第四节 大气压强
大气压强的存在
大气压的大小
1．历史上最早测出大气压大小的实验——托里拆利实验．
2．托里拆利实验
实验原理
测量方法 将长1米，一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住，倒插在水银槽内，放开手指，管内水银柱下降到一定高度就不再下降了
实验方法 等效替代法
实验结论 一标准大气压能托起 水银柱，通常把760 mm水银柱产生的压强叫做标准大气压，一标准大气压等于 ．粗略计算时，标准大气压可取1×105 Pa
分析论证 (1)利用托里拆利实验装置测量大气压时，开始要在玻璃管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证倒立在水银槽后，管内水银的上方为真空；(2)水银柱的高度是指管内外水银面的高度差，当玻璃管倾斜、上提下压或换成粗(或细)的玻璃管时水银柱的高度不变；(3)当管内混入空气时，水银柱的高度会降低；(4)选用水银的优点：需要的玻璃管短，操作方便
大气压的变化
1．大气压与高度的关系
(1)地球上的大气压不是固定不变的，海平面附近的大气压约等于 ，不同海拔的地方大气压不一样．海拔越高，空气越稀薄，大气压 ．在海拔3 000 m以内，每升高10 m，大气压大约减小 ．
(2)大气压强随高度的增大而 ，但是大气压强随高度增大而减小的幅度并不是完全相同的．
2．大气压与天气的关系：天气的变化也影响大气压，一般冬天、晴天气压 ，夏天、阴天气压 ．
3．液体沸点随气压的改变：一切液体的沸点都随气压减小而 ，随气压增大而 ．
大气压的影响因素：气体的温度、密度、湿度、高度、速度等．
气压计
1．气压计：测量大气压的仪器叫 ．气压计分两种：一是 ，二是 ．
2．水银气压计：托里拆利实验中测量大气压的装置就是一个简单的水银气压计．水银气压计比较准确，但携带不方便，常用于气象站和实验室．
3．金属盒气压计：金属盒气压计又叫无液气压计，主要部分是一个波纹状真空金属盒，利用大气压的变化使金属盒厚度发生变化来指示气压的大小．无液气压计体积小，携带方便，但不太准确．如果在气压计表盘上标上高度就成了高度计．
4．自制简易气压计
(1)在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，应 使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计．
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱 ，说明 ．
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的测量结果会受到 影响．
大气压强的存在
典例1 [2023·天津]小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验，可以证明大气压存在的是( )
大气压的存在能够解释很多现象，这些现象有一个共性：通过某种方法，使设备的内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下出现了这种现象．
变式 [2024·兰陵期末]物理老师课堂上演示“瓶吞鸡蛋”实验，点燃纸片，放入瓶中，再将一个能刚好卡住瓶口的去壳熟鸡蛋堵住瓶口，如图所示，同学们观察到鸡蛋被“吸”入瓶中．鸡蛋被“吸”入瓶中，主要是因为( )
变式图
A．瓶子的材质是玻璃
B．鸡蛋受重力作用
C．纸片燃烧使瓶口变大
D．瓶内气压小于瓶外大气压
大气压的大小
典例2 [2024·淄川区期中]如图所示为托里拆利实验的装置图，下列表述正确的是( )
典例2图
A．该装置测出的当地大气压是ρ水银g(h1＋h2)
B．向槽中注入少量水银，管内外水银面高度差h1将变小
C．将玻璃管稍微倾斜，管内外水银面高度差h1将变大
D．若玻璃管内进入少量气体，会发现h1变小
(1)在托里拆利实验中，水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，在玻璃管顶端真空的情况下，管内外水银柱的高度差一般不会改变；(2)管内水银柱的高度只与当时的大气压有关，而与玻璃管的粗细、是否倾斜以及水银槽中的水银的多少无关．
变式 [2024·烟台期中]如图所示，小雪用放在水平面上的两个实验装置来研究大气压的变化，下列说法正确的是( )
变式图
A．图甲中玻璃管越细，水银柱高度越高
B．图乙中瓶内气压小于外界大气压
C．外界气压变大，图甲管内液面升高，图乙管内液面降低
D．乙装置更能准确地测量出大气压的值
大气压的变化
典例3 [2024·武清区期中](多选)如图所示，把一根两端开口的细玻璃管，通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中，从管口向瓶内吹入少量气体后，瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h.把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如表所示．根据实验现象，下列判断正确的是( )
典例3图
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
A.往瓶内吹气后，瓶内气压小于瓶外大气压
B．往瓶内吹气后，瓶内气压大于瓶外大气压
C．水柱高度h越大，说明瓶外大气压越低
D．水柱高度h越大，说明瓶外大气压越高
(1)瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和(大于外界大气压)，即p＝p0＋ρ水gh，h为玻璃管内水柱的高度；(2)大气压强随高度的增加而减小．
变式1 [2024·温县期中]制作简易气压计，观察大气压随高度的变化．
变式1图
(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应 ，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计．
(2)将简易气压计从一楼移到十楼过程中，发现玻璃管内水柱 ，说明 ．
