八下第二章 第2节 大气压强 举一反三(含解析)

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名称 八下第二章 第2节 大气压强 举一反三(含解析)
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文件大小 8.4MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2026-03-18 00:00:00

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第2节 大气压强
考点一、大气压的存在
(一)大气压强的存在:大气对处在其中的物体有压强。
大量现象表明,大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强。大气的压强简称大气压。
(二)马德堡半球实验:证明大气压存在最著名的实验,它不仅证实了大气压存在,还向人们生动地说明了大气压的数值是很大的。
(三)大气压强产生的原因
(1)大气有重力一一产生压强的根本原因。
(2)大气会流动一一因此向各个方向都有压强。
(四)平时人感觉不到大气压存在的原因
身体内外空气相通,身体各部位内外所受压力相同,内外平衡。
典例1:下列事例中不能证明大气压强存在的是(  )
A.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
B.用注射器吸取药液
C.水往低处流
D.吸盘式挂钩能紧贴在墙壁上
变式1:小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在。下列操作能达到目的的是(  )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐变瘪
变式2:将一只塑料袋放入广口瓶内,使塑料袋尽可能贴紧瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来,用橡皮筋紧紧扎在瓶口上,如图所示。当将塑料袋从瓶内拉出来时,越拉越吃力的原因是 (  )
A.塑料袋内外的气压差越来越大 B.塑料袋外的大气压越来越大
C.瓶与塑料袋间的气压越来越大 D.塑料袋内的气体不断被挤出
变式3:某品牌的酸奶吸管侧面有一条明显的凹槽,而一般的酸奶吸管大多外壁平整光滑,两种吸管的截面形状如图所示。这两种吸管都能吸饮料,是利用   工作的,   (填“有”或“没有”)凹槽的吸管吸酸奶时更省力,且酸奶盒不易变瘪。
考点二、大气压的大小
(一)测量大气压的工具
(1)空盒气压计:空盒气压计上有两行刻度,一行以百帕( hPa)为单位,一行以毫米汞柱( mmHg )为单位,1毫米汞柱约为133帕。该气压计携带和使用比较方便。
(2)水银气压计:水银气压计内有一支细玻璃管,管内水银柱的高度会随大气压的变化而变化。读出的水银柱高度为多少毫米,大气压即为多少毫米汞柱。该气压计的测量比较精确。
(二)大气压与海拔高度的关系
离地面越高,空气越稀薄,空气的密度越小,大气压也就越小。通过观察可以发现:高度越高,大气压越小。
人们经过反复测定,发现在海拔2 000米以内,每升高12米,大气压大约要降低133帕(1毫米汞柱),到了5 700米高的地方,大气压要比海平面上减小一半;而在32000米的高空,大气压就只有海平面上的百分之一了。
(三)大气压的数值
在海平面附近,大气压数值接近于1.01 x 105帕,人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等,其数值相当于1厘米2的面积上施加约10牛压力。
大气压是变化的,但标准大气压是个定值,P。约为1.01x105 帕,是固定不变的,不要把大气压和标准大气压混淆。毫米汞柱是压强的单位,用于表示气体的压强,如760毫米汞柱相当于760毫米高的水银柱所产生的压强。
典例1:(2025·浙江模拟)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S 均为0.03m2。请回答:
(1)马德堡半球实验证明了    的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为  N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于 F,其原因可能是   。
变式1:(2025七下·宁波期末)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   (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为 外界大气压为1×105Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为   N。
变式2:(2025八下·余姚开学考)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
变式3:(2025八上·缙云期末)某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
考点三、大气压对天气的影响
(一)大气压的特点
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)般来说,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴雨天高。
(二)高气压区和低气压区在相同高度上的区别
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
在相同高度上,气压高的区域叫高压区,气压低的区域叫低压区。由于空气的上升,使地表的气压下降,形成低气压,而上升的空气中都含有一定量的水蒸气,由于气温随高度的升高而下降,水蒸 气发生液化, 在高空形成云,云积聚后可能形成降水。反之,如果大气下沉,地表气压上升形成高气压,由于高空气体下沉遇热不会出现水蒸气液化的现象,也就不会出现云,故天气晴朗,空气干燥。
(三)一般情况下,晴朗天气的气压较阴雨天气的气压高
典例1:(2024八上·吴兴期中)下列空气对流运动图中,有关甲乙两地的说法正确的是(  )
A.甲地比乙地气温高,气压高,多晴朗天气
B.甲地比乙地气温高,气压低,多阴雨天气
C.甲地比乙地气温低,气压高,多晴朗天气
D.甲地比乙地气温低,气压低,多阴雨天气
变式1:小金准备搭乘飞机去海边,去之前看了当地的天气预报: “明天多云转小雨,最高气温 ,偏北风2—4级。”天气由多云到小雨的变化过程中,气压的变化是   (填“变大” “变小”或“不变”) 。飞机起飞后他感觉到耳朵有点儿痛,这是因为随着高度的升高,气压逐渐的   (填“变大” “变小”或“不变”)。
变式2:(2024八上·嘉兴期中)大气压的变化跟天气变化密切相关,图中属于低气压中心的是   (选填“1”或“2”),嘉兴暑假若受副热带高压控制,天气现象为   。
变式3:图1是大气温度的垂直分布示意图,图2是空气对流运动示意图。
(1)大气层中约90%的臭氧集中于图1中的   (填字母)层,飞机也主要在这层飞行。
(2)图2中A处空气流动的方向为   (填“向上”或“向下”)。
(3)图2中甲、乙两地,气压较高的是   (填“甲”或“乙”)地;甲地多   (填“晴朗”或“阴雨”)天气。
考点四、气压对液体沸点的影响
(一)实验探究:探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
(二)应用
高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
典例1:如图所示,两个完全相同的玻璃杯甲和乙,甲杯中装有一些水,乙杯倒扣着放入盛水的容器中。用酒精灯给容器中的水加热,在容器内的水沸腾后继续加热的过程中,下列描述中正确的是(  )
A.甲、乙两杯中的水均不沸腾
B.甲杯中的水沸腾,乙杯中的水不沸腾
C.甲杯中的水不沸腾,乙杯中的水沸腾
D.甲、乙两杯中的水均沸腾
变式1:(2025八上·义乌开学考)如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
变式2:用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
变式3:如图,在球形烧瓶中注水,将水加热至沸腾,塞紧瓶塞后将瓶倒过来架在铁架台上,然后从上方向球形烧瓶底部倒冷水或盖上湿布(瓶没有破裂),可以观察到   (填现象),发生这个现象的原理是   .
