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八上科学2.3大气压强第二课时
教学内容 大气压
教学目标 让学生熟练掌握上述学习目标的内容
教学重点 1.大气压强的影响因素及对沸点的影响；2.大气压强测量实验；3.大气压强计算
教学难点 大气压强计算
课程难度 中等
一.知识总结
（一）大气压的测量
1.标准大气压的大小：在海平面附近，大气压的数值接近于1.01×105 帕（即760毫米汞柱）
2.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，1mmHg约为133Pa。该气压计携带和使用比较方便。
（2）水银气压计
水银气压计内有一根细玻璃管，管内水银柱的高度会随着大气压的变化而变化。读出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准。
空气气压计 水银气压计
1. 估测大气压值得方法
（1）吸盘法：将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在平滑的物体表面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计钩着挂钩测出刚刚拉脱时的拉力。再设法测量出吸盘与桌面的的接触面积，然后用压强公式算出大气压，如图所示。
（2）针筒法：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，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，然后慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚好拉动时,记下弹簧测力计的示数，再设法测量出活塞的横截面积，然后用压强公式算出大气压。如图所示。
吸盘法 针筒法
（二）气压对液体沸点的影响
1.实验探究气压对沸点的而影响
实验操作 实验现象 实验结论
用酒精灯将烧瓶中的水加热到沸腾，再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气，使瓶内气压增大。 烧瓶内沸腾的水不再沸腾 液体的沸点与气压大小有关。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。
移开酒精灯，待水温稍降一些，再用注射器缓缓地从烧瓶里抽气，使瓶内气压降低。 烧瓶内的水又重新沸腾
2.应用：压力锅
压力锅即高压锅，是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界大气压为1 x105 Pa时，一般的家用压力锅的压强接近于2x105 Pa,锅内水的沸点在120 ℃左右。用压力锅烧煮食物，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，节约燃料。
高压锅计算原理：高压锅工作时，内部产生大量水蒸气导致内部气压增高大于外部的大气压。当高压锅内部温度达到设计最高气温时，外大气压力和限压阀自身重力的合力与内部大气压力是平衡。由二力平衡条件可得： P外·S空+m阀g=P内·S空
（三）影响气压的因素
气压是指大气对地球表面单位面积的压力，它受到多种因素的影响，主要包括：
1. 高度：随着海拔的升高，大气压力通常会降低，因为大气层的厚度减小。
2. 温度：在开放空间中，温度升高会导致空气膨胀，密度降低，从而降低气压；相反，温度降低会使空气收缩，密度增加，增加气压。在密闭环境下，温度升高，气压变高，温度降低，气压变小。
二.课堂练习
题型一.大气压强的影响因素及对沸点的影响
例1.小科利用注射器改进“气压对液体沸点影响”的实验．他用注射器吸入刚停止沸腾的热水，并用橡皮帽堵住入水口，用力向外拉动活塞，水重新沸腾。下列说法正确的是（　　）
A．向外拉活塞，水的温度升高，重新沸腾
B．向内压活塞，水不会沸腾
C．实验说明气压越低，水的沸点越高
D．拔火罐是利用该实验原理工作的
【分析】A、向外拉活塞，水的温度不变，但气压减小，水重新沸腾；
B、气压增大，沸点升高；
C、气压越低，水的沸点越低；
D、拔火罐是利用内外压强差。
【解答】解：A、向外拉活塞，水的温度不变，但气压减小，水重新沸腾，故A错误；
B、向内压活塞，水的气压增大，沸点升高，水不会沸腾，故B正确；
C、实验说明气压越低，水的沸点越低，故C错误，
D、拔火罐是利用内外压强差原理，故D错误。
故选B。
例2.世界上第一支温度计，是伽利略根据气体的热胀冷缩的性质制成的，如图所示。该温度计有一个误差因素难以克服，即大气压的变化。有一支已经在标准大气压校对准确的气体温度计，在阴雨天气气压偏低时的示数与正常值相比（　　）
A．偏大 B．偏小 C．相等 D．无法判断
【分析】一定质量的密闭气体，温度升高，压强增大；阴雨天气气压偏低，温度计内外气压差变大。
【解答】解：由图中的伽利略温度计知道，当液面由A下降到B时，是因为瓶内的气体压强增大，使水面下降。而瓶内压强增大，是因为外界温度升高，气体受热膨胀；
阴雨天气外界气压偏低，瓶内气压不变，内外产生气压差，液面下降，示数偏大；B、C、D错误，故A正确。
故选：A。
例3.如图所示。A为玻璃管，与大气相连通，B为密闭的玻璃球，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．天气预报瓶是利用天气和大气压的关系进行预报的
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，往往转为阴雨天气
D．B球内装较多红墨水，可以减少瓶内温度变化造成的干扰
【分析】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】解：
A、天气不同，气压不同，一般来说，阴天下雨的天气大气压比正常低，A管液面明显上升时。因此“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报，故A正确；
B、A管和B球液面相平时，两液面受到气体的压强相等，说明瓶内气压等于外界大气压，故B正确；
C、A管液面明显下降时，内外气体压强不等，显示外界大气压增大，为晴天，故C错误；
D、B球容积较大，红墨水越多，由于热胀冷缩引起的体积变化不明显，从而减小瓶内温度变化造成的干扰。故D正确。
故选：C。
例4.如图是研究气压对水沸点的影响实验。待烧瓶中的水停止沸腾后，再用大号注射器抽出烧瓶里的空气，发现烧瓶内的水又重新沸腾。对上述现象分析正确的是（　　）
A．抽气后，水的温度上升
B．两次沸腾瓶内水的沸点相同
C．两次沸腾瓶内气体压强相同
D．重新沸腾时瓶内水的沸点低
【分析】液体的沸点与气压有关，气压越低，沸点越低。
【解答】解：烧瓶中的水停止沸腾后，抽出烧瓶里的空气，瓶内气体的气压降低，导致水的沸点降低，从而使烧瓶内的水重新沸腾，故D正确。
故选：D。
变式训练1.如图所示，注射器中吸入一定体积热水，向外拉活塞，水沸腾。产生该现象的原因是（　　）
A．注射器内气压减小，水的沸点降低
