管口
刚好在水面上且保证不漏气,则此时水对玻璃管内底部
的压强为________。取 ,标准大气压
图9-3-2
【解析】(1)1个标准大气压能支持 高的水银柱,
将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱的高度也不变,
但管内水银柱的长度会变大一些;将玻璃管竖直向上提
一些,管内水银柱产生的压强仍等于大气压强,故水银
柱的高度不变,仍是 。
图9-3-2
1个标准大气压值为,由 得,
大气压可支撑水柱的最大高度为
,故用水
来代替水银做实验,水会充满此玻璃管。玻璃管内水柱
产生的压强为
则水对玻璃管内底部的压强为
知识点2 大气压的测量
图9-3-2
例2 如图9-3-2所示,在1个标准大气压下,用 长的玻
璃管做“测量大气压强”的实验。
(1)实验中,测量得玻璃管内外水银面的高度差为
。假定移动玻璃管的过程不漏气,请描述下列操
作中玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放
置,水银柱的高度将______;将玻璃管向上提升一些,水银柱的高度将
______。(均选填“升高”“不变”或“降低”)
不变
不变
图9-3-2
(2)若用密度为 的水来代替水银做实验,
则水____(选填“会”或 “不会”)充满此玻璃管;若管口
刚好在水面上且保证不漏气,则此时水对玻璃管内底部
的压强为________。取 ,标准大气压
会
方法点拨
托里拆利实验利用平衡法测量大气压的值,即水银静止(处于平衡
状态)时,水银液面受到的大气压强与管内水银柱对液面的压强相等。
针对训练
2.(多选)关于托里拆利实验,下列说法正确的是( )
CD
A.玻璃管的内径越大,管内与管外水银面的高度差越小
B.往水银槽内多倒些水银,管内与管外水银面的高度差增大
C.将玻璃管倾斜,管内和管外水银面的高度差不变
D.若玻璃管内水银柱上方进入一些空气,管内和管外水银面的高度差变小
第3节 大气压强
素养达标 导练
基础巩固
1.小飞用嘴对着一个小空瓶吸一口气,空瓶就能“挂”在嘴唇上,原因是
( )
B
A.唾液把瓶粘住了 B.瓶内气压减小了
C.瓶外气压增大了 D.瓶子质量减小了
2.下列关于大气压的说法错误的是( )
D
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在
B.托里拆利最早测出了大气压的大小
C.标准大气压的大小相当于 高的汞柱产生的压强
D.山顶上的大气压比山脚下的大气压高
3.青藏铁路建成后,乘坐高原列车去西藏旅游的人越来越多。与普通列
车相比,高原列车上有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统,这样做
主要是因为( )
A
A.高原空气稀薄,大气压强小 B.高原空气稀薄,大气压强大
C.高原空气稠密,大气压强小 D.高原空气稠密,大气压强大
4.图9-3-3所示的现象均与大气压有关,其中一个利用的原理与另外三个
不同的是( )
C
图9-3-3
图9-3-4
5.图9-3-4是擦窗机器人工作时的情景。该机器人工作过程
中,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,因主机内部的
气压______(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压
而产生吸力,机器人能牢牢地吸在竖直玻璃上。
小于
图9-3-5
6.如图9-3-5所示,带有橡胶塞的口服液所配置的吸管,其
表面也刻有棱状条纹,以便吸上口服液。请依据所学的
物理知识,解释其中吸管条纹的作用。
答:口服液吸管表面凹凸不平的条纹,可使空气进入瓶内,
让瓶内气体与大气相通,从而在大气压的作用下将口服液吸入口中。
能力提升
图9-3-6
7.(多选)图9-3-6是测定大气压值的实验装置图,此时管
内外水银面的高度差是 ,下列描述正确的是
( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱长度将不变
B.若管中进了一些空气,则管内外水银面的高度差将小于
C.将它从山脚移到山顶,管内外水银面的高度差将变小
D.若管顶破了一个洞,则管中的水银将从上面喷出
图9-3-6
【提示】将玻璃管倾斜放置时,水银柱的高度不变,但
玻璃管内的水银柱会变长,选项A错误;若管中进了一些
空气,管内水银柱上方不再是真空,上方的空气对水银
柱有压强,所以管内外水银面的高度差将小于 ,
选项B正确;将此装置从山脚移至山顶,外界大气压强降
低,故管内外水银面的高度差将变小,选项C正确; 若
玻璃管顶端破了一个洞,则此时玻璃管和水银槽就构成了连通器,所以
水银柱会下降,直到与水银槽的水银液面相平,选项D错误。
能力提升
图9-3-6
7.(多选)图9-3-6是测定大气压值的实验装置图,此时管
内外水银面的高度差是 ,下列描述正确的是
( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱长度将不变
B.若管中进了一些空气,则管内外水银面的高度差将小于