考点五、大气压对人体的影响
随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
(一)大气压的变化对人体会有一定的影响
人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应;当飞机起飞时,乘客的耳膜会产生一种不舒适的感觉等。这一切都是由大气压的变化引起的。
(二)拔火罐疗法的原理
正常情况下,人皮肤内外侧受到的压强是相等的。当用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤时,一部分空气被排出,玻璃罐内的压强会减小,人体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时血液就会因体内的压强较大而聚集到玻璃罐吸附处,从而使皮肤出现红斑。中医的拔罐疗法就应用了这一原理。 如果外界压强更低一些,血液就会被压出皮肤。
典例1:拔火罐是中医常用的一种治疗手段。正常情况下,人体皮肤内外受到的压强是相等的。拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后外界大气压   (选填“大于”“等于”或“小于”)罐内的气压,罐子就会吸附在皮肤上。人体血液因体内压强   (选填“大于”“等于”或“小于”)罐内压强而聚集在皮肤处,可观察到皮肤上被拔的部位留下圆形的血印。
变式1:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是(  ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
变式2:大气压的变化与对人体会有一定的影响。如在晴朗的天气人会(  )
A.心情舒畅 B.感到疲倦 C.心情不宁 D.郁闷不适
考点六、生活用品与大气压
(一)真空压缩袋
是专门用来保存体积较大的物品的,不但可以省去许多储存空间,还可防霉、防蛀、防菌防潮等。其工作原理是把物品放进真空袋里,抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
(二)吸尘器
吸尘器是靠电动机高速驱动风机叶轮旋转,使空气高速排出,而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气,致使吸尘器内部产生瞬时真空,与外界大气压形成负压差。在负压差的作用下,吸人含灰尘的空气,经滤尘器过滤,排出清洁的空气,负压差越大,风量越大,则吸尘能力越好。
(三)离心式水泵工作原理
水泵启动前,向泵壳里灌满水,在动力机的带动下,叶轮高速旋转,水被甩出去,在转轴附近形成一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进人泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管,这样一直循环下去, 就不断把水送到了进水管高处。
典例1:负压救护车采用负压技术使车内气压低于外界气压,车内空气在经过负压消毒进行无害化处理后排出,在救治和转运传染病患者时可最大限度地减少医务人员交又感染概率。下列与负压救护车原理不相同的是( )
A.厨房做菜时用抽油烟机排油烟 B.化学实验室用排气扇向外排气
C.用气筒给车胎打气 D.用吸管吸饮料时饮料瓶变瘪了
变式1:(2025八上·淳安期末)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.吸管太细了 B.吸管浸入饮料部分太长
C.该同学的吸力太小 D.液面上方的吸管壁有破损
变式2:(2025八上·嘉兴期末)许多房屋顶上安装有如图所示的“风帽”,它能利用自然风旋转,实现室内换气。当风帽旋转时,其周围的空气流速   ,压强变小,从而使室内污浊的空气在   的作用下自动排出。
变式3:(2025八上·上城期末)甲图是按压式手动取水器,内部结构如乙图,其中A、B是只能朝一个方向打开的阀门,当按压气囊时,A阀门关闭,B阀门打开,就可连续不断出水。
(1)气囊弹回时,A、B阀门的开闭状态是   。
(2)使用时发现,松开气囊,因水桶内气压不能立刻减小,无法立即停止出水,造成浪费。某同学提出只需在取水器上加装一个阀门,需要出水时关闭阀门,需要停止出水时打开阀门即可。为实现上述功能,请在图丙①、②两处中选择合适位置安装阀门,并说明理由。   。
考点七、流体压强与流速的关系
(一)气体压强跟流速的关系
气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
(二)应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器工作原理:流速大的地方压强小。
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)喷雾器和香水瓶的工作原理与化油器的工作原理一样。
(三)液体的压强随流速的增大而减小
(四)飞机的升力
飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
典例1:在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
变式1:如图列车运行速度可达380 km/h。这种列车进站速度要比普通列车大一些。为避免候车乘客被“吸”向列车,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时车体附近(  )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大 D.气流速度更小、压强更小
变式2:有一种水翼船(如图),船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是(  )
A. B.
C. D.
变式3:(2024八上·宁波期末)如图所示,图甲是非洲草原鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口,一个是平的,另一个是隆起的土堆,这样设计是为了使地面上的风吹进洞穴,给洞穴内的草原鼠带来凉风。于是,小明设计了如图乙所示的模拟实验装置。
(1)为了能直接观察到管道内空气的运动情况,最适合本实验的小球是____。
A.铁球 B.泡沫球 C.玻璃球
(2)如图乙所示,用电吹风模拟水平吹风,发现小球向上运动,这是因为   。
(3)小明将电吹风从右往左进行吹风,小球的运动方向是   。
1.如图是大气对流运动的示意图,箭头表示气流方向,甲地在近地面处。 下列有关叙述中,正确的是(  )
A.甲地为高压区,天气晴朗,空气干燥
B.甲地为高压区,天空多云,常形成阴雨天气
C.甲地为低压区,天气晴朗,空气干燥
D.甲地为低压区,天空多云,常形成阴雨天气
2.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
3.创新装置“天气预报瓶”如图所示,A为玻璃管与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降,下列说法不正确的是 (  )
A.“天气预报瓶”利用天气和大气压的关系进行预报
B.A管和B球液面相平时,显示内外气压一致
C.A管液面明显下降时,说明外界大气是高气压,则是阴雨天气
D.A管液面明显下降时,说明外界大气是高气压,则是晴朗天气
4.烧瓶里装了半瓶水加热至沸腾。接着,用软木塞把瓶口塞紧,并把烧瓶翻过来,这时水已经停止沸腾。然后把碎冰碴撒在烧瓶底上,如图所示,这时瓶内的水又重新沸腾起来了。根据上述实验现象,下列说法中正确的是(  )
A.底部热的水跑到上面,所以水再次沸腾了
B.冰把热量传给了水,所以水再次沸腾了
C.瓶内的气压变小,所以水再次沸腾
D.瓶内的气压变大,所以水再次沸腾
6.(2025八上·上虞期末)小虞在学习了大气压强的知识后,自制了一个实验装置:甲的敞口瓶内装有98℃的热水,乙是倒扣的装满水的杯子及盖着的薄塑料片,丙是充有一定量空气的气球。将它们放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列现象中不会出现的是(  )
A.甲中的热水沸腾起来 B.乙中的塑料片掉下来
C.气球体积变小 D.甲乙丙均出现明显变化
7.(2025八上·淳安期末)在田间地头,常可以看到被称为离心式水泵的抽水机械,离心式水泵的主要部件是泵壳和装在泵壳里的叶轮。如图,水泵启动前,向泵壳里灌满水,接通电路,动力机工作,带动叶轮高速旋转,水就源源不断地从低处抽到高处。请你运用学过的科学知识解释水源源不断从低处抽到高处的原因。
8.(2025八上·缙云期末)科技节科学老师自制了一台“乒乓球机枪”,其结构如图所示。当吹风机往横管吹风时,横管内的空气流速增大,压强    。乒乓球在   的作用下沿竖管向上移动,最后从横管射出。
9.(2025八上·上城期末)早在1654年,德国马德堡市市长格里克公开表演了一个著名的实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜半球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时,才把半球拉开。小尚在分析上述实验现象时,概括出以下思维模型:
(1)思维模型中的“ ”处应填   。 (选填“开放”或“密闭”)
(2)结合思维模型和所学过的知识,解释马德堡半球实验中,半球难以拉开的原因  。
(3)生活中的下列事例,减小空间内气压的主要途径与“马德堡半球实验”不相同的是   。
10.小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压   (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明:   ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作   。
11.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积10cm2;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水润湿后,压在平面镜上,排进吸盘内空气;④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合所学知识进行分析。
(1)上述实验步骤中,多余的一步是   (填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是   。
(3)若乙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器。该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10mL,则该地的大气压为   。
12.(2025·吴兴模拟)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
13.(2025八下·杭州开学考)小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出______的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是   。
(2)将步骤④补充完整:   。
(3)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径(孔内直径)为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。
(1)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度可以达到120℃,已知:水的沸点与压强的关系如图所示,取g=10N/kg,π≈3.14)
(2)请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题
15.(2025八下·义乌开学考)如图甲所示,用高压锅炖肉好吃又烂,深受市民喜爱与追捧。甲、乙两图为高压锅实物图与简化图。图丙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为,限压阀的质量为72g。(g取,大气压值取)
(1)高压锅比普通锅更快地能煮熟食物,原因是   ;
(2)使用该高压锅时锅内气体的高温度可达多少℃?   
