第三节
大气压强
三口中学 黄世华
◆ 教学目标
1、 了解大气压强产生的原因。
2、 能用大气压强解释简单的现象。(难点)
3、 知道托里拆利实验和标准大气压的大小。(重点)
4、 知道大气压随高度增加而减小,知道液体沸点跟气压的关系。
◆ 教学过程
知识点一
大气压强
1、 定义:
大气产生的压强
叫大气压强。大气压强简称为大气压或气压。
2、产生原因:大气受
重力
作用,并且能
流动
. 3、能够证明大气压存在的实例:模拟马德堡半球实验、吸管吸饮料、塑料吸盘等。
例题:下列现象中,与大气压无关的是( D )
A .用吸管吸饮料 B .马德堡半球实验 C .塑料吸盘“粘”在墙上 D .拦河坝“下宽上窄” 【解析】A 与大气压有关,用吸管吸饮料,吸走的是管内的空气,让管内气压小于外界大气压,大气压就把饮料压入吸管,进入嘴里;B 与大气压有关,马德堡半球实验,用抽气机把球内的空气抽去之后 ,球内就没有空气的压强了,大气压就把两个半球紧紧地压在了一起;C 与大气压有关,塑料吸盘“粘”在墙上,是先要挤出吸盘内的空气,让盘内的气压小于外界大气压,大气压就把吸盘紧紧地压在了墙上;D 与大气压无关,拦河坝“下宽上窄”,是因为水产生的压强随深度的增加而增大。故该选 D
知识点二
大气压的测量
1、最早测定出大气压的是
意大利
科学家
托里拆利
。
2、托里拆利实验 ①实验操作:如图,取约
1
米长的一端封闭的玻璃管,灌满水银(目的是排尽管内的
空气
),然后用手指堵住管口,倒插入水银槽中,放开手指观看出现的现象。
②现象:管内水银面下降,下降到管内外液面高度差大约 76cm 的时候就不再下降了。
③分析与论证:玻璃管内水银面上方是
真空
,而管外水银面受到大气压强,因此,是外界大气压强支持了管内的水银柱,也就是外界大气压强跟大约 76cm 高水银柱产生的压强
相等 。
即:p 大气 =p 水银
=ρ 水银
gh =13.6×103
kg/m 3 ×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105
Pa 3、托里拆利实验,由于水银柱是大气压支持,所以玻璃管内水银柱高度只与外界
大气压
有关,与玻璃粗细、槽内水银多少、玻璃管是否倾斜、玻璃管插入水银的深度无关。
4、1标准大气压:p 0 =
1.013×105
Pa=
76
cmHg 柱 5、气压计:测定大气压的仪器,分为
水银气压计
和金属盒气压计(又称无液气压计)
知识点三
大气压与高度的关系
大气压随高度增加而
减小
。
大气压变化的规律:在海拔 3 000 m 以内,每上升 10 m,大气压大约降低100 Pa。
原因:离地面越高,大气越
稀薄
. 讨论
如图,拿着自制气压计从楼下到楼上,玻璃管内水柱高度会如何变化? 答案:玻璃管内水柱高度会
上升
,因为拿着自制气压计从楼下到楼上,瓶内气压
不变
,而瓶外大气压
减小
,瓶内气压等于外界大气压加上管内水柱产生的压强。所以瓶外大气压减小多少,瓶内水柱产生的压强就增大多少,因此玻璃管内水柱高度会上升。
知识 点四
大气压与沸点的关系
大气压越大,沸点越
高
. 讨论
为什么高压锅能更快煮熟饭? 答:因为高压锅不漏气,气压
大
,沸点高,所以高压锅能更快煮熟饭。
知识点五
大气压的应用
吸管吸饮料、吸盘挂钩挂各式物品、利用大气压让盆景保湿、抽水机抽水等。
课时同步检测
基础检测
1、用吸管喝饮料,吸气是吸走管内的空气,管内气压
减小
,管内气压
小于
外界大气压,饮料在大气压作用下被压入嘴里。
2、吸盘式挂衣钩向墙上按时,是挤出里面的
空气
,使里面的气压
小于
外界大气压,是
大气压
把吸盘压在墙上 3、将去壳的鸡蛋放在瓶口,瓶内酒精燃烧时消耗了一部分空气,使得瓶内气压
减小
,小于外界大气压,去壳鸡蛋在
大气压
的作用下进入瓶内,它说明了大气压存在。
4、有人刚到达青藏高原时,会出现头晕﹑头痛﹑耳鸣、恶心呕吐等高原反应,主要原因是( A )
A.高原上空气稀薄,气压偏低
B.高原地区空气中的二氧化碳含量较多 3 题
C.高原上水分不足,温差变化大
D.高原上道路崎岖,人体能量消耗过多 【解析】
高原上空气稀薄,气压偏低,人体无法正常吸气而缺氧,造成头晕﹑头痛﹑耳鸣、恶心呕吐等高原反应 。故该选 A
5、下列有关对“大气压”的叙述,正确的是( A )