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱上升，这一现象说明，温度越高，瓶内气压越 ．
变式2 [株洲中考](1)小明为了观察大气压随高度的变化，带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶，在高山上拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，然后坐车从高山上下到海拔很低的山脚，发现瓶子变瘪了，如图所示．可知：海拔越低，大气压越 (填“高”或“低”)．
变式2图
(2)较冷的冬天，仍取一个这样的瓶子，在里面装上小半瓶温度较高的热水，立即拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，待瓶里热水冷却后，发现瓶子变瘪了．可知：其他条件不变时，温度越低，瓶内气压越 (填“高”或“低”)．
大气压的利用
典例4 [2024·栖霞期末](多选)如图所示的实验或现象中，利用大气压强的是( )
大气压的应用大多是利用内外的气压差，所以要判断是否是大气压的应用，要注意有没有形成的“气压差”．
变式 [2023·市北区期中]活塞式抽水机工作时，活塞向上移动， 阀门关闭，水在 的作用下冲开 阀门，流入圆筒．
变式图
1．[2024·长春模拟]通过实验第一次测出大气压值的科学家是( )
A．托里拆利 B．阿基米德
C．伽利略 D．牛顿
2．[2024·福建]如图所示的生产生活实例，利用大气压强的是( )
3．[2024·长沙期中]如图所示为托里拆利实验的示意图，将长约1 m一端封闭的玻璃管盛满水银，然后将玻璃管开口一端浸入水银槽中，下列说法正确的是( )
第3题图
A．为操作方便，堵住水银的手指不能戴橡胶手套
B．手指松开后，玻璃管和水银槽构成连通器
C．手指松开后玻璃管中水银部分流入水银槽中，并在玻璃管上部形成真空
D．该玻璃管中的水银换成清水，更方便测量大气压
4．[2024·庄浪期末]如图所示是“天气预报瓶”的创意新品，A为玻璃管，与大气相通，B为密闭的玻璃球，A与B下部相通，内装红墨水．下列说法正确的是( )
第4题图
A．这个产品利用了连通器的原理
B．将天气预报瓶由地面拿到高山，A管液面逐渐上升
C．晴天的气压比阴雨天的大，晴天时A管液面高于阴雨天
D．A管与B球中液面相平时，B球内气压小于外界大气压
5．[2024·无锡]生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在 (填“平整”或“不平整”)的墙面上，以防止漏气．若吸盘的横截面积为2×10－3 m2，外界大气压为1×105 Pa，则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力．
第5题图第四节 大气压强
大气压强的存在
大气压的大小
1．历史上最早测出大气压大小的实验——托里拆利实验．
2．托里拆利实验
实验原理 p＝ρgh
测量方法 将长1米，一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住，倒插在水银槽内，放开手指，管内水银柱下降到一定高度就不再下降了
实验方法 等效替代法
实验结论 一标准大气压能托起760 mm水银柱，通常把760 mm水银柱产生的压强叫做标准大气压，一标准大气压等于1.013×105 Pa．粗略计算时，标准大气压可取1×105 Pa
分析论证 (1)利用托里拆利实验装置测量大气压时，开始要在玻璃管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证倒立在水银槽后，管内水银的上方为真空；(2)水银柱的高度是指管内外水银面的高度差，当玻璃管倾斜、上提下压或换成粗(或细)的玻璃管时水银柱的高度不变；(3)当管内混入空气时，水银柱的高度会降低；(4)选用水银的优点：需要的玻璃管短，操作方便
大气压的变化
1．大气压与高度的关系
(1)地球上的大气压不是固定不变的，海平面附近的大气压约等于1个标准大气压，不同海拔的地方大气压不一样．海拔越高，空气越稀薄，大气压越小．在海拔3 000 m以内，每升高10 m，大气压大约减小100 Pa．
(2)大气压强随高度的增大而减小，但是大气压强随高度增大而减小的幅度并不是完全相同的．
2．大气压与天气的关系：天气的变化也影响大气压，一般冬天、晴天气压高，夏天、阴天气压低．
3．液体沸点随气压的改变：一切液体的沸点都随气压减小而降低，随气压增大而升高．
大气压的影响因素：气体的温度、密度、湿度、高度、速度等．
气压计
1．气压计：测量大气压的仪器叫气压计．气压计分两种：一是水银气压计，二是金属盒气压计．
2．水银气压计：托里拆利实验中测量大气压的装置就是一个简单的水银气压计．水银气压计比较准确，但携带不方便，常用于气象站和实验室．
3．金属盒气压计：金属盒气压计又叫无液气压计，主要部分是一个波纹状真空金属盒，利用大气压的变化使金属盒厚度发生变化来指示气压的大小．无液气压计体积小，携带方便，但不太准确．如果在气压计表盘上标上高度就成了高度计．
4．自制简易气压计
(1)在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，应向瓶内吹气使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计．
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱降低，说明大气压增大．
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的测量结果会受到温度影响．
大气压强的存在
典例1 [2023·天津]小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验，可以证明大气压存在的是( A )
大气压的存在能够解释很多现象，这些现象有一个共性：通过某种方法，使设备的内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下出现了这种现象．