(3)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是   ;
A.适当增大出气孔的直径. B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积 D.适当增加限压阀的质量
16.图所示,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当锅内部的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分气体,使锅内气体压强不会特别大。现有一高压锅,限压阀空心柱小孔的横截面积为10 mm2,其质量为100g,用它来煮饭,当时的大气压为1×105 Pa,g取10 N/ kg。
(1)高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而   的原理工作的。
(2)此时锅内部气体的最大压强是多少
(3)该高压锅在大气压强为 的地区使用时,要保证水的沸点与上题一样,则应换一个质量为多大的限压阀
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第2节 大气压强
考点一、大气压的存在
(一)大气压强的存在:大气对处在其中的物体有压强。
大量现象表明,大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强。大气的压强简称大气压。
(二)马德堡半球实验:证明大气压存在最著名的实验,它不仅证实了大气压存在,还向人们生动地说明了大气压的数值是很大的。
(三)大气压强产生的原因
(1)大气有重力一一产生压强的根本原因。
(2)大气会流动一一因此向各个方向都有压强。
(四)平时人感觉不到大气压存在的原因
身体内外空气相通,身体各部位内外所受压力相同,内外平衡。
典例1:下列事例中不能证明大气压强存在的是(  )
A.用吸管能从汽水瓶中把汽水吸入口中
B.用注射器吸取药液
C.水往低处流
D.吸盘式挂钩能紧贴在墙壁上
【答案】C
【解析】分析各个选项中包含的物理原理,然后与大气压强对照即可。
【解答】 A.用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用注射器吸药液时,注射器中的体积增大,使管内的气压减小,药液在大气压的作用下,上升到注射器中,故B不符合题意;
C.水往低处流,故该选项不符合题意;与重力有关,与大气压无关,故C符合题意;
D.吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,故D不符合题意。故选C。
变式1:小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在。下列操作能达到目的的是(  )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐变瘪
【答案】D
【解析】(1)力的作用效果:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态 。
(2)液体压强的特点:液体内部压强随深度的增加而增大 。
(3)力与运动:物体从高处下落撞击地面,是力的相互作用使物体形变 。
(4)大气压强的应用:抽取密封容器内空气,容器内气压减小,外界大气压大于内部气压,可使物体形变 。
【解答】A、用手捏易拉罐,易拉罐变瘪,是手的压力改变了易拉罐的形状,不是大气压的作用,故该选项错误。
B、将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪,是水的压强作用,不是大气压,故该选项错误。
C、让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪,是地面的撞击力改变其形状,不是大气压,故该选项错误。
D、用注射器抽取密封易拉罐中空气,罐内气压减小,外界大气压大于罐内气压,将易拉罐压瘪,能体现大气压强存在,故该选项正确。
故答案为:D 。
变式2:将一只塑料袋放入广口瓶内,使塑料袋尽可能贴紧瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来,用橡皮筋紧紧扎在瓶口上,如图所示。当将塑料袋从瓶内拉出来时,越拉越吃力的原因是 (  )
A.塑料袋内外的气压差越来越大 B.塑料袋外的大气压越来越大
C.瓶与塑料袋间的气压越来越大 D.塑料袋内的气体不断被挤出
【答案】A
【解析】 在操作的过程中,由于塑料袋紧贴瓶内壁一侧接近真空,所以在大气压的作用下,塑料袋拉出时费力。
【解答】 将一只薄膜塑料袋放入广口瓶内,使塑料袋尽可能贴紧瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来,用橡皮筋紧紧扎在瓶口上,由于塑料袋紧贴瓶内壁一侧接近真空,而塑料袋另一侧受到大气压的作用,这个作用力很大,所以在不损坏塑料袋的情况下,将塑料袋从瓶内拉出来时会越拉越吃力,故BCD错误,A正确。故选A。
变式3:某品牌的酸奶吸管侧面有一条明显的凹槽,而一般的酸奶吸管大多外壁平整光滑,两种吸管的截面形状如图所示。这两种吸管都能吸饮料,是利用   工作的,   (填“有”或“没有”)凹槽的吸管吸酸奶时更省力,且酸奶盒不易变瘪。
【答案】大气压;有
【解析】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。
【解答】吸管吸酸奶时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料酸奶被压进吸管里,吸管插入酸奶后,由于酸奶吸管的外壁比较光滑,它与酸奶的橡胶瓶盖紧密接触,空气很难进入,因此很难形成这个“气压差”,所以很难“吸”上酸奶;而凹槽的吸管利于空气的进入,酸奶在大气压的作用下很容易被压入口中。
考点二、大气压的大小
(一)测量大气压的工具
(1)空盒气压计:空盒气压计上有两行刻度,一行以百帕( hPa)为单位,一行以毫米汞柱( mmHg )为单位,1毫米汞柱约为133帕。该气压计携带和使用比较方便。
(2)水银气压计:水银气压计内有一支细玻璃管,管内水银柱的高度会随大气压的变化而变化。读出的水银柱高度为多少毫米,大气压即为多少毫米汞柱。该气压计的测量比较精确。
(二)大气压与海拔高度的关系
离地面越高,空气越稀薄,空气的密度越小,大气压也就越小。通过观察可以发现:高度越高,大气压越小。
人们经过反复测定,发现在海拔2 000米以内,每升高12米,大气压大约要降低133帕(1毫米汞柱),到了5 700米高的地方,大气压要比海平面上减小一半;而在32000米的高空,大气压就只有海平面上的百分之一了。
(三)大气压的数值
在海平面附近,大气压数值接近于1.01 x 105帕,人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等,其数值相当于1厘米2的面积上施加约10牛压力。
大气压是变化的,但标准大气压是个定值,P。约为1.01x105 帕,是固定不变的,不要把大气压和标准大气压混淆。毫米汞柱是压强的单位,用于表示气体的压强,如760毫米汞柱相当于760毫米高的水银柱所产生的压强。
典例1:(2025·浙江模拟)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S 均为0.03m2。请回答:
(1)马德堡半球实验证明了    的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为  N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于 F,其原因可能是   。
【答案】(1)大气压(强)
(2)3000
(3)金属盆内未抽成真空
【解析】(1)马德堡半球实验证实了大气压的存在;
(2)根据压强公式计算出每只金属盆所受外界大气压力F的大小;
(3)若金属盆内未抽成真空,盆内依然有空气,盆会受盆内气压的影响。
【解答】(1)历史上著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)每只金属盆所受外界大气压力F的大小:F=P0S=1×105Pa×0.03m2=3000N;
(3)若金属盆内未抽成真空,盆内依然有空气,盆内气压对盆有压力,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F。
故答案为:(1)大气压;(2)3000;(3)金属盆内未抽成真空。
变式1:(2025七下·宁波期末)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   (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为 外界大气压为1×105Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为   N。
【答案】平整;200
【解析】根据压强公式的变式计算压力。
【解答】吸盘吸附在平整的墙面上时,利于将吸盘和墙面之间的空气排尽,也能防止漏气。
大气压力为。
变式2:(2025八下·余姚开学考)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器有效长度为4.00cm,由此可算出注射器的横截面积S
步骤四:算出大气压强值为____Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
(1)步骤四中算出大气压强值为   Pa。
(2)步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值   。(填“偏大”或“偏小”)
(3)取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
【答案】(1)1.04×105