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在 B.离地面越高的地方,大气压也越大 C.1 标准大气压的数值为 1.01×104 帕 D.晴天、阴雨天等天气的变化不会影响大气压 【解析】A 正确;B 错误,因为 离地面越高的地方,大气压是越小 ;C 错误,因为 1 标准大气压的数值为 1.01×105 帕 ;D 错误,因为 晴天、阴雨天等天气的变化会影响大气压 。故该选 A
6、下列现象中,不是利用大气压工作的是( C )
A.用塑料吸盘挂物体
B.用塑料吸管吸饮料
C.用注射器将药液注入病人体内
D.用活塞式抽水机抽水 【解析】A 是利用大气压工作的,因为用塑料吸盘挂物体,是先要挤出吸盘内的空气,让盘内的气压小于外界大气压,大气压就把吸盘紧紧地压在了墙上,从而可以挂物体;B 是利用大气压工作的,因为用吸管吸饮料,吸走的是管内的空气,让管内气压小于外界大气压,大气压就把饮料压入吸管,进入嘴里;C 不是利用大气压工作的,因为用注射器将药液注入病人体内,手推活塞,让药液产生的压强大于体内压强,药液进入体内,与大气压无关;D 是利用大气压工作的,因为用活塞式抽水机抽水就是利用大气压抽水的。故该选 C
7、 下列现象不能说明大气压存在的是(
C
)
A.堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来
B.用塑料吸管能把饮料吸入口中
C.人潜水时感觉胸口很闷
D.两块玻璃板的表面用水浸湿,将两块合在一起,很难分开 【解析】A“堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来”,是因为水受到外界大气压的作用;B“用塑料吸管能把饮料吸入口中”饮料是被大气压压入吸管,进入口中的;C“人潜水时感觉胸口很闷”,是因为人受到水的压强的作用;D“两块玻璃板的表面用水浸湿,将两块合在一起,很难分开”是因为分子间有引力,沾水后将两块玻璃板挤压在一起,由于空气被挤走,此时玻璃板也在大气压的作用下而不分开。故该选 C
8、物理知识在生活中有很多应用,下列用品中利用大气压原理工作的是( B )
A.高压锅煮饭 B.吸管喝饮料 C.注射器注射药液 D.洒水壶洒水 【解析】A 不是利用大气压工作的,高压锅煮饭是高压锅不漏气,气压大,沸点高,所以能更快煮熟饭;B 是利用大气压工作的,因为用吸管吸饮料,吸走的是管内的空气,让管内气压小于外界大气压,大气压就把饮料压入吸管,进入嘴里;;C 不是利用大气压工作的,注射器注射药液,手推活塞,让药液产生的压强大于体内压强,药液进入体内,与大气压无关;D 不是利用大气压工作的,洒水壶洒水,是因为水受到重力作用,所以能洒水。故该选 B
9、在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不流出,纸片也不掉下,如图所示,对整个探究9 题
活动的分析正确的是(
B
)
A.探究的问题:大气压强有多大 B.探究的假设:大气对各个方向都有压强 C.探究的结论:大气向各个方向的压强相等 D.探究的目的:研究水的重力与大气压力的关系 【解析】改变的是方向,所以探究的假设是大气对各个方向都有压强。故该选 B
10、在做托里拆利实验中。
①为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面
高度差
; 如果将此装置从山下拿到山上,则观察到的现象是管内外水银柱高度差变
小
。
②如果把此装置的水银换成水,将玻璃管装满水后倒插入水银槽中,管中水柱
不会
下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱
不会
喷出。(均填“会”或“不会”)
【解析】①因为是大气压支持了管内水银柱(管内外水银面高度差),所以应该测量管内外水银面高度差;又因为离地面越高,大气压越小,所以将此装置从山下拿到山上,管内外水银柱高度差变小。②一标准大气压大约能支持 10 米左右的水柱,一般大气压在一标准大气压左右,玻璃管内的水柱,大气压完全能支持,所以管内水柱不会下降;而在管顶开一个小孔后,玻璃管与水银槽构成了上端开口,下部连通的连通器,水柱会往下降,与管外液面相平,所以水柱不会喷出。
能力拓展检测
1、做托里拆利实验,若玻璃管放斜了,那么测的值会比实际值偏
大
;若管内混入了空气,那么测的值会比实际值偏
小
。
