課時8.3 空氣的力量（解析版）

課時8.3空氣的力量（幫課堂）（解析版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.大氣壓強(qiáng)的測定方法、實(shí)驗原理、實(shí)驗過程和結(jié)論。2.能利用大氣壓強(qiáng)知識解釋日常生活中的一些簡單現(xiàn)象?！局R導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點(diǎn)一：大氣壓強(qiáng)1.實(shí)驗探究：大氣壓強(qiáng)的存在鐵皮罐塌陷實(shí)驗覆杯實(shí)驗馬德堡半球?qū)嶒炋貏e提示：大氣壓在我們周圍時刻存在著，我們卻沒有感覺到，這是因為人體就像實(shí)驗中的開口的鐵皮罐，身體內(nèi)外空氣相通，身體各部位內(nèi)外所受的壓力相同，內(nèi)外平衡。2.大氣壓強(qiáng)(1)定義：與液體一樣，空氣內(nèi)部各個方向也都存在壓強(qiáng)，這樣壓強(qiáng)稱為大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓或氣壓。(2)大氣壓產(chǎn)生的原因：空氣受重力的作用，空氣又有流動性，因此向各個方向都有壓強(qiáng)，在同一位置各個方向的大氣壓強(qiáng)相等。知識點(diǎn)二：測量大氣壓1.托里拆利實(shí)驗(1)取一根長約1m、一端封閉的細(xì)玻璃管，將玻璃管灌滿水銀；(2)用手指堵住管口將玻璃管開口向下倒插在汞液槽中；(3)移開堵管口的手指，讓管內(nèi)的汞流出。實(shí)驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：玻璃管內(nèi)汞柱下降一段就不再下降了，且管內(nèi)外汞柱面的高度差約760mm。也就是說，此時的大氣壓強(qiáng)與高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小正好相等。（根據(jù)公式）備注：做托里拆利實(shí)驗時影響汞柱高度的因素：(1)管中若有氣泡，使測量結(jié)果偏小；(2)外界大氣壓的變化影響汞柱的高度；(3)管子的粗細(xì)、長短(大于760mm時)、是否傾斜、插入的深度都不影響汞柱的高度；(4)實(shí)驗時玻璃管傾斜后，管內(nèi)汞柱的長度增加，而汞柱的豎直高度不變；(5)玻璃管插入汞槽的深度會改變管內(nèi)汞柱上方真空部分的體積。知識點(diǎn)三：大氣壓的綜合應(yīng)用1.大氣壓的特點(diǎn)：（1）空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，且空氣中某點(diǎn)向各個方向的大氣壓強(qiáng)都相等；（2）大氣壓隨高度增加而減??；且大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高；2.大氣壓變化規(guī)律：在海拔3000米以內(nèi)，每上升10米，大氣壓大約降低100Pa；3.沸點(diǎn)與壓強(qiáng)：一切液體的沸點(diǎn)，都是隨氣壓減小而降低（如在海拔高的山上煮飯，煮不熟）；隨氣壓增大而升高（如用高壓鍋煮飯快）。4.證明大氣壓存在的現(xiàn)象：吸盤掛衣鉤能緊貼在墻上、利用吸管吸飲料、注射器吸藥液、活塞式抽水機(jī)抽水、離心式水泵。在下列現(xiàn)象能說明存在大氣壓的是（