(2) 偏小
(3)摩擦力
【解析】(1)根据计算活塞的横截面积,再根据计算大气压强;
(2)注射器中的空气会对活塞产生向外的压力,从而使弹簧测力计的示数变小,据此分析;
(3)对活塞进行受力分析,根据平衡力的知识解答。
【解答】(1)活塞的横截面积;
那么大气压强为:;
(2) 步骤一未完全排出注射器中的空气,会导致测量出的大气压强值偏小;
(3) 取下橡皮帽, 当注射器活塞刚好被拉动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,即摩擦力为0.3N。
变式3:(2025八上·缙云期末)某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是    ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选    (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会    (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是    。
【答案】(1)防止吸盘漏气
(2)小
(3)偏小
(4)沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响
【解析】(1)沾水可以将吸盘内的空气排出,防止漏气,减小误差。
(2)根据可知,压强一定时,横截面积越小,压力越小。
(3)由可知,横截面积变小,会导致测得的大气压偏小。
(4)乙中水平方向拉动测力计,可以避免吸盘自重对实验造成的干扰。
【解答】(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
考点三、大气压对天气的影响
(一)大气压的特点
(1)大气压随高度的增加而减小。
(2)同一高度的不同区域,大气压的数值不一定相同。
(3)同一地点的不同时间,大气压也会不同。
(4)般来说,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴雨天高。
(二)高气压区和低气压区在相同高度上的区别
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
在相同高度上,气压高的区域叫高压区,气压低的区域叫低压区。由于空气的上升,使地表的气压下降,形成低气压,而上升的空气中都含有一定量的水蒸气,由于气温随高度的升高而下降,水蒸 气发生液化, 在高空形成云,云积聚后可能形成降水。反之,如果大气下沉,地表气压上升形成高气压,由于高空气体下沉遇热不会出现水蒸气液化的现象,也就不会出现云,故天气晴朗,空气干燥。
(三)一般情况下,晴朗天气的气压较阴雨天气的气压高
典例1:(2024八上·吴兴期中)下列空气对流运动图中,有关甲乙两地的说法正确的是(  )
A.甲地比乙地气温高,气压高,多晴朗天气
B.甲地比乙地气温高,气压低,多阴雨天气
C.甲地比乙地气温低,气压高,多晴朗天气
D.甲地比乙地气温低,气压低,多阴雨天气
【答案】C
【解析】高压控制区天晴朗干燥,低压控制区以阴雨天气为主。
热空气上升,冷空气下降。
【解答】由图可知,甲处气流下沉,乙处气流上升,说明甲处气温低于乙处、气压高于乙处,多晴朗天气。故答案为:C。
变式1:小金准备搭乘飞机去海边,去之前看了当地的天气预报: “明天多云转小雨,最高气温 ,偏北风2—4级。”天气由多云到小雨的变化过程中,气压的变化是   (填“变大” “变小”或“不变”) 。飞机起飞后他感觉到耳朵有点儿痛,这是因为随着高度的升高,气压逐渐的   (填“变大” “变小”或“不变”)。
【答案】变小;变小
【解析】在低压控制下形成了阴雨天,从阴天到下雨的规程中,水蒸气液化成小水珠,是放热的,空气上升,近地面气压变低;气压与高度的关系:随着高度的增加,气压是逐渐下降的。
【解答】 结合所学知识,天气由多云到小雨的变化过程中,气压的变化是变小的,受低压控制,多阴雨天气;随着高度的升高,气压逐渐的变小。
变式2:(2024八上·嘉兴期中)大气压的变化跟天气变化密切相关,图中属于低气压中心的是   (选填“1”或“2”),嘉兴暑假若受副热带高压控制,天气现象为   。
【答案】1;高温、干旱
【解析】高压控制区空气下沉,高温、干旱;低于控制区,空气向上流动,常为阴雨天气。
【解答】低压区中心的空气从下往上流动,高压区中心的空气从上往下流动,故1为低气压中心。
由于高压中心及其附近地区的空气下沉增温作用,就会出现炎热、高温、干旱天气。
变式3:图1是大气温度的垂直分布示意图,图2是空气对流运动示意图。
(1)大气层中约90%的臭氧集中于图1中的   (填字母)层,飞机也主要在这层飞行。
(2)图2中A处空气流动的方向为   (填“向上”或“向下”)。
(3)图2中甲、乙两地,气压较高的是   (填“甲”或“乙”)地;甲地多   (填“晴朗”或“阴雨”)天气。
【答案】(1)b
(2)向上
(3)甲;晴朗
【解析】(1)平流层几乎没有天气变化,气流平稳,飞机主要在平流层飞行。
(2)热空气上升,冷空气下降。
(3)高压控制区多为晴朗天气,低压控制区多为阴雨天气。
【解答】(1)大气层中约90%的臭氧集中于平流层,即图1中的b层。
(2)A处空气温度较高,将向上移动。
(3)甲地温度较低,空气向下运动,属于高压区,高压区天气干燥晴朗。
考点四、气压对液体沸点的影响
(一)实验探究:探究气压对液体沸点的影响
探究过程:用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,用大针简缓缓地向烧瓶内充气,使瓶内气压增大。然后停止加热,待水温稍降,再缓缓地从烧瓶内抽气,使瓶内气压减小。
实验现象:向烧瓶中充气时发现沸腾的水不沸腾了;从烧瓶内抽气时,水又重新沸腾了。
实验结论:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点会升高;当气压减小时,液体的沸点会降低。
(二)应用
高原上水的沸点较低,在高原上需要用压力锅来做饭,压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界气压为1x 105帕时,一般家用压力锅内的压强接近2x105帕,锅内水的沸点接近120℃,因此,用压力锅煮食物既可以保证在低压地区将食物煮熟,还可以提高烧煮食物的速度,节省燃料。
典例1:如图所示,两个完全相同的玻璃杯甲和乙,甲杯中装有一些水,乙杯倒扣着放入盛水的容器中。用酒精灯给容器中的水加热,在容器内的水沸腾后继续加热的过程中,下列描述中正确的是(  )
A.甲、乙两杯中的水均不沸腾
B.甲杯中的水沸腾,乙杯中的水不沸腾
C.甲杯中的水不沸腾,乙杯中的水沸腾
D.甲、乙两杯中的水均沸腾
【答案】A
【解析】沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾的条件是温度达到沸点;继续吸热。特点是沸腾是在液体内部和表面同时进行的;液体沸腾时,温度保持不变。
【解答】容器内的水被直接加热,达到沸点后会沸腾。沸腾时,水的温度保持在沸点100℃,同时水吸收热量用于汽化。甲杯浸在沸水中,会通过热传导和热对流与容器内的水交换热量。甲杯中的水温也会达到100℃,但由于杯内外水温相同,甲杯中的水无法从外界吸收更多的热量用于沸腾。因此甲杯中的水不会沸腾。乙杯倒扣,内部水蒸气压力可能略高,但杯内水温与外界相同,也无法从外界吸热,因此不沸腾。
故正确答案为A。
变式1:(2025八上·义乌开学考)如图所示四种不同的密封方式,方形容器和小试管中均装有水,对方形容器进行加热至沸腾,则在方形容器中水沸腾的过程中,小试管中的水也能沸腾的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】水沸腾必须同时满足两个条件:一是温度达到沸点,二是继续吸热;
沸点随气压升高而增大,有温度差才能热传递。
【解答】A.上面都是开口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故A不符合题意;
B.上面都是封口的,则二者上方气压相等,那么方形容器和小试管沸点相同,小试管中水不能沸腾,故B不符合题意;
C.烧杯开口,试管封口,则小试管沸点高,小试管中水不能沸腾,故C不符合题意;
D.烧杯封闭,试管开口,则小试管沸点低,小试管中水能沸腾,故D符合题意;
故选D。
变式2:用高压锅煮粥,熄灭火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是(  )
A.熄火后锅内温度迅速降到100℃以下,但打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾
B.粥的流动性差,不易降温,熄火后即使不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间
C.熄火时锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥还会长时间沸腾
D.熄火时锅内温度仍然高于100℃,打开锅盖后气压比原来低,所以重新沸腾
【答案】D
【解析】根据沸腾的条件及大气压与沸点的关系进行解答
【解答】沸腾的条件有两个:一是达到沸点,二是继续吸热,从本题来看,火已经熄灭,意味着粥不能再继续吸热了,应该会停止沸腾,但事实是打开锅盖却发现粥仍在沸腾,则其原因一定是由于浇了冷水使锅内气压下降,粥的沸点也下降,所以重新沸腾。高压锅锅内气压大,沸点也高,用高压锅煮粥,粥的温度会在100℃以上,当给锅加热时,粥会沸腾,当停止加热时,粥会停止沸腾,但当给它立即用冷水冷却时,锅内的气压会立即减小,粥的沸点也会随之减小,由于粥的温度在停火一瞬间仍然是高于100℃,所以粥重新沸腾。
故正确答案为:D
变式3:如图,在球形烧瓶中注水,将水加热至沸腾,塞紧瓶塞后将瓶倒过来架在铁架台上,然后从上方向球形烧瓶底部倒冷水或盖上湿布(瓶没有破裂),可以观察到   (填现象),发生这个现象的原理是   .