C.将它从山脚移到山顶,管内外水银面的高度差将变小
D.若管顶破了一个洞,则管中的水银将从上面喷出
BC
图9-3-7
8.(多选)如图9-3-7所示,小明把橡胶管的一端放入盛有
冷水的烧杯中,另一端与塑料瓶盖相连并密封。若在空
塑料瓶中倒入少许热水摇晃后倒掉,然后迅速用瓶盖盖
住瓶口并拧紧,发现烧杯中的水通过橡胶管慢慢流入位
置较高的瓶内,则下列说法正确的是( )
A.塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉,目的是让瓶内的空气减少
B.用瓶盖盖住瓶口并拧紧,目的是让瓶内气压始终等于大气压
C.烧杯中的水流入位置较高的塑料瓶,是利用了连通器原理
D.烧杯中的水流入位置较高的塑料瓶,是因为瓶内气压小于大气压
图9-3-7
【提示】往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后瓶内
气体受热膨胀,部分气体逸出瓶外,盖紧瓶盖后,随着
温度降低瓶内气体压强减小,选项A正确;用瓶盖盖住瓶
口并拧紧,目的是不让大气进入瓶中,此时瓶内气压小
于大气压,选项B错误;烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶,是大气
压强的作用,不是由于连通器原理,选项C错误,选项D正确。
图9-3-7
8.(多选)如图9-3-7所示,小明把橡胶管的一端放入盛有
冷水的烧杯中,另一端与塑料瓶盖相连并密封。若在空
塑料瓶中倒入少许热水摇晃后倒掉,然后迅速用瓶盖盖
住瓶口并拧紧,发现烧杯中的水通过橡胶管慢慢流入位
置较高的瓶内,则下列说法正确的是( )
A.塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉,目的是让瓶内的空气减少
B.用瓶盖盖住瓶口并拧紧,目的是让瓶内气压始终等于大气压
C.烧杯中的水流入位置较高的塑料瓶,是利用了连通器原理
D.烧杯中的水流入位置较高的塑料瓶,是因为瓶内气压小于大气压
AD
图9-3-8
9.图9-3-8是测量大气压强值的实验装置图,请完成下列填空。
(1)由图9-3-8所示的实验可知,当时的大气压强等于_____
高的水银柱所产生的压强。
750
(2)若在管的 处扎一个孔,则此时______(选填“有”
或“没有”)水银从 处流出,原因是__________________
_______________________________。
【提示】在管的处扎孔后,空气进入玻璃管中, 处上方水银柱产生的压强小于 ,而外界大气压较大,故 处上方的水银柱在大气压作用下会上升到顶部。而处下方的水银受到向上和向下的气体压强相等, 处下方的水银在重力作用下下降到与水银槽的液面相平,故并没有水银从
处流出。
没有
管内处上方水银
柱产生的压强小于处受到的大气压
综合拓展
图9-3-9
10.如图9-3-9所示,王老师在圆柱形玻
璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧
贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,
水和塑料片都不会掉下来;接着将倒
置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空
气,直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片的总质量为 ,倒置后
杯和水与塑料片的接触面积为 。(不考虑分子间的作用力)
图9-3-9
(1)塑料片不掉下来说明了_______
的存在,通过计算可知,当钟罩内
气压降到_____ 时,塑料片会掉
下。取
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为 时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为 时,塑料片就掉下来了。请解释塑料片掉下来的原因。
【提示】塑料片不掉下来是因为它受到了大气压的作用。水和塑料片的
总重力为 ,由于大气压的存在使得塑
料片不下落,根据二力平衡条件可知此时大气产生的压力大于或等于水
和塑料片受到的重力,所以为了使塑料片不掉下来,钟罩内的气压产生
的最小托力为 。则塑料片刚好掉落时钟罩内气压为
。
图9-3-9
(1)塑料片不掉下来说明了_______的存
在,通过计算可知,当钟罩内气压降到
_____ 时,塑料片会掉下。取
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为 时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为 时,塑料片就掉下来了。请解释塑料片掉下来的原因。
大气压
800
当逐渐抽出钟罩内的气体时,钟罩里气体的压强会慢慢减小,钟罩内气体对塑料片的压力会减小;同时,由于有气体进入玻璃杯内,抵消了部分钟罩内气体对塑料片的压强,致使钟罩内气压产生的托力大小还未降至水和塑料片所受的总重力相等时,塑料片就会掉下来。