）A.火箭升空過程不斷噴射高溫燃?xì)釨.坦克裝有寬大的履帶C.醫(yī)生推動活塞給病人注射藥液D.用吸管將杯中飲料吸入口中解析：A選項，火箭噴射氣體升空是利用了力的相互作用；B選項，坦克的寬大履帶是為了減小對地面的壓強(qiáng)；C選項，推動活塞注入藥液是力的作用效果；D選項，用吸管吸入飲料的原理是，吸管中的空氣被吸出，大氣壓將飲料壓入吸管中，之后進(jìn)入口中，利用了大氣壓?！疽?guī)律總結(jié)】1.大氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，且空氣中某點(diǎn)向各個方向的大氣壓強(qiáng)都相等；2.馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓的存在；托里拆利實(shí)驗測出了大氣壓的值；3.大氣壓隨高度的增加而減小?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）1．下列選項中，與大氣壓作用有關(guān)的是（）A．彈簧測力計 B．吸盤式掛鉤 C．破窗錘 D．密度計【答案】B【解析】A．彈簧測力計原理是：在彈性限度內(nèi)，彈簧所受的拉力越大，彈簧的伸長量就越大，故A不符合題意；B．吸盤式掛衣鉤利用的是大氣壓強(qiáng)，故B符合題意；C．破窗錘是利用了減小受力面積來增大壓強(qiáng)的，故C不符合題意；D．密度計是用來測量液體密度的測量儀器，密度計在液體中漂浮，液體的密度越大，排開液體的體積越小。故D不符合題意。故選B。2.巔峰使命，珠峰科考。2022年5月4日，在珠峰海拔8830米處，我國科考隊員成功架設(shè)全球海拔最高的自動氣象觀測站，并成功傳回實(shí)時數(shù)據(jù)。有些設(shè)備儀器是易碎品，全程由科考隊員背上去。下面有關(guān)描述正確的是（）A．在背負(fù)設(shè)備儀器登峰過程中，大氣壓增大，儀器的質(zhì)量不變B．在背負(fù)設(shè)備儀器登峰過程中，大氣壓減小，儀器的質(zhì)量不變C．在背負(fù)設(shè)備儀器登峰過程中，大氣壓增大，儀器的質(zhì)量變大D．在背負(fù)設(shè)備儀器登峰過程中，大氣壓減小，儀器的質(zhì)量變大【答案】B【解析】由題意可知，在背負(fù)設(shè)備儀器登峰過程中，高度變高，根據(jù)大氣壓與高度的關(guān)系可知，大氣壓將變小，而質(zhì)量屬于物質(zhì)本身所具有的屬性，不隨位置的改變而改變。故ACD錯誤，B正確。故選B。3．歷史上首先測定大氣壓強(qiáng)值的科學(xué)家是（）A．牛頓 B．馬德堡 C．阿基米德 D．托里拆利【答案】D【解析】A．牛頓在前人的基礎(chǔ)上，得出了牛頓第一定律，故A不符合題意；B．馬德堡半球?qū)嶒炞C明大氣壓的存在，但沒測量大氣壓的值，故B不符合題意；C．阿基米德發(fā)現(xiàn)了阿基米德原理，而不是測定大氣壓的值，故C不符合題意；D．托里拆利利用實(shí)驗測出了大氣壓強(qiáng)的值為760mm汞柱，故D符合題意。故選D。4．在如圖所示的托里拆利實(shí)驗中，會使測得的大氣壓數(shù)值變小的是（）A．將玻璃管稍微傾斜 B．將玻璃管稍微下壓C．用密度更小的液體替代水銀 D．玻璃管內(nèi)混入空氣【答案】D【解析】A．將玻璃管稍微傾斜，水銀槽里的水銀會進(jìn)入玻璃管，但玻璃管內(nèi)外水銀的高度差不變，測量結(jié)果不變，故A符合題意；B．將玻璃管稍微下壓，管內(nèi)外水銀高度差變小，此時水銀槽里的水銀會進(jìn)入玻璃管，待水銀靜止時，玻璃管內(nèi)外水銀的高度差與原來相同，測量結(jié)果不變，故B不符合題意；C．用密度更小的液體替代水銀，根據(jù)公式p=ρ液gh可知，管內(nèi)外液體的高度差會變大，但只要大氣壓不變，計算出的結(jié)果不變，故C不符合題意；D．玻璃管內(nèi)混入空氣，管內(nèi)水銀上方有氣壓，會使玻璃管內(nèi)水銀下降，高度差變小，測得的大氣壓數(shù)值變小，故D符合題意。故選D。5．自來水筆吸墨水時，只要按幾下彈簧片，墨水就進(jìn)入橡皮管里了，這是由于（）A．彈簧片作用使墨水進(jìn)入橡皮管B．手的壓力使墨水進(jìn)入橡皮管C．橡皮管的吸力使墨水進(jìn)入橡皮管D．大氣壓作用使墨水進(jìn)入橡皮管【答案】D【解析】吸墨水時，先把筆囊上的彈簧片接下，把里面的空氣排出，再把筆囊上的彈簧片松開，此時管內(nèi)的氣壓小于管外的大氣壓強(qiáng)，墨水就在外界大氣壓的作用下被壓進(jìn)筆囊里了。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。6．著名的_____實(shí)驗首次證明了大氣壓強(qiáng)的存在且很大，大氣壓強(qiáng)可用_____來測量，并發(fā)現(xiàn)大氣壓隨海拔高度的升高而_____（選填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮?/p>