【答案】水重新沸腾;气压减小,水的沸点降低
【解析】根据水的沸点与大气压强有关,压强越小,沸点越低进行分析。
【解答】当冷水或湿布接触烧瓶底部时,瓶内水蒸气的温度降低,气压减小,导致水的沸点降低,因此水重新沸腾。
考点五、大气压对人体的影响
随着时间的推移,人体可通过自身的调节或采取一些必要的措施,如飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压,航天员在太空行走时必须穿上内部加压的航天服等,使这些反应减轻或消失。
(一)大气压的变化对人体会有一定的影响
人在晴朗的天气,一般心情比较舒畅,而在阴雨天,会感到疲倦和心情烦躁。这主要是由于晴天的气压较高,而阴雨天的气压较低。生活在平原地区的人进入青藏高原会因气压减小缺氧等原因,产生头晕、头痛、恶心呕吐等高原反应;当飞机起飞时,乘客的耳膜会产生一种不舒适的感觉等。这一切都是由大气压的变化引起的。
(二)拔火罐疗法的原理
正常情况下,人皮肤内外侧受到的压强是相等的。当用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤时,一部分空气被排出,玻璃罐内的压强会减小,人体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时血液就会因体内的压强较大而聚集到玻璃罐吸附处,从而使皮肤出现红斑。中医的拔罐疗法就应用了这一原理。 如果外界压强更低一些,血液就会被压出皮肤。
典例1:拔火罐是中医常用的一种治疗手段。正常情况下,人体皮肤内外受到的压强是相等的。拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后外界大气压   (选填“大于”“等于”或“小于”)罐内的气压,罐子就会吸附在皮肤上。人体血液因体内压强   (选填“大于”“等于”或“小于”)罐内压强而聚集在皮肤处,可观察到皮肤上被拔的部位留下圆形的血印。
【答案】大于;大于
【解析】虽然人体承受的大气压并不小,但由于人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血。中医的拔罐疗法就是体现了这一原理,达到促进循环的目的。
【解答】拔火罐时先用火将罐里的空气加热,使罐子中的气体逸出,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后,温度下降,罐子中的气压减小,外面大气压大于罐内,形成内外压强差,罐子就吸附在皮肤上;当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,皮肤充血,此时人体压强大于罐内。
故答案为:大于,大于。
变式1:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是(  ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
【答案】C
【解析】阴天地区的大气膨胀比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使空气的密度减小,同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小。因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。
【解答】阴雨天气的大气压低,影响到氧气溶解到血液中的量,气压越低,溶解量越低,因此人会产生疲倦、心绪不宁等反应,C符合题意。故答案为:C
变式2:大气压的变化与对人体会有一定的影响。如在晴朗的天气人会(  )
A.心情舒畅 B.感到疲倦 C.心情不宁 D.郁闷不适
【答案】A
【解析】晴天气压高,空气中的氧气含量高,据此分析。
【解答】 因为晴天气压高,空气中的氧气含量高,血液溶解氧的能力强,所以在晴朗的天气,人的心情通常会变得比较舒畅。故选A。
考点六、生活用品与大气压
(一)真空压缩袋
是专门用来保存体积较大的物品的,不但可以省去许多储存空间,还可防霉、防蛀、防菌防潮等。其工作原理是把物品放进真空袋里,抽出袋内空气,外界的大气压把物品压扁。
(二)吸尘器
吸尘器是靠电动机高速驱动风机叶轮旋转,使空气高速排出,而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气,致使吸尘器内部产生瞬时真空,与外界大气压形成负压差。在负压差的作用下,吸人含灰尘的空气,经滤尘器过滤,排出清洁的空气,负压差越大,风量越大,则吸尘能力越好。
(三)离心式水泵工作原理
水泵启动前,向泵壳里灌满水,在动力机的带动下,叶轮高速旋转,水被甩出去,在转轴附近形成一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进人泵壳。进来的水又被叶轮甩到出水管,这样一直循环下去, 就不断把水送到了进水管高处。
典例1:负压救护车采用负压技术使车内气压低于外界气压,车内空气在经过负压消毒进行无害化处理后排出,在救治和转运传染病患者时可最大限度地减少医务人员交又感染概率。下列与负压救护车原理不相同的是( )
A.厨房做菜时用抽油烟机排油烟 B.化学实验室用排气扇向外排气
C.用气筒给车胎打气 D.用吸管吸饮料时饮料瓶变瘪了
【答案】C
【解析】气体流速大压强小,外界存在大气压,所以内部压强减小时,可能出现气压差。
【解答】AB.气体流速大压强小, 抽油烟机或 排气扇周围空气流速大压强小, 低于外界气压 ,构成负压,气体被压向抽油烟机或排气扇,AB不合题意;
C. 用气筒给车胎打气, 气筒 气压大于车胎气压,不是负压,C合题意;
D. 用吸管吸饮料时饮料瓶变瘪了,是由于饮料瓶气压低于外界气压 ,构成负压,D不合题意;
故答案为:C。
变式1:(2025八上·淳安期末)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.吸管太细了 B.吸管浸入饮料部分太长
C.该同学的吸力太小 D.液面上方的吸管壁有破损
【答案】D
【解析】将饮料吸上来的原理是吸气时,管内的气体减少,压强减小,小于大气压,液体在外界大气压的作用下被压入口中,若不能形成压强差,则不能将液体吸进口中。【解答】正常情况下,用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。此时饮料吸不上来,说明吸管内外气压相等,应该是吸管与大气接触的部分有破洞,即使吸气,管内外气体相通,气压相等,饮料不会被压上来。故ABC错误、D正确。
故答案为:D。
变式2:(2025八上·嘉兴期末)许多房屋顶上安装有如图所示的“风帽”,它能利用自然风旋转,实现室内换气。当风帽旋转时,其周围的空气流速   ,压强变小,从而使室内污浊的空气在   的作用下自动排出。
【答案】大;大气压
【解析】流体流速大,压强小,流速小,压强大。
【解答】风帽转动时,周围空气流速大,压强小,小于室内大气压,在室内大气压的作用下,室内的气体被排出。
变式3:(2025八上·上城期末)甲图是按压式手动取水器,内部结构如乙图,其中A、B是只能朝一个方向打开的阀门,当按压气囊时,A阀门关闭,B阀门打开,就可连续不断出水。
(1)气囊弹回时,A、B阀门的开闭状态是   。
(2)使用时发现,松开气囊,因水桶内气压不能立刻减小,无法立即停止出水,造成浪费。某同学提出只需在取水器上加装一个阀门,需要出水时关闭阀门,需要停止出水时打开阀门即可。为实现上述功能,请在图丙①、②两处中选择合适位置安装阀门,并说明理由。   。
【答案】(1)上端A阀门打开,B阀门关闭
(2)②,拔出塞子,使桶内压强迅速减小到与大气压相等
【解析】(1)气囊弹回时,桶内气体压强不变,外界气体进入气囊;
(2)当桶内气压与大气压相同时,水在重力作用下停止流动。
【解答】(1)气囊弹回时,桶内气体压强不变,外界气体进入气囊,B阀门关闭,上端A阀门打开,外界空气进入气囊。
(2)在使用过程中发现,松开气囊不能立刻停止出水。某同学认为只需在取水器上增加一个开口并塞上塞子,需要停止出水时,取下塞子使得桶内压强迅速减小为与大气压相等,因而设置在②处即可。
考点七、流体压强与流速的关系
(一)气体压强跟流速的关系
气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
(二)应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器工作原理:流速大的地方压强小。
化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)喷雾器和香水瓶的工作原理与化油器的工作原理一样。
(三)液体的压强随流速的增大而减小
(四)飞机的升力
飞机在高速运动时,飞机的周围就会形成一个相对于飞机的高速气流,由于机翼上凸下平,上方气流的速度大于下方气流的速度,机翼下侧受到的向上的压强大于上侧受到的向下的压强,在压强差的作用下,使飞机得到一个向上的升力。
典例1:在兴趣活动中,小聪为同学们演示了一个有趣的实验,在排成一排的三个碗中,中间碗内放有一个乒乓球,用小吸管向球的斜上方吹气,如图所示,乒乓球将(  )
A.静止不动 B.运动到右碗
C.运动到左碗 D.跳起来后又落回原碗中
【答案】B
【解析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:当用小吸管向乒乓球斜上方吹气时,乒乓球右上方气体流速大,压强小,乒乓球会受到向右上方的压力差,所以乒乓球会向右上方运动,则乒乓球最后会运动到右侧的碗中,故ACD错误,B正确。
故答案为:B.