B．注射器内气压减小，水的沸点升高
C．注射器内气压增大，水的沸点降低
D．注射器内气压增大，水的沸点升高
【分析】液体的沸点与气压有关；气压越低，液体的沸点越低。
【解答】解：注射器中吸入一定体积热水，向外拉活塞，水沸腾，说明液体上方的气体的气压越低，沸点越低，故A正确，BCD错误。
故选：A。
变式训练2.科学是一门以实验为基础的学科，关于下列实验的说法不正确的是（　　）
A．甲实验中用力吹气时，瓶中的水从竖直的玻璃管内上升甚至喷出
B．乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面竖直高度低于760mm
C．丙实验将简易气压计从山脚带到山顶，玻璃管内液面会上升
D．丁实验为使烧瓶内刚停止沸腾的水再次沸腾，可向外拉动活塞，减小气压，降低沸点
【分析】（1）流体压强大小与流速有关，流速越大的地方压强越小。
（2）气压相同，支撑水银柱的高度也相同。
（3）液体的沸点与大气压有关，气压越低，沸点越低。
【解答】解：A、用力吹气时，瓶中的水从竖直的玻璃管内上升，再从管口向左喷出，因为流速越大的地方压强越小，故A正确；
B、气压相同，支撑水银柱的高度也相同，故乙实验将玻璃管略微倾斜水银面高度还是760mm，不会低于760mm，故B错误；
C、丙实验将简易气压计从山底带到山顶，山顶气压变低，玻璃管内气压不变，故玻璃管内液面会上升，故C正确；
D、丁实验向外拉动活塞，减小气压，沸点降低，则烧瓶内刚停止沸腾的水再次沸腾，故D正确。
故选：B。
变式训练3.如图所示，两端开口的光滑的直玻璃管，下端插入水银槽中，上端有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，设外界大气压为p0，环境温度保持不变，则中间空气的压强大小＝　p0+ρgh　（用所给的字母表示），H 　等于　h（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（水银密度为ρ）
【分析】本题应当围绕玻璃管封有一段空气来分析，假设其压强为p，对于上方一段水银柱，其自身产生的压强为ρgh，大气压对其压强p0最终也作用于中间空气，p＝p0+ρgh；分析下方水银面的压强得出两者关系。
【解答】解：中间空气的压强大小为p＝p0+ρgh，对于下方水银槽，液面差产生的压强ρgH作用于中间空气，大气压p0通过挤压下方水银面作用于中间空气，p＝p0+ρgH，空气中静止，上下方压强相等，p0+ρgh＝p0+ρgH，即H＝h。
故答案为：p0+ρgh；等于。
变式训练4.小科在科技创新现场展示了科创作品。他把橡胶管一端放入位置较低盛有冷水的烧杯中，另一端与塑料瓶盖相连并密封，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，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉，目的是让瓶内空气增加
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．烧杯中的水流入塑料瓶，是利用了气体的流速对大气压的影响
D．烧杯中的水流入塑料瓶，是因为瓶内气压小于大气压
【分析】（1）水蒸气液化，体积变小；
（2）将瓶盖盖住瓶口并拧紧，目的是不让大气进入瓶中；
（3）烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，利用大气压强；
（4）烧杯中的水上升，是由于大气压的作用。
【解答】解：A、往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿瓶内水蒸气液化，体积变小，瓶内气体压强变小，故A错误；
B、将瓶盖盖住瓶口并拧紧，目的是不让大气进入瓶中，水蒸气液化，体积变小，瓶内气压小于大气压，故B错误；
C、烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，是大气压强的作用，故C错误；
D、烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，是因为瓶内气压小于大气压，烧杯中的水在大气压的作用下，流入塑料瓶，故D正确。
故选：D。
题型二.大气压强测量实验
例1.如图是小明利用V＝2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
（1）利用刻度尺测量出注射器带刻度部分的长度L为10cm，即可算出活塞横截面积为0.2cm2。
（2）把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当 　注射器的活塞开始滑动　时，记下弹簧测力计的示数F＝2.1N，据此可测得大气压值p＝　1.05×105　Pa。
（3）考虑到活塞与筒壁之间有摩擦，小明继续拉动一小段距离后，慢慢退回注射器筒。在活塞刚要到针筒内底部时弹簧测力计示数为F′，则大气压值p＝　　（用F、F′、V、L表示）
【分析】（2）根据压强公式计算压强大小；
（3）由题意知，考虑活塞与筒壁之间的摩擦时，外界大气对活塞的压力为，根据压强公式求得压强p′的表达式；
（4）若筒内空气没有排尽，则所需拉力偏小，所测大气压值就偏小。
【解答】解：（2）把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，
大气压：＝；
（3）由题意知，设外界大气对活塞的压力为F0，活塞与筒壁之间的摩擦为f，第一次活塞被拉出注射器时，活塞受力情况为：F＝F0+f，第二次活塞退回注射器时，活塞受力情况为：F0＝F′+f，则外界大气对活塞的压力为F0＝，故大气压值为；
故答案为：（2）注射器的活塞开始滑动；1.05×105；（3）。
例2.小金学习了大气压强后，借助注射器（容积为5mL）、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下：
①按图示组装好器材，首先将注射器活塞推至顶端，上端未封口，接着往小桶内缓慢加水，直至活塞恰好开始下滑时，取下小桶，用天平测量出小桶和水的总质量为78g。
②重新将注射器活塞推至顶端，并用橡皮帽封住注射口，将步骤①中的装水小桶（水未倒出）重新挂在注射器下端，缓慢向小桶内加水，直至活塞又恰好开始下滑，再取下小桶，用天平测量其总质量为548g。
③取下注射器，并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题：
（1）本实验中应以 　活塞　（选填“注射器”“活塞”或“小桶”）为研究对象来分析其所受力的情况。
（2）步骤②中“将注射器活塞推至顶端”的目的是 　排尽空气　。
（3）上述实验中，在不考虑活塞重力的情况下，可得出大气压强的值约为 　9.4×104Pa　。
（4）进一步分析，如果考虑活塞重力，所测出的大气压值与（3）中所测得值相比 　不变　（选填“较大”、“不变”或“较小”）。
【分析】（1）该实验中以活塞为研究对象来分析其所受大气压力；
（2）测量大气压时，要排尽筒内空气；