馬德堡半球

氣壓計

減小【解析】[1][2]由物理史實(shí)可知，最早證明大氣壓存在的，最著名的實(shí)驗是馬德堡市的市長奧托格里克做的馬德堡半球?qū)嶒?。最早并且?zhǔn)確用實(shí)驗測出大氣壓強(qiáng)數(shù)值的是意大利科學(xué)家一-托里拆利，依據(jù)意大利科學(xué)家托里拆利的實(shí)驗原理制成了液體(水銀)氣壓計，故大氣壓強(qiáng)可用氣壓計來測量。[3]越往高空，空氣越稀薄，大氣壓越小，大氣壓隨著高度的增加而減小。7．如圖所示，是一組實(shí)驗情景。圖甲中，小試管不下落反而上升。圖乙中，注射器的活塞沒有被鉤碼拉下來。圖丙中，水沒有從杯子中流出。這三個實(shí)驗說明___________。圖丙、丁和戊三個實(shí)驗可以說明______________________。8．如圖所示，在海平面測定大氣壓強(qiáng)時，用長約1米，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住然后倒插在水銀槽中，放開手指：（1）看到的現(xiàn)象是：_____；A．管內(nèi)水銀不下降B．管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降C．管內(nèi)水銀下降到與水銀槽液面相平（2）將玻璃管向上緩緩提起，且玻璃管口未離開水銀槽液面，在這一過程中，管內(nèi)外水銀面高度差將_____，如果換用口徑略大的玻璃管進(jìn)行實(shí)驗，管內(nèi)外水銀面高度差將_____；（均選填“變大”“變小”或“不變”）（3）如果裝水銀的玻璃管長度有下面三種，則選擇_____實(shí)驗不會成功；（選填序號）A．70cmB．90cmC．110cm（4）某同學(xué)也利用此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后，倒插在水槽內(nèi)時，管中的水柱_____下降，如果這時在管頂開一個小孔，水柱_____向上噴出。（均選填“會”或“不會”）【答案】