变式1:如图列车运行速度可达380 km/h。这种列车进站速度要比普通列车大一些。为避免候车乘客被“吸”向列车,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时车体附近(  )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大 D.气流速度更小、压强更小
【答案】A
【解析】流体压强和流速的关系为流速越大,流体压强越小。
【解答】ABCD:流体流速越大的位置压强越小,故A正确,BCD均错误;
故答案为:A。
变式2:有一种水翼船(如图),船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】流体的压强跟流速有关,流速越快的地方压强反而越小,据此分析。
【解答】AD、两个水翼相反放置,两个水翼受到水的压力相反,对船体不会产生向上的升力作用,故BC不符合题意;
B、两个水翼都是上面弧形,下面平面,水经过上方流速大于下方流速,上方压强小于下方压强,水对船体产生一个向上的升力作用,故D符合题意。
C、两个水翼都是上面平面,下面弧形,水经过上方流速小于下方流速,下方压强小于上方压强,水对船体产生一个向下的压力作用,故A不符合题意;
故答案为:B。
变式3:(2024八上·宁波期末)如图所示,图甲是非洲草原鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口,一个是平的,另一个是隆起的土堆,这样设计是为了使地面上的风吹进洞穴,给洞穴内的草原鼠带来凉风。于是,小明设计了如图乙所示的模拟实验装置。
(1)为了能直接观察到管道内空气的运动情况,最适合本实验的小球是____。
A.铁球 B.泡沫球 C.玻璃球
(2)如图乙所示,用电吹风模拟水平吹风,发现小球向上运动,这是因为   。
(3)小明将电吹风从右往左进行吹风,小球的运动方向是   。
【答案】(1)B
(2)弯顶处流速大,压强小,故小球上方压强小,下方压强大,小球向上运动
(3)向上
【解析】(1)泡沫球质量较轻,实验更容易成功;
(2)(3)流体压强与流速有关,流速越快,压强越小。
【解答】(1)为了能直接观察到管道内空气的运动情况应有质量轻的泡沫球,故B正确,A、C错误;
故选B。
(2)如图乙所示,用电吹风模拟水平吹风,发现小球向上运动,这是因为:弯顶处流速大,压强小,故小球上方压强小,下方压强大,小球向上运动。
(3) 小明将电吹风从右往左进行吹风,小球的运动方向是向上。
1.如图是大气对流运动的示意图,箭头表示气流方向,甲地在近地面处。 下列有关叙述中,正确的是(  )
A.甲地为高压区,天气晴朗,空气干燥
B.甲地为高压区,天空多云,常形成阴雨天气
C.甲地为低压区,天气晴朗,空气干燥
D.甲地为低压区,天空多云,常形成阴雨天气
【答案】A
【解析】本题主要考查的是考生对高压区相关知识点的掌握。高压区由于气流下沉,气温升高,水汽难以凝结,多出现晴朗天气。
【解答】根据图示可知,甲地气流做下沉运动,近地面形成高压,由于气流下沉,气温升高,水汽难以凝结,多为晴朗天气,故A正确,BCD错误。故选A
2.下列现象中不是利用大气压工作的是 (  )
A.真空压缩袋收纳衣物
B.高压锅煮饭
C.用吸盘搬运玻璃
D.吸盘式挂钩悬挂物体
【答案】B
【解析】大气压的利用可以通过沸点的变化,温度的变化,气压差值的变化等进行利用。
【解答】A.真空压缩袋收纳衣物的工作原理是把袋内空气抽走,使内部气压减小,在大气压的作用下将衣物压扁,故A 不符合题意;
B.液体沸点随气压的增大而升高,用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,液体的沸点升高的原理,并不是利用大气压来工作的,故B 符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃时,先将吸盘内的空气排出,使吸盘内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘就会紧紧吸住玻璃,从而可以搬运玻璃,这利用了大气压,故C 不符合题意;
D.把吸盘式挂钩吸盘内的空气排出,外界大气压大于吸盘内部气压,吸盘在大气压的作用下被压紧,故D 不符合题意;
故答案为:B。
3.创新装置“天气预报瓶”如图所示,A为玻璃管与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降,下列说法不正确的是 (  )
A.“天气预报瓶”利用天气和大气压的关系进行预报
B.A管和B球液面相平时,显示内外气压一致
C.A管液面明显下降时,说明外界大气是高气压,则是阴雨天气
D.A管液面明显下降时,说明外界大气是高气压,则是晴朗天气
【答案】C
【解析】根据装置的结构和特点,结合大气压的大小受天气的变化影响的关系来判断,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低。
【解答】A 、“天气预报瓶” 中 A 管与大气相通,会随着环境气压的变化使 A 管内水位上升或下降,而天气变化往往会伴随大气压的变化,所以它是利用天气和大气压的关系进行预报的,该选项说法正确。
B、根据连通器原理,当 A 管和 B 球液面相平时,说明 A 管内气体压强与 B 球内气体压强相等,由于 B 球是密闭的,其内部气压可认为不变,此时 A 管内气压等于外界气压,即显示内外气压一致,该选项说法正确。
C、A 管液面明显下降时,说明外界大气是高气压,一般情况下,高气压区盛行下沉气流,天气多为晴朗,而不是阴雨天气,该选项说法错误。
D、A 管液面明显下降时,外界气压高于瓶内气压,通常高气压控制下是晴朗天气,该选项说法正确。
故答案为:C。
4.烧瓶里装了半瓶水加热至沸腾。接着,用软木塞把瓶口塞紧,并把烧瓶翻过来,这时水已经停止沸腾。然后把碎冰碴撒在烧瓶底上,如图所示,这时瓶内的水又重新沸腾起来了。根据上述实验现象,下列说法中正确的是(  )
A.底部热的水跑到上面,所以水再次沸腾了
B.冰把热量传给了水,所以水再次沸腾了
C.瓶内的气压变小,所以水再次沸腾
D.瓶内的气压变大,所以水再次沸腾
【答案】C
【解析】水停止沸腾后。迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置,然后把碎冰渣撒在朝天的烧瓶底上,会看到烧瓶中的水重新沸腾。因为把碎冰渣撒在朝天的烧瓶底上时,瓶内气体温度突然降低,瓶内的水蒸气遇冷液化,气压减小,瓶内液面上方气压减小,导致沸点降低,所以水重新沸腾起来的。
故答案为:C。
【解答】从液体沸点与气压关系角度来分析,气压减小,沸点降低。
6.(2025八上·上虞期末)小虞在学习了大气压强的知识后,自制了一个实验装置:甲的敞口瓶内装有98℃的热水,乙是倒扣的装满水的杯子及盖着的薄塑料片,丙是充有一定量空气的气球。将它们放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,下列现象中不会出现的是(  )
A.甲中的热水沸腾起来 B.乙中的塑料片掉下来
C.气球体积变小 D.甲乙丙均出现明显变化
【答案】C
【解析】A.液体沸点随上方气压的减小而降低,液体沸腾的条件:达到沸点,继续吸热;
B.根据杯子下方受到大气压强的变化分析;
C.气球总是向压强较小的一侧膨胀;
D.根据上面的分析判断。
【解答】A.根据题意可知,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,玻璃罩里面的气压降低,水的沸点会降低,所以甲中的热水会重新沸腾起来,故A正确不符合题意;
B.根据题意可知,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,乙中玻璃罩内大气压降低,产生的压力变小,则薄塑料片会下落,故B正确不符合题意;
C.根据题意可知,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,气球外的气压变小,则气球体积变大,故C错误符合题意;
D.综上所述,当用抽气机不断抽去罩内空气时,甲乙丙均出现明显的变化,故D不符合题意。
故选C。
7.(2025八上·淳安期末)在田间地头,常可以看到被称为离心式水泵的抽水机械,离心式水泵的主要部件是泵壳和装在泵壳里的叶轮。如图,水泵启动前,向泵壳里灌满水,接通电路,动力机工作,带动叶轮高速旋转,水就源源不断地从低处抽到高处。请你运用学过的科学知识解释水源源不断从低处抽到高处的原因。
【答案】叶轮旋转时,泵壳里的水会随叶轮一起旋转,被甩到出水管里,从而在泵壳内形成低压区。外面的水在外界大气压的作用下通过进水管进入泵壳内,继续旋转。进来的水又被叶轮甩到出水管中,如此循环进行,水就源源不断地从低处抽到高处了。
【解析】利用流体流速大、压强小和大气压的作用进行分析。【解答】叶轮旋转时,泵壳里的水会随叶轮一起旋转,被甩到出水管里,从而在泵壳内形成低压区。外面的水在外界大气压的作用下通过进水管进入泵壳内,继续旋转。进来的水又被叶轮甩到出水管中,如此循环进行,水就源源不断地从低处抽到高处了。