（3）根据二力平衡的条件，当活塞刚刚拉动时，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力；再根据公式p＝将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（4）分析活塞重力对测量摩擦力和拉力的影响，推出对活塞压力的大小影响分析。
【解答】解：（1）该实验中以活塞为研究对象；分析研究的是大气对活塞的压力；
（2）步骤②中“将注射器活塞推至顶端”的目的是为了排尽空气；
（3）根据二力平衡条件，摩擦力等于重力，f＝F1＝G＝mg＝0.078kg×10N/kg＝0.78N，活塞受到的大气压力为F2＝（0.548﹣0.078）kg×10N/kg＝4.7N，
这就是大气对活塞的压力，注射器的容积为5mL＝5cm3，这注射器上的全部刻度线由刻度尺测量得出为10cm，故活塞的横截面积为S＝＝＝0.5cm2＝0.5×10﹣4m2将其代入公式得，
p＝＝＝9.4×105Pa；
（3）在步骤①中，将注射器活塞推至顶端，上端未封口，接着往小桶内缓慢加水，直至活塞恰好开始下滑时，取下小桶，用天平测量出小桶和水的总质量，可求出小桶和水的总重力，以活塞为研究对象，根据力的平衡条件可知小桶和水的总重力（即活塞受到向下的拉力）等于活塞受到摩擦力和重力的合力，所以步骤①的目的是排除活塞与注射器之间的摩擦对实验的影响，还排除了活塞重力对实验的影响，因而如果考虑活塞重力，所测出的大气压值与（3）中所测得值相比不变。
故答案为：（1）活塞；（2）排尽空气；（3）9.4×104Pa；（4）不变。
变式训练1.物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下：
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V1。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题：
（1）测量中，分析研究的是大气对 　活塞　（选填“针筒”或“活塞”）的压力。
（2）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 　C　（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则p＝　　。
（3）在测量大气压强的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学设计了如图丙所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为900g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为500g，烧杯质量为125g，活塞面积为7.5×10﹣5m2，轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压值为 　1.1×105　Pa。
【分析】（1）明确实验的原理，分析出研究对象；
（2）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器；
因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S＝，利用压强的公式p＝可得出表达式；
（3）当注射器中的活塞开始向左滑动时，此时摩擦力与所受的大气压力方向相同；当注射器中的活塞开始向右滑动时，此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。
【解答】解：
（1）该实验中以活塞为研究对象；分析研究的是大气对活塞的压力；
（2）因为大气的压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用小量程注射器，故选C；
活塞的面积S＝，将测量结果代入压强公式得：p＝＝；
（3）当注射器中的活塞开始向左滑动时，G1＝（0.9+0.125）kg×10N/kg＝10.25N，对活塞受力分析：f+F＝G1＝10.25N；
当注射器中的活塞开始向右滑动时，G2＝（0.5+0.125）kg×10N/kg＝6.25N，对活塞受力分析：F﹣f＝G2＝6.25N；
两式联立解得：F＝8.25N；
所以p＝＝＝1.1×105Pa。
故答案为：（1）活塞；（2）C；；（3）1.1×105。
变式训练2.科学兴趣小组同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶大气压。测量方案如下。
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒。当针筒中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方回以下问题。
（1）测量中，分析研究的是大气对 　活塞　（选填“针筒”或“活塞”）的压力。
（2）若同学们用图丙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动，可改用图丙中的 　C　（选“A”或“C”）注射器。
（3）若实验时，测得数据如甲、乙所示，计算得到大气压强的数值为 　1.03×105　Pa。
【分析】（1）该实验的实验原理是：p＝，明确实验的原理，分析出研究对象；
（2）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器；
（4）由图甲可求活塞的横截面积S＝，由图乙可知拉力F，利用p＝可求大气压强的数值。
【解答】解：（1）该实验的实验原理是p＝，该实验中以活塞为研究对象，所以分析研究的是大气对活塞的压力；
（2）因为大气的压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用小量程注射器，故选C注射器；
（3）由图甲可知，V＝2.5mL＝2.5cm3，注射器刻度总长L＝4.02cm，活塞的横截面积S＝＝≈0.622cm2；
由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F＝6.4N，则大气压强p＝＝≈1.03×105Pa。
故答案为：（1）活塞；（2）C；（3）1.03×105。
变式训练3.学习了大气压的相关知识后，同学们想估测一下大气压的大小。他们准备了如下器材：A、B、C三个不同规格的注射器、两个相同的弹簧测力计（量程为10N）、刻度尺、一个铁丝做成的T型钩、细线、橡皮帽等。某组同学在实验中选了B规格的注射器，发现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲实验装置，顺利完成了测量任务。具体步骤如下：
①先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L。
②把注射器的活塞推至注射器筒底端，排尽筒内的空气。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F。