B

不變

不變

A

不會

不會【解析】（1）[1]為了測得大氣壓的值，這時必須測量管內(nèi)外水銀面高度差，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760毫米水銀柱，故用長約1米，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住然后倒插在水銀槽中，放開手指管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降，故B符合題意，AC不符合題意。故選B。（2）[2][3]進(jìn)行托里拆利實(shí)驗時，玻璃管的上提下壓或玻璃管的粗細(xì)都不影響玻璃管內(nèi)外的水銀柱的高度差，所以水銀柱內(nèi)外液面高度差值將不變。（3）[4]一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，能支持760mm水銀柱，當(dāng)水銀管的長度小于76cm時，管的頂部可能會被撐破，故A符合題意，BC不符合題意。故選A。（4）[5]一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為760毫米汞柱，由可知，如果水銀氣壓計中的水銀用水代替，那么玻璃管的長度約為10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時，管中的水柱不會下降。[6]當(dāng)管頂開一個小孔時，管內(nèi)的水與外界的大氣相通，玻璃管和水槽組成連通器，則管內(nèi)的水不會從小孔噴出，反而會立即下降，直到液面相平。二、綜合練（能力提升）9．有關(guān)大氣壓的說法正確的是（）A．托里拆利實(shí)驗證明了大氣壓強(qiáng)的存在B．牛頓最早精確測出了大氣壓強(qiáng)的值C．離地面越高，大氣壓強(qiáng)越大D．大氣壓沒有把房頂壓塌是因為房頂上下表面均受到大氣壓的作用【答案】D【解析】AB.意大利物理學(xué)家托里拆利利用水銀第一次精確的測出了大氣壓的值相當(dāng)于0.76m高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，后來人們稱這個實(shí)驗為托里拆利實(shí)驗，馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓強(qiáng)的存在，故AB錯誤；C.大氣壓強(qiáng)與海拔高度有關(guān)，離地面越高，大氣壓強(qiáng)越小，故C錯誤；D.地球周圍物體處在大氣的海洋中，大氣壓沒有把房頂壓塌是因為房頂上下表面均受到大氣壓的作用，故D正確。故選D。10．在學(xué)校實(shí)驗室里，小張同學(xué)把裝滿水的100mL量筒的口朝下浸沒在水中（如圖所示），抓住筒底向上提，在筒口離開水面之前，量筒露出水面部分（）A．充滿水 B．沒有水C．有水，但不滿 D．剛開始有水，后迅速流出【答案】A【解析】根據(jù)p=ρgh可知，大氣壓能支持水柱的高度約為而量筒中的水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足10m，所以在筒口離開水面之前還是滿的，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。11．關(guān)于大氣壓強(qiáng)，下列說法不正確的是（）A．圖甲，在同一地點(diǎn)做托里拆利實(shí)驗，玻璃管稍傾斜一些時，水銀柱的高度不變B．圖乙，從內(nèi)地帶到拉薩的袋裝食品會變得膨脹，是因為海拔高，大氣壓小C．圖丙，醫(yī)生給人們接種新冠疫苗時，用注射器把藥液注射進(jìn)肌肉利用了大氣壓D．圖丁，為防止新冠病毒外溢，用車內(nèi)氣壓小于車外氣壓的負(fù)壓救護(hù)車運(yùn)送病人【答案】C【解析】A．同一地點(diǎn)做托里拆利實(shí)驗，因為大氣壓強(qiáng)不變，故玻璃管稍傾斜一些時，水銀柱的高度不變，故A正確，不符合題意；B．從內(nèi)地帶到拉薩的袋裝食品會變得膨脹，是因為大氣壓隨著海拔升高而降低，包裝袋內(nèi)的氣壓不變，因此產(chǎn)生壓力差，使食品包裝袋變的膨脹。故B正確，不符合題意；C．用注射器把藥液注射進(jìn)肌肉利用的是增大壓力的方式增大壓強(qiáng)，并非利用的大氣壓，故C錯誤，符合題意；D．用車內(nèi)氣壓小于車外氣壓的負(fù)壓救護(hù)車運(yùn)送病人，由于內(nèi)外壓強(qiáng)差，這樣可以防止病毒外泄。故D正確，不符合題意。故選C。12．在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞子時覺得不易拔出來，其主要原因是（）A．軟木塞受潮膨脹 B．瓶外氣體溫度降低而把瓶塞吸住C．瓶口因溫度降低而縮小 D．瓶內(nèi)氣體溫度降低而壓強(qiáng)減小，大氣壓把瓶塞壓緊【答案】D【解析】冬季，剩下半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚后，溫度下降，使瓶內(nèi)氣體收縮壓強(qiáng)減小，大氣壓大于內(nèi)部氣壓，將瓶塞壓緊在瓶口，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。13．如圖1所示，小明利用托里拆利實(shí)驗測量大氣壓時，當(dāng)玻璃管內(nèi)的水銀柱穩(wěn)定后，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知該地的大氣壓___________（填“大于”、“等于”或“小于”）一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，若將玻璃管傾斜（玻璃管上方是真空），兩液面高度差___________（填“變大”、“變小”或“不變”）。小明根據(jù)此實(shí)驗自制了簡易氣壓計（如圖2所示），瓶內(nèi)封閉了一部分空氣。若從一樓拿到六樓，玻璃管內(nèi)的水柱將___________（選填：“升高”“降低”或“不變”）。【答案】