8.(2025八上·缙云期末)科技节科学老师自制了一台“乒乓球机枪”,其结构如图所示。当吹风机往横管吹风时,横管内的空气流速增大,压强    。乒乓球在   的作用下沿竖管向上移动,最后从横管射出。
【答案】减小;大气压
【解析】根据流体流速越大,压强越小进行分析判断。
【解答】根据伯努利原理,往管中吹高速气流,竖管上端处气体流速增大,压强减小;乒乓球在外界大气压强作用下沿吸管上升到竖管上端;上升到竖管上端的乒乓球在长管气流的作用下,沿水平方向射出。
9.(2025八上·上城期末)早在1654年,德国马德堡市市长格里克公开表演了一个著名的实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜半球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时,才把半球拉开。小尚在分析上述实验现象时,概括出以下思维模型:
(1)思维模型中的“ ”处应填   。 (选填“开放”或“密闭”)
(2)结合思维模型和所学过的知识,解释马德堡半球实验中,半球难以拉开的原因  。
(3)生活中的下列事例,减小空间内气压的主要途径与“马德堡半球实验”不相同的是   。
【答案】(1)密闭
(2)球内气压小于球外大气压,球外大气压对半球产生很大的压力
(3)C
【解析】历史上,在德国的马德堡市广场上做过一个著名的实验,将两铜制的半球合在一起,抽出里面的空气,用两支马队向相反方向拉,最终用了很大的力才将球拉开,从而证实了大气压的存在,是大气压将两半球压在一起,这就是著名的马德堡半球实验,它有力地证明了大气压的存在,且能表明大气压非常大。
【解答】(1)要使空间内气压减小,从而出现空间内外气压差,这个空间必须是密闭的。如果是开放空间,空气会自由流动,难以形成稳定的气压差,所以思维模型中的 “ ” 处应填密闭。
(2)马德堡半球实验中,用抽气机抽出球内的空气,这是通过减小封闭气体质量的途径来减小球内气压。球外的大气压强大于球内气压,从而产生了很大的压力差,这个压力差使得半球难以拉开。即半球难以拉开的原因是球内气压小于球外大气压,球外大气压对半球产生很大的压力。
(3)马德堡半球实验通过用抽气机抽出球内空气,减小封闭空间内气体质量,从而减小空间内气压。
选项 A、已扣在皮肤上的热火罐内部,是因为罐内空气受热膨胀,部分空气跑出罐外,冷却后罐内气体质量减小,气压小于外界大气压,火罐被压在皮肤上,是通过减小封闭气体质量来减小气压,与马德堡半球实验途径相同。
B、用吸管吸饮料时的口腔内部,是先把口腔内的空气吸走,使口腔内气体质量减小,气压小于外界大气压,在大气压的作用下把饮料压入口腔,是通过减小封闭气体质量来减小气压,与马德堡半球实验途径相同。
C、吸氧时的便携式氧气瓶内部,是通过控制阀门使瓶内氧气流出,瓶内气体质量减小,但这并不是为了减小瓶内气压,瓶内气压始终大于外界气压,其目的是让氧气能持续流出供人呼吸,与马德堡半球实验减小空间内气压的途径不同。
故答案为: C。
10.小科阅读到以下的材料:在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都煮不了,这是由于水的沸点随气压改变的缘故。为了验证沸点与气压间存在怎样的关系,小明设计了以下实验方案并加以实施。
时间/分 2 4 6 8 10 12 14
温度/℃ 70 78 86 91 102 102 102
【实验一】用酒精灯加热烧瓶的水,如图a,用温度计测得水将要沸腾到沸腾过程中温度随时间的变化如下表格所示:
(1)由数据可知,当时烧瓶内气压   (填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压。
(2)【实验二】:烧瓶中的水沸腾(如图)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(如图b所示)。向外拉注射器活塞,看到水重新沸腾。
实验表明:   ;
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明该如何操作   。
【答案】(1)大于
(2)液体的沸点随着气压的增大而减小
(3)向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100摄氏度
【解析】(1)液体沸点随上方气压的增大而升高,将水的沸点与100℃进行比较即可。
(2)水再次沸腾,说明水达到沸点,注意分析向外抽拉活塞时烧瓶内气压的变化即可;
(3)想办法增大烧瓶内气压即可。
【解答】(1)根据表格可知,水的温度保持102℃不变,即水的沸点为102℃>100℃,因此当时烧瓶内气压大于1个标准大气压。
(2)向外拉注射器活塞,烧瓶内气压减小,水重新沸腾,说明水的沸点降低,那么得到:液体的沸点随着气压的增大而减小。
(3)若利用图C装置来验证“气压增大时,液体沸点升高”,当瓶内水沸腾后,小明的操作如下:向内推动注射器,水停止沸腾,再加热一会,水重新沸腾,并且此时水的温度大于100℃。
11.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积10cm2;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水润湿后,压在平面镜上,排进吸盘内空气;④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合所学知识进行分析。
(1)上述实验步骤中,多余的一步是   (填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是   。
(3)若乙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器。该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10mL,则该地的大气压为   。
【答案】(1)②
(2)排尽吸盘内空气,防止漏气
(3)1×105Pa
【解析】 (1)根据实验的目的和分析解答;
(2)为了使测得的结果准确,要采取必要的措施防止吸盘漏气;
(3)根据测力计示数和摩擦力求出大气压力,已知该注射器刻度部分的长度,根据V=Sh算出活塞的横截面积,根据公式求出大气压积。
【解答】 (1)根据压强公式可知,测量大气压强的大小,需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积,没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力,因此步骤②是多余的;
(2)将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气,防止漏气;
(3)当活塞开始滑动时,大气产生的压力为:F=14N-4N=10N;
注射器刻度部分的长度为:L=10cm,注射器容积为:V=10mL=10cm3,
则注射器的横截面积为:;
大气产生的压强为:。
12.(2025·吴兴模拟)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)活塞
(2)P0=FL/V
(3)B
(4)变小
【解析】(1)活塞有一侧没有大气,可知测量的是大气对活塞的压力。
(2)结合题中数据和进行计算。
(3)由压力偏大,则测得的大气压偏大。
(4)根据高度越高,大气压越小进行分析。
【解答】(1)活塞一侧有空气,一侧没有空气,说明一侧受到大气压力,一侧没有受到大气压力,可是实验探究的是大气对活塞的压力。
(2)横截面积为,大气压为。
(3)A、橡皮帽气密性不好,气体进入活塞,抵消一部分大气压力,会导致测量结果偏小,故A错误;
B、活塞与注射器筒壁之间有摩擦,测得的大气压产生的压力其实是大气压的压力加摩擦力,会导致的大气压偏大,故B正确;
C、内部空气没有排尽,会抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故C错误。答案为:B。
(4)海拔较高的山上大气稀薄,大气压偏小,由可知,压力会变小,可知测力计示数变小。
13.(2025八下·杭州开学考)小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线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针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出______的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是   。
(2)将步骤④补充完整:   。
(3)她所测的大气压强p=   (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果   (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)二力平衡
(2)注射器的零刻度到最大刻度之间的长度
(3)
(4)偏大
【解析】(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力;
(2)④注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分;
(3)因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式,利用压强的公式可得出表达式;
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知测量结果的变化情况。
【解答】(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是二力平衡。
(2)注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分,所以需要测量注射器的零刻度到最大刻度之间的长度。
(3)活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知将会造成测量结果偏大。
(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是二力平衡。
(2)注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分,所以需要测量注射器的零刻度到最大刻度之间的长度。
(3)活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知将会造成测量结果偏大。
14.小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径(孔内直径)为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。
(1)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度可以达到120℃,已知:水的沸点与压强的关系如图所示,取g=10N/kg,π≈3.14)
(2)请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题
【答案】(1)解:由题图可知,当锅内温度为 120℃时,锅内压强 此时限压阀受力:F0+G=F。设限压阀的质量为m,则有
可得
所以,应该买质量为100g的限压阀。
(2)如果买了另一种质量为 60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的情况
【解析】高压锅的原理是增加锅内气压,提高沸点的原理制造的。根据锅内气体的最大压强和大气压可计算出作用在限压阀上的压强,然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力,此时压力即为其重力,然后即可求出限压阀的质量。
【解答】(1)由图1可知,当锅内温度为120℃时,锅内压强p=1.8×105Pa。
此时限压阀受力:F0+G=F
设安全阀的质量为m,则有:p0S+mg=pS
可得:
所以,应该买质量为100g的限压阀。
(2)如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。
15.(2025八下·义乌开学考)如图甲所示,用高压锅炖肉好吃又烂,深受市民喜爱与追捧。甲、乙两图为高压锅实物图与简化图。图丙为水的沸点跟气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为,限压阀的质量为72g。(g取,大气压值取)
(1)高压锅比普通锅更快地能煮熟食物,原因是   ;
(2)使用该高压锅时锅内气体的高温度可达多少℃?   
(3)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是   ;
A.适当增大出气孔的直径. B.适当加大火力蒸煮
C.适当增大锅的容积 D.适当增加限压阀的质量
【答案】气压越高,沸点越高;115℃;D
【解析】(1)液体沸点与气压的关系:液体的沸点随气压的增大而升高,随气压的减小而降低。
(2)压强的计算:根据计算压强,F为压力,S为受力面积。在本题中,限压阀对出气孔的压力与锅内气体压力、大气压力有关,通过受力分析来计算锅内气压,再结合水的沸点 - 气压图像确定锅内最高温度。
【解答】(1)高压锅密闭较好,内部压强大,水的沸点高,这样高压锅内的温度就会更高一些,就会更快煮熟食物。
(2)当限压阀即将顶起时,限压阀受向下的重力、外面大气向下的压力、内部气体向上的压力作用处于平衡状态,由力的平衡条件结合知道
则高压锅内最大的气压
最大的气压对应锅内最高温度,由图像知道,锅内最高温度是115℃。
(3)要想提高锅内蒸煮的温度,必须增大锅内气压,减小锅的容积,不能提高锅内的温度,以及适当增大火力蒸煮都不会改变锅内气压;适当增大排气管的直径,反而能使锅内气压减小,沸点降低;正确的做法是适当增加限压阀的质量,增大锅内气压,从而提高沸点、提高锅内蒸煮时的温度,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
16.图所示,锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔,空心柱上配有一个限压阀,当锅内部的气体压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,放出一部分气体,使锅内气体压强不会特别大。现有一高压锅,限压阀空心柱小孔的横截面积为10 mm2,其质量为100g,用它来煮饭,当时的大气压为1×105 Pa,g取10 N/ kg。
(1)高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而   的原理工作的。
(2)此时锅内部气体的最大压强是多少
(3)该高压锅在大气压强为 的地区使用时,要保证水的沸点与上题一样,则应换一个质量为多大的限压阀
【答案】(1)升高
(2)原来的限压阀对出气口的压力:F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
空心柱小孔的横截面积S=10mm2=1×10-5 m2,当时的大气压p0=1×105Pa;
原来的限压阀对出气口的压强:;
高压锅内气体达到的最大压强:p内=p0+p1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;
(3)此时限压阀对出气口的压强:p限=p最大-p0=2×105Pa-0.8×105Pa=1.2×105Pa;
此时作用在出气口的压力:F限=p限S=1.2×105Pa×1×10-5 m2=1.2N;
此时限压阀的重力:G'=F限=1.2N;
配制的限压阀的质量:。
【解析】(1)根据液体沸点随气压变化的规律解答;
(2)根据限压阀质量求出其重力,对出气口的压力就等于其重力,利用限压阀出气口横截面积求出此时压强,再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强。
(3)根据锅内气体的最大压强和大气压之差计算出作用在限压阀上的压强,然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力,此时压力等于其重力,然后即可求出限压阀的质量。
【解答】 (1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;
(2)原来的限压阀对出气口的压力:F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
空心柱小孔的横截面积S=10mm2=1×10-5 m2,当时的大气压p0=1×105Pa;
原来的限压阀对出气口的压强:;
高压锅内气体达到的最大压强:p内=p0+p1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;
(3)此时限压阀对出气口的压强:p限=p最大-p0=2×105Pa-0.8×105Pa=1.2×105Pa;
此时作用在出气口的压力:F限=p限S=1.2×105Pa×1×10-5 m2=1.2N;
此时限压阀的重力:G'=F限=1.2N;
配制的限压阀的质量:。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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