请根据他们的实验方案回答以下问题：
（1）若不考虑其他因素的影响，则本次测量所得的大气压值p＝　　。（用测量步骤中的V、L和F表示）
（2）实验过程中，同学们发现注射器顶端装针头处，空气无法排尽。这将使得测量结果比当天大气压 　偏小　（填“偏大”或“偏小”）。
（3）另外一组的同学用一个弹簧测力计也完成了实验，请你分析他们选择的是 　C　规格的注射器，理由是 　因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小　。
【分析】（1）根据二力平衡的条件，当活塞刚刚拉动时，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力；再根据公式p＝将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（2）当注射器里面有气体时，则筒内气体就有一定的压强，会造成拉力F偏小，在面积S不变时，所测量的大气压值会偏小；
（3）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器；
因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S＝，利用压强的公式p＝可得出表达式。
【解答】解：
（1）由步骤①可知，注射器的最大刻度为V，全部刻度的长度为L，注射器活塞的横截面积为S＝；
由步骤③可知当刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F，则由力的平衡条件可知大气对活塞的压力为2F，
此时大气压的数值：p＝＝＝；
（2）注射器顶端装针头处的空气无法排尽，内部空气对活塞的压力会和外部大气压力抵消一部分，这样使得弹簧测力计受到的拉力减小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；
（3）因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小，拉动活塞的拉力也可以小一点，所以当用一个弹簧测力计时，可换用横截面积小的注射器，故选C；
故答案为：（1）；
（2）偏小；
（3）C；因为大气压强是一定的，根据公式F＝pS可知，受力面积越小，活塞受到的大气压力也会越小。
变式训练4.小金利用最大刻度值标有5mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。其实验步骤如下：
①先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
②用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为6N。
③测出注射器全部刻度的长度为10cm。
④根据测量数据，算出大气压的值。
（1）根据数据算出的大气压强是 　1.2×105　Pa。
（2）小金发现，在做此实验时测得的大气压值偏大，对此你认为原因可能是 　活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大　。
（3）在步骤①的设计中，若橡皮帽封住的注射器小孔有气体残余，则测出的弹簧测力计的示数偏 　小　。
【分析】（1）实验中要测出注射器的长度，因此要用到刻度尺。
（2）注射器的容积可通过图中读出，其单位为mL，注射器是圆柱体，利用公式V＝SL的变形，可求其横截面积的大小；
根据二力平衡的条件，当活塞刚刚拉动时，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力；再根据公式p＝F/S将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（3）如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而影响测量结果。
【解答】解：（1）读图可知，注射器容积为5ml，即5cm3．注射器全部刻度的长度L＝10cm，因为注射器为圆柱体，根据其体积公积可得，S＝V/L＝0.5cm2＝5×10﹣5m2
实验时，把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气。弹簧测力计的示数F＝6N，这就是大气对活塞的压力，将其代入公式得，
p＝F/S＝1.2×105Pa；
（2）实验中，因为活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大；
（3）如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而影响测量结果，算出的大气压会偏小。
故答案为：1.2×105Pa；活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大；小。
题型三.大气压强计算
例1.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则：
（1）高压锅内气体能达到的最大压强为多少？
（2）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配备一个质量为多少克的限压阀？（g取10N/kg）
【分析】（1）已知限压阀的质量，根据G＝mg求出限压阀的重量；锅内最大气压等于外界大气压与限压阀产生的压强之和；
（2）由经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，可知原来的限压阀不能继续使用；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】解：（1）限压阀的重量为：
G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
高压锅内气体能达到的最大压强为：
p＝p0+＝1.0×105Pa+＝2×105Pa；
（2）p限＝p最大﹣p0＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa，
根据p＝可得限压阀受到的压力为：
F限＝p限S＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，
G＝F限＝0.8N，
限压阀的质量为：
m＝＝＝0.08kg＝80g。
答：（1）锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa；
（2）不能，应该再配一个质量为80g的限压阀。
例2.覆杯实验是科学中的经典实验。小乐在薄壁玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（不留空气，然后托住硬纸片，将玻璃杯倒置，水不流出，硬纸片也不掉下，如图甲所示。
（1）小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态，其目的是证明 　大气向各个方向都有压强　。
（2）当玻璃杯处于如图甲所示状态时，玻璃杯中水的高度为15cm，杯口圆面积为100cm2，若实验时大气压强为1×105Pa，不计硬纸片质量，则硬纸片与水和杯接触的100cm2部分，受到向下的压力为 　1×103　N：得出上述数据的理由是 　硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡　。
【分析】（1）大气向各个方向都有压强；
（2）根据F＝pS求出大气对纸片向上的压力，不计硬纸片质量（重力），因硬纸片处于静止状态，则硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡，据此可求出硬纸片受到向下的压力。
【解答】解：（1）小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态，纸片没有落下，说明纸片受到力的作用，说明大气向各个方向都有压强；
（2）大气对纸片向上的压力为：F向上＝p大气S圆＝1×105Pa×100×10﹣4m2＝1×103N；
不计硬纸片质量（重力），因硬纸片处于静止状态，则硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡，
所以，硬纸片受到向下的压力（包括水对纸片的压力以及上方杯底对水的压力）：F向下＝F向上＝1×103N。
故答案为：（1）大气向各个方向都有压强；（2）1×103；硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡。
变式训练1.一款新型家用电梯（如图所示）正走进我们的生活，它外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。已知外界大气压为1×105Pa，电梯室质量为120kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为300N，底部和顶部面积均为1m2。
（1）请用所学知识分析说明该新型家用电梯是如何实现向上运动的。
（2）低压区的气压降到9.8×104Pa时，作用在电梯室上表面的大气压力是 　9.8×104　牛。
（3）抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa，，则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是 　410kg　。
【分析】（1）根据顶部和底部气压的变化分析；
（2）根据F＝pS求出压力的大小；
（3）根据G＝mg求出电梯的重力；然后求出高压区和低压区的压强差，根据F＝pS求出压力；
对电梯室受力分析求出物体的重力，根据m＝求出物体质量的大小。
【解答】解：
（1）抽气泵抽气，顶部气压减小，当顶部气压减小到一定程度，而底部气压不变，此时底部大气压大于顶部大气压，产生了一个向上的压强差、压力差，电梯室上升；
（2）根据p＝可知，作用在电梯室上表面的大气压力为：
F＝pS＝9.8×104Pa×1m2＝9.8×104N；
（3）电梯的重力为：G电梯＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N；
此时高压区和低压区的压强差为：Δp＝1×105Pa﹣9.5×104Pa＝5×103Pa，
电梯室受到的压力差为：F'＝ΔpS＝5×103Pa×1m2＝5×103N；
电梯匀速下降时，处于平衡状态，受到的合力为0，
则可装物体的重力为G＝F'+f﹣G电梯＝5×103N+300N﹣1200N＝4100N；
故可装的物体质量为：m＝＝＝410kg。
故答案为：（1）抽气泵抽气，顶部气压减小，当顶部气压减小到一定程度，而底部气压不变，此时底部大气压大于顶部大气压，产生了一个向上的压强差、压力差，电梯室上升；（2）9.8×104；（3）410kg。
变式训练2.如图所示的示意图，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，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小.现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为10mm2，质量为100g的限压阀，用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。问：
（1）高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而 　升高　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0.8×105Pa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？（g取10N/kg）
【分析】（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】解：（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：。
答：（1）高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而升高工作的；
（2）此时锅内部气体的最大压强是2×105Pa；
（3）该高压锅在大气压强为0.8×105Pa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120g的限压阀。
变式训练3.如图所示是高压锅的基本结构示意图。锅盖上有一个空心柱为出气孔，空心柱上戴着的一个帽子为安全阀，当高压锅内的气体压强超出了安全值时，锅内的气体就会冲开安全阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。（π取3，大气压取105Pa）
高压锅自重 高压锅直径 出气孔半径 安全阀质量
40N 30cm 2mm 120g
（1）小科在使用电饭煲煮玉米时发现大约需要15～20分钟能将玉米煮熟，而使用高压锅煮熟玉米大概只需要8分钟（内壁容积、玉米种类数量均相同）。请根据此现象解释其中包含的科学道理。
（2）经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.6×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀不能再使用，那么应该再配备一个质量为多少克的限压阀？
【分析】（1）液体的沸点随气压的升高而增大；
（2）由经检验锅内气体的最大压强不能超过1.6×105Pa，可知原来的限压阀不能继续使用；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】解：（1）高压锅是密封的，锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去，使锅内水面上的气压增大，水的沸点升高，更容易将食物煮熟；
（2）经检验锅内气体的最大压强不能超过1.6×105Pa，作用在限压阀上的压强p'＝p最大﹣p0＝1.6×105Pa﹣1×105Pa＝0.6×105Pa，出气孔的面积S＝πR2＝3×（2mm）2＝12mm2＝12×10﹣6m2，由p＝可得，限压阀的压力F'＝p'S＝0.6×105Pa×12×10﹣6m2＝0.72N；又此时压力等于其重力，则限压阀的重力G＝F′＝0.72N；根据G＝mg可得，限压阀的质量m＝＝0.072kg＝72g。
答：（1）高压锅是密封的，锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去，使锅内水面上的气压增大，水的沸点升高，更容易将食物煮熟；
（2）应该再配备一个质量为72g的限压阀。
变式训练4.高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可以将食物加热到100℃以上。由于省时高效，深受消费者的欢迎。
（1）高压锅工作的原理是通过 　增大　（填“增大”或“减小”）锅内气压，让水的沸点 　升高　（填“升高”或“降低”），从而使食物在较高温度下煮熟。
（2）小科同学测得家中高压锅出气孔面积为10毫米2，压在出气孔上的安全阀质量为70克。请通过计算判断出利用这种高压锅烧水时，最高水温大约是多少？（p大气＝1.0×105Pa）
【分析】（1）水的沸与气压有关，气压越大，沸点越高；
（3）当先算出安全阀的重力，然后根据压强公式p＝计算出限压阀自重产生的压强；这个压强再加上标准气压就是锅内气体能达到的压强，根据图乙可以确定锅内可达到的最高温度。
【解答】解：（1）高压锅工作的原理是增大锅内气压，且水的沸与气压有关，气压越大，沸点越高；
（2）安全阀的重力：G＝mg＝0.07kg×10N/kg＝0.7N，
出气孔的面积：S＝10mm2＝1×10 5m2，
安全阀对出气孔处气体产生的压强：
p＝＝0.7×105Pa；
由平衡条件可知，锅内气压等于外界大气压（p大气＝1.0×105Pa）与安全阀对气体压强之和，
则锅内气压：p内＝p大气+p＝1.0×105Pa+0.7×105Pa＝1.7×105Pa，
由图象知，锅内温度约为115℃。
故答案为：（1）增大；升高；（2）115℃。
变式训练5.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，如图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12mm2，限压阀的质量为84g。请你通过计算并对照图来判断；用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少？（大气压值取1.0×105Pa）
【分析】限压阀恰好平衡时，锅内的压强最大，水温最高，此时锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，根据F＝pS得出等式即可求出锅内的最大气压，然后从图像上得出高压锅内最高温度。
【解答】解：锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，
根据p＝可得：p内S＝p0S+mg，
即p内＝＝p0+
＝1.0×105Pa+
＝1.7×105Pa，
由图可知，水温最高可达116℃（116℃左右均可）。
答：水温最高可以达到116℃（116℃左右均可）。
三.课后作业
1.如图所示，某同学用吸管喝水，如果每次吸入水的质量相同，设杯底对桌面的压力减小量为ΔF，杯底所受水的压强减小量为Δp。则下列说法错误的是（　　）
A．喝水时，水在大气压的作用下进入口中
B．如吸管a点破损，水就喝不上来
C．杯底对桌面的压力减小量ΔF保持不变
D．杯底所受水的压强减小量Δp保持不变
【分析】（1）吸管吸水是利用大气压的原理。
（2）根据杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重力，结合吸水量相同分析。
（3）杯子的形状是上宽下窄，如果每次吸入水的质量相同，则杯内水的深度减小量增加，由p＝ρgh分析Δp1的变化。
【解答】解：AB、利用吸管喝水时，吸去管内空气，压强减小，水在大气压的作用下进入口中，如吸管a点破损，空气进入使得管内气压不能减小，水就喝不上来，故A、B正确；
C、每次吸入水的质量相同，重力变化量相同，对桌面压力的变化量相同，故C正确；
D、杯子的形状是上宽下窄，如果每次吸入水的质量相同，水的体积相同，则杯内水的深度减小量一次比一次多，则由p＝ρgh可知，杯底所受水的压强减小量Δp1逐渐变大；故D错误。
故选：D。
2.如图所示，把测量大气压强的托里拆利实验装置放在托盘电子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水银槽B的底部不接触，当天气晴朗之时，托盘电子秤的读数为Q。若遇到阴雨绵绵之日，托盘电子秤的读数将（　　）
A．大于Q B．等于 C．小于Q D．无法确定
【分析】托盘电子秤读数等于水银槽及槽中的水银所受重力；大气压的变化时，会改变槽中的水银的多少，则所受的重力就会改变，据此答题。
【解答】解：由图知：托盘电子秤称的是水银槽和槽中的水银；而管中的水银处于大气压所产生向上的力和重力的平衡力；遇到阴雨绵绵之日，大气压强下降，进入玻璃管的水银减少，使水银槽中的水银增多，水银槽中的水银因增加，使水银槽及槽中的水银所受的重力增加，故示数大于Q。
故选：A。
3.高压锅是一种密闭的加热容器，锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被顶起放出部分气体，实现对锅内气体压强的控制。已知图甲的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为72g。水的沸点跟气压的关系图像如图乙所示。下列选项正确的是（大气压值取1.0×105Pa）（　　）
A．该高压锅内的最大压强为1.8×105Pa
B．用该高压锅烧水，水温最高可以达到115℃
C．可以通过减小限压阀的质量，来提高锅内水的沸点
D．用该高压锅在高山上和山脚煮熟食物的效果一样
【分析】（1）利用重力公式和压强公式得到限压阀对出气孔的压强，高压锅内的气压等于外界大气压与限压阀对出气孔的压强之和；
（2）由图乙可查找高压锅内为最大压强时，对应的水的温度；
（3）液面上方的气压越大，液体的沸点越高；
（4）高山上气压较低，山脚处气压较高。
【解答】解：A.该高压锅内的最大压强p＝p大气压+＝1.0×105Pa+＝1.6×105Pa，故A错误；
B.由图乙可知，当该高压锅内的最大压强为1.6×105Pa时，对应的水温为115℃，故B正确；
C.液面上方的气压越大，液体的沸点越高，由A中的推导式可知，增大限压阀的质量，可以提高锅内水的沸点，故C错误；
D.高山上气压较低，山脚处气压较高，由A中的推导式可知，高山上的最大压强小于山脚处的最大压强，则锅内水的最高温度不同，煮熟食物的效果不同，故D错误。
故选：B。
3.如图所示为一蓄水箱示意图，箱内装满水，M、N是管内同一水平线上的两点，K是阀门。K关闭时M、N两点的压强为pM、pN，K打开流出水时，M、N两点的压强分别为pM′、pN′，则（　　）
①pM＝pN
②pM＞pN
③pM′＝pN′
④pM′＞pN′
A．②④ B．①③ C．②③ D．①④
【分析】根据液体压强公式分析比较K关闭时M、N两点的压强；根据流体压强与流速的关系分析比较K打开流出水时，M、N两点的压强。
【解答】解：①②当阀门K关闭时，M、N所处的深度相同，水的密度一定，根据p＝ρgh可知，K关闭时M、N两点的压强大小是pM＝pN，故①正确，②错误；
③④、K打开流出水时，M处的横截面积大，N处的横截面积小，同质量的水流过时，M处的流速小，压强大，N处的流速大，压强小，即pM′＞pN′，故③错误，④正确。
故选：D。
4.2016年7月1日起，全省二级以上医院（除儿童医院）全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物；如图是医院为病人输液部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通，则在输液过程中（瓶A中尚有液体），下列说法错误的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
③在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【分析】以瓶A中上方气体为研究对象，根据瓶A中液体的变化情况可判断瓶A中上方气体的压强变化；以滴壶B中的气体为研究对象，分析进气管C处到B处的液柱变化情况，可得知B内气体的压强变化。
【解答】解：瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差，瓶A中的液体面下降，液体产生的压强就减小，所以瓶A中上方气体的压强会增大，①错误，②正确。
进气管C处的压强为大气压强，不变化，从C到滴壶B之间的液柱高度不变，所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。③正确，④错误。
故选：C。
5.某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、刻度尺来测是大气压强的大小。吸盘平面面积为10cm2，用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；将吸盘压在平面镜上，排尽吸盘内空气：用弹簧秤水平拉动吸盘（如图甲），直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为90N。
（1）请计算当时的大气压值为 　9×104　帕。
（2）如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风，如图乙，弹簧秤示数可能会 　小于　90N（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【分析】（1）根据题意可知，大气对吸盘的压力等于弹簧秤示数平均值，又知吸盘平面面积，利用p＝计算实验时的大气压值；
（2）根据流体压强和流速的关系分析解答：流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小。
【解答】解：（1）根据题意可知，大气对吸盘的压力F＝F示＝90N，
由于吸盘重力竖直向下，对水平拉力没有影响，实验时的大气压值：
p＝＝＝9×104Pa；
（2）由图可知，如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风，如图乙那样对着吸盘自上而下吹风，根据流体压强和流速的关系可知，吸盘外侧空气流速增大，压强变小，大气对吸盘的压力减小，所以，弹簧秤拉动吸盘至恰好脱落时的示数一般会小于90N。
故答案为：（1）9×104；（2）小于。
6.小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材，对大气压的值进行测量。
（1）将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是 　排尽注射器内的空气　。
（2）下面是记录实验情况的表格，请将空白处内容补充完整。
大气压力F/N 注射器容积V/mL 注射长器全部刻度的长度l/cm 活塞面积S/cm2 大气压强p/Pa
7.5 2.5 4 0.625 　1.2×105　
（3）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体。
②活塞与注射器筒壁间有摩擦。
③弹簧测力计的示数没有读准。
④活塞与注射器筒壁不完全密封。
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 　C　。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【分析】（1）（2）本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F＝PS，故测出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可根据p＝求出大气压强的值。
（3）注射器筒内有空气或没有读准弹簧测力计的示数7.5N都会导致测量值小于真实值。
【解答】解：（1）将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。
（2）根据实验原理可知需要测量的物理量：大气压力F；注射器容积V；注射器全部刻度的长度为L；活塞的横截面积为S；最后计算出大气压强的值；
p＝＝＝＝＝1.2×105Pa。
（3）根据压强公式P＝，受力面积一定，活塞与注射器筒壁不完全密封，注射器筒内有空气会使拉力变小，算出的大气压会偏小；活塞与注射器筒壁间有摩擦，或没有读准弹簧测力计的示数都会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大，故选C。
故答案为：（1）排尽注射器内的空气；（2）②1.2×105； （3）C。
7.为了估测当天大气压究竟有多大，科学兴趣小组同学在实验室合作进行了如图甲所示的实验。其实验步骤如下：
①将蘸水的塑料吸盘（吸盘有重力）按在光滑水平板面上，并多次挤压吸盘。
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面。
③记录刚脱离板面时弹簧测力计的读数F0＝41N，可视为大气对吸盘的压力大小。
④量出吸盘与水平板面的接触面积S＝4cm2。
⑤计算大气压。
（1）步骤①中“多次挤压吸盘”的目的是 　将里面空气排出　。
（2）根据甲实验设计，可能会引起测得的大气压值偏大的原因是 　吸盘自身重力影响　。
（3）若按图乙中的两种方式进行实验，实验器材和步骤均相同，则选择图乙中的 　左　（填“左”或“右”）图这种方式更合理。
【分析】（1）将吸盘蘸水后按在光滑水平板面上，加强了吸盘与板面之间的密封性，防止漏气，以减小吸盘内气体对实验结果的影响，多次按压的目的是排尽空气；
（2）向上拉动时，不仅克服大气压力，还要拉起吸盘的重力；
（4）从吸盘的重力角度分析。
【解答】解：（1）将吸盘蘸水后按在光滑水平板面上，多次挤压吸盘是为了排尽空气，防止漏气，以减小吸盘内气体对实验结果的影响；
（2）甲实验设计，向上拉动时，拉力大小等于向下的大气压力和吸盘重力之和，可能会引起测得的大气压值偏大的原因是吸盘自身重力影响；
（3）竖直向下拉动时，拉力与吸盘自身重力的之和等于大气压力，因而所测拉力偏小，只有水平方向拉动时，重力没有影响，故左侧合理。
故答案为：（1）将里面空气排出；（2）吸盘自身重力影响；（3）左。
8.饮水机控制出水的一个重要部件就是“聪明座”。水桶就是倒扣在聪明座上的，聪明座的下面是一个蓄水箱，打开出水阀时，水从聪明座的出水口流入蓄水箱，再从出水阀流出，同时空气从聪明座的进气口进入水桶，如图所示。关闭出水阀后，当水淹没“聪明座”的进气口时，水就不再流出，从而保证蓄水箱中的水位保持在“聪明座”的进气口位置。
（1）“聪明座”做成锥形，可使水桶与“聪明座”的接触面积增大，使水桶对“聪明座”的压强 　变小　。（填“变小”、“变大”或“不变”）
（2）当蓄水箱中的水面刚好淹没聪明座的进气口时，在 　大气压　的作用下，水桶中的水不会继续流入蓄水箱中。
（3）使用一段时间后，桶内水位高度降低，此时水桶底上方A处气体的压强 　＜　（填“＞”、“＝”或“＜”）大气压。
【分析】（1）减小压强的方法：在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强；
（2）比较桶内水产生的压强和蓄水箱上面的大气压的大小得出结论；
（3）A点的气压加上下方水柱产生的压强等于大气压。
【解答】解：
（1）水桶对“聪明座”的压力一定，“聪明座”做成锥形，可以增大与水桶的接触面积，根据p＝可知，可使压强变小，避免被水桶压破。
（2）水桶倒扣在聪明座上，当蓄水箱中的水面刚好淹没聪明座的进气口时，蓄水箱上面受到大气压的作用，大于桶内水产生的压强，所以水桶中的水不会继续流入蓄水箱中。
（3）因为A点的气压加上下方水柱产生的压强等于大气压，所以A处气体的压强与桶外大气压相比偏小。
故答案为：（1）变小；（2）大气压；（3）＜。
9.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内安全阀———阀门的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则：
（1）用高压锅烧水至沸腾时，水的温度 　＞　100℃。（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）高压锅内气体能达到的最大压强为多少？
（3）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配备一个质量为多少克的限压阀？
【分析】（1）液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高；
（2）已知限压阀的质量，根据G＝mg求出限压阀的重量；锅内最大气压等于外界大气压与限压阀产生的压强之和；
（3）由经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，可知原来的限压阀不能继续使用；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】解：（1）液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高，故水的温度高于100℃；
（2）限压阀的重量为：
G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
高压锅内气体能达到的最大压强为：
p＝p0+＝1.0×105Pa+＝2×105Pa；
（3）p限＝p最大﹣p0＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa，
根据p＝可得限压阀受到的压力为：
F限＝p限S＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，
G＝F限＝0.8N，
限压阀的质量为：
m＝＝＝0.08kg＝80g。
答：（1）＞；
（2）锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa；
（3）不能，应该再配一个质量为80g的限压阀。
10.美国东面是大西洋，西面是太平洋，每年都会受到龙卷风的袭击，造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时，室外的气压急剧下降到9×104Pa，当时门窗紧闭，室内气压约为1×105Pa。
（1）为什么龙卷风发生时，室外的气压会急剧下降？
（2）若水平屋顶的面积为100m2，试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小。
【分析】（1）液体和气体都称为流体，生活中常见的流体是水和空气，流体的流速越大，压强越小。
（2）先计算压强差，再根据F＝pS计算压力差。
【解答】解：（1）龙卷风刮过时，室外空气流速急剧增大，气压急剧下降。
（2）由于房屋外部靠近龙卷风的方向，空气流速大，压强小，房屋内空气流速小，压强大，屋顶在压强差的作用下，受到向上的压力差，巨大的压力可将屋顶掀飞；
屋顶内外受到的大气压差为：Δp＝1.0×105Pa﹣9×104Pa＝10000Pa；
屋内外的大气压力差ΔF＝ΔpS＝10000Pa×100m2＝106N。
答：（1）龙卷风刮过时，室外空气流速急剧增大，气压急剧下降；（2）屋顶内外受到的大气压力差为106N。
11.图甲为高压锅的构造，图乙为水的沸点与气压的关系图象。
（1）请说明高压锅为什么能将食物加热到100℃以上？
（2）若高压锅出气孔的直径为3mm，压在出气孔上的安全阀的质量为81g。若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，水的沸点要达到115℃，应使用质量为多大的限压阀？（π取3，西藏地区外界大气压平均值为0.8×105Pa）
【分析】（1）气压越高液体的沸点越高，高压锅利用这个原理制成的；
（2）根据已图115℃对应的气压，减去外界气压，得出安全阀产生的压强，根据计算安全阀的重力，再根据G＝mg计算质量。
【解答】解：（1）标准大气压下，液体的沸点是100℃，气压越高液体的沸点越高，当高压锅内的气压大于标准大气压时，液体的沸点就大于100℃了；
（2）由乙图可知，当温度达到115℃时，气压为1.6×105Pa，
此时限压阀产生的压强：p′＝p内′﹣p外′＝1.6×105Pa﹣0.8×105Pa＝0.8×105Pa；
出气孔的半径：r＝×3mm＝1.5mm＝1.5×10﹣3m；
出气孔的面积：S＝πr2＝3×（1.5×10﹣3m）2＝6.75×10﹣6m2
限压阀的重力：G′＝F′＝p′S＝0.8×105Pa×6.75×10﹣6m2＝0.54N
限压阀的质量：m＝＝