变式 [2024·兰陵期末]物理老师课堂上演示“瓶吞鸡蛋”实验，点燃纸片，放入瓶中，再将一个能刚好卡住瓶口的去壳熟鸡蛋堵住瓶口，如图所示，同学们观察到鸡蛋被“吸”入瓶中．鸡蛋被“吸”入瓶中，主要是因为( D )
变式图
A．瓶子的材质是玻璃
B．鸡蛋受重力作用
C．纸片燃烧使瓶口变大
D．瓶内气压小于瓶外大气压
大气压的大小
典例2 [2024·淄川区期中]如图所示为托里拆利实验的装置图，下列表述正确的是( D )
典例2图
A．该装置测出的当地大气压是ρ水银g(h1＋h2)
B．向槽中注入少量水银，管内外水银面高度差h1将变小
C．将玻璃管稍微倾斜，管内外水银面高度差h1将变大
D．若玻璃管内进入少量气体，会发现h1变小
(1)在托里拆利实验中，水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的，在玻璃管顶端真空的情况下，管内外水银柱的高度差一般不会改变；(2)管内水银柱的高度只与当时的大气压有关，而与玻璃管的粗细、是否倾斜以及水银槽中的水银的多少无关．
变式 [2024·烟台期中]如图所示，小雪用放在水平面上的两个实验装置来研究大气压的变化，下列说法正确的是( C )
变式图
A．图甲中玻璃管越细，水银柱高度越高
B．图乙中瓶内气压小于外界大气压
C．外界气压变大，图甲管内液面升高，图乙管内液面降低
D．乙装置更能准确地测量出大气压的值
大气压的变化
典例3 [2024·武清区期中](多选)如图所示，把一根两端开口的细玻璃管，通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中，从管口向瓶内吹入少量气体后，瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h.把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中，观察到管内水柱的高度发生了变化，如表所示．根据实验现象，下列判断正确的是( BC )
典例3图
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差h/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
A.往瓶内吹气后，瓶内气压小于瓶外大气压
B．往瓶内吹气后，瓶内气压大于瓶外大气压
C．水柱高度h越大，说明瓶外大气压越低
D．水柱高度h越大，说明瓶外大气压越高
(1)瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和(大于外界大气压)，即p＝p0＋ρ水gh，h为玻璃管内水柱的高度；(2)大气压强随高度的增加而减小．
变式1 [2024·温县期中]制作简易气压计，观察大气压随高度的变化．
变式1图
(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应往玻璃瓶内吹气，增大气压，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计．
(2)将简易气压计从一楼移到十楼过程中，发现玻璃管内水柱上升，说明大气压随高度的增加而减小．
(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱上升，这一现象说明，温度越高，瓶内气压越高．
变式2 [株洲中考](1)小明为了观察大气压随高度的变化，带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶，在高山上拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，然后坐车从高山上下到海拔很低的山脚，发现瓶子变瘪了，如图所示．可知：海拔越低，大气压越高(填“高”或“低”)．
变式2图
(2)较冷的冬天，仍取一个这样的瓶子，在里面装上小半瓶温度较高的热水，立即拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，待瓶里热水冷却后，发现瓶子变瘪了．可知：其他条件不变时，温度越低，瓶内气压越低(填“高”或“低”)．
大气压的利用
典例4 [2024·栖霞期末](多选)如图所示的实验或现象中，利用大气压强的是( ABC )
大气压的应用大多是利用内外的气压差，所以要判断是否是大气压的应用，要注意有没有形成的“气压差”．
变式 [2023·市北区期中]活塞式抽水机工作时，活塞向上移动，A阀门关闭，水在大气压的作用下冲开B阀门，流入圆筒．
变式图
1．[2024·长春模拟]通过实验第一次测出大气压值的科学家是( A )
A．托里拆利 B．阿基米德
C．伽利略 D．牛顿
2．[2024·福建]如图所示的生产生活实例，利用大气压强的是( A )
3．[2024·长沙期中]如图所示为托里拆利实验的示意图，将长约1 m一端封闭的玻璃管盛满水银，然后将玻璃管开口一端浸入水银槽中，下列说法正确的是( C )
第3题图
A．为操作方便，堵住水银的手指不能戴橡胶手套
B．手指松开后，玻璃管和水银槽构成连通器
C．手指松开后玻璃管中水银部分流入水银槽中，并在玻璃管上部形成真空
D．该玻璃管中的水银换成清水，更方便测量大气压
4．[2024·庄浪期末]如图所示是“天气预报瓶”的创意新品，A为玻璃管，与大气相通，B为密闭的玻璃球，A与B下部相通，内装红墨水．下列说法正确的是( B )
第4题图
A．这个产品利用了连通器的原理
B．将天气预报瓶由地面拿到高山，A管液面逐渐上升
C．晴天的气压比阴雨天的大，晴天时A管液面高于阴雨天
D．A管与B球中液面相平时，B球内气压小于外界大气压
5．[2024·无锡]生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在平整(填“平整”或“不平整”)的墙面上，以防止漏气．若吸盘的横截面积为2×10－3 m2，外界大气压为1×105 Pa，则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为200N，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力．
第5题图