【解析】实验操作过程中,刻度尺测的是玻璃管内水银柱的长度,但是,是用玻璃管内水银柱的竖直高度来表示大气压的,所以长度是比高度偏大的;管内混了空气,测的值就比实际值偏小,就小管内空气产生的压强。
2、人体呼气是:胸腔变小,肺内气压
大于
外界气压,肺内气体通过气管流向体外;吸气是胸腔扩大,肺内气压
小于
外界气压,空气由体外通过气管进入肺内。
【解析】气体是由气压大的地方流向气压小的地方。
3、著名的
马德堡半球
实验向人们证明了大气压强是很大的,
托里拆利
实验首先测定了大气压的数值。一个标准大气压相当于
760
毫米高的汞柱产生的压强,约等于 1.013×105
帕. 4、 将一满罐“纯净水”(高约 50cm)开口朝下放在水中,如图所示,结果是( A )
A.仍是满罐水
B.水将流出一部分 4 C.水将全部流出
D.以上答案都不对 【解析】一标准大气压大约能支持 10 米左右的水柱,一般大气压在一标准大气压左右,图中的水柱,大气压完全能支持,所以仍是满灌水。故该选 A
5.如图所示,两端开口的细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入装有适量水的密闭瓶中。下列有关分析正确的是( D )
A.瓶内气压等于瓶外大气压
B.瓶内气压小于瓶外大气压
4 题 5 题
C.细玻璃管中液柱上升可能是瓶外气压升高
D.细玻璃管中液柱上升可能是瓶外气压降低 【解析】AB 都错,图中,是瓶内气压支持了玻璃管内的水柱和外界的大气压,即:瓶内气压=玻璃管内水柱产生的压强+外界的大气压。所以瓶内气压大于瓶外大气压;CD 分析,瓶内气压始终不变,细玻璃管中液柱上升,水柱产生的压强增大,水柱产生的压强增大多少,外界大气压就减小多少,而离地面越高,大气压越小,所以细玻璃管中液柱上升可能是瓶外气压降低。故该选 D
6、做托里拆利实验,下面几种情况中对管内水银柱竖直高度有影响的是( C )
A.玻璃管的粗细
B.玻璃管的长短
C.实验所在的海拔高度
D.玻璃管插入水银槽的深度 【解析】托里拆利实验,因为玻璃管上方是真空,是外界的大气压,支持了管内的水银柱。所以,水银柱高度只跟外界大气压有关,跟玻璃管的粗细、长度、水银槽中水银的深浅无关,因此,对管内水银柱竖直高度有影响的是外界大气压,而大气压与海拔高度有关,离地面越高,大气压越小。故该选 C
7、某同学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( D )
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 【解析】A 易拉罐变瘪,是手捏的力改变了物体的形状;B 易拉罐变瘪,是水对易拉罐的压强使它变形;C 易拉罐变瘪,是易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个反作用力,使它变形;D 易拉罐变瘪,是注射器抽取密封易拉罐中空气,使罐内气压小于外界大气压,大气压把它压变形。故该选 D
8、某科学利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器测量大气压强的值,实验步骤如下:
⑴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,这样做的目的是
排出注射器筒内的空气
。
⑵如图甲所示,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。当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为29.9N。
⑶如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为
6.00
cm,计算出活塞的横截面积。
⑷计算得到大气压强的数值为
8.97×104
Pa。
⑸同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差的因素有:
①
注射器中空气没排净
;②
活塞与注射器壁有摩擦
⑹小组中有的同学测量值偏大,有的同学测量值偏小,分析原因:
①实验数据总比真实值小,原因可能是
注射器中的空气没有排净_; ②实验数据总比真实值大,原因可能是___活塞与注射器壁有摩擦,造成 F 偏大___。
8 题
【解析】⑷大气压强:
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