小于

不變

升高【解析】[1]從水銀槽內(nèi)的水銀面開始，到玻璃管內(nèi)水銀面的高度是760mm，所以大氣壓是760mm高水銀柱；760mm水銀柱等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（760mm水銀柱）。[2]由于當(dāng)時大氣壓大小不變，所以將玻璃管傾斜一些，玻璃管中水銀柱的長度變長，但高度不變。[3]將氣壓計從一樓拿到六樓時，高度在升高，大氣壓會隨高度的增加而減小，外界大氣壓變小，瓶內(nèi)氣壓大于外界大氣壓，會進(jìn)一步向外壓水柱，所以水柱將會升高。14．如圖所示，醫(yī)生給病人打吊針時包含著很多物理知識，當(dāng)瓶內(nèi)液體逐漸減少時，瓶內(nèi)藥液對瓶蓋的壓強(qiáng)______，瓶內(nèi)氣壓______（均選填“變大”“變小”或“不變”）。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于______mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。【答案】

變小

變小

760【解析】[1]當(dāng)瓶內(nèi)液體逐漸減少時，瓶內(nèi)藥液的深度減小，由p=ρgh可知，藥液對瓶蓋的壓強(qiáng)變小。[2]瓶內(nèi)氣體的溫度不變，質(zhì)量不變，體積變大，則瓶內(nèi)的氣壓變小。[3]意大利科學(xué)家托里拆利，利用一根玻璃管測出了大氣壓所能支持的水銀柱的高度即大氣壓強(qiáng)數(shù)值，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值相當(dāng)于760mm水銀柱產(chǎn)生的液體壓強(qiáng)。15．如圖甲所示是根右端封閉的薄壁U形管，管中裝有一定質(zhì)量的水銀，右側(cè)水銀面上方為真空。當(dāng)氣壓作用在左側(cè)的水銀面上，U形管中的水銀靜止時，左右兩側(cè)液面就有一個高度差h。若帶著該裝置登山，上山過程中圖中真空部分的長度將_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；到達(dá)山頂上，測得U形管中的水銀靜止時左右兩側(cè)液面的高度為h=0.7m，則山頂此時的氣壓約為__________Pa。（已知水銀的密度為13.6×103kg/m3，g取10N/kg）【答案】

增大

9.52×10【解析】[1]離海平面越高的地方，空氣越稀薄，大氣壓強(qiáng)越小。若帶著該裝置登山，左側(cè)的隨大氣壓強(qiáng)減小，高度差h減小，圖中真空部分的長度將增大。[2]根據(jù)壓強(qiáng)公式16．關(guān)于托里拆利實(shí)驗的說法：如果實(shí)驗時管中不慎進(jìn)入少量的空氣，則管中水銀柱的高度將_______（填“升高”、“降低”或“不變”）；若在管的頂部開一個小孔，則根據(jù)_______的原理可知，管內(nèi)的水銀液面不會噴出而是下降，最終與管外液面相平?！敬鸢浮?/p>

降低

連通器【解析】[1]由題意可知，實(shí)驗時管中不慎進(jìn)入少量的空氣，則管中水銀柱上方空氣的氣體壓強(qiáng)變大，外界大氣壓不變，則則管中水銀柱的高度將降低。若在管的頂部開一個小孔，這樣相當(dāng)于左右兩端開口，下端連通，這相當(dāng)于連通器，則根據(jù)連通器的原理可知，管內(nèi)的水銀液面不會噴出而是下降，最終與管外液面相平。17．茂茂同學(xué)想利用注射器、彈簧測力計、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測量山頂?shù)拇髿鈮?。測量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器的底端，然后用橡皮帽封住注射器底部小孔；B．如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F；C．讀出注射器上有刻度部分的容積為V；D．用刻度尺測出注射器上有刻度部分的長度為L。請回答以下問題。（1）用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓：p＝_____；（2）實(shí)驗時發(fā)現(xiàn)注射器裝針頭處空氣無法排盡，這將會使測量結(jié)果_____（選填“偏大”或“偏小”或“無影響”）；（3）選用圖乙中B注射器進(jìn)行實(shí)驗測量，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動。如果想繼續(xù)實(shí)驗，則可改用圖乙中的_____（選填“A”或“C”）注射器；（4）實(shí)驗過程中發(fā)現(xiàn)活塞與筒壁之間有_____，使測力計的示數(shù)_____（選填“偏大”或“偏小”），提出一條能提高此方法測量大氣壓值精確度的建議：_____?！敬鸢浮?/p>

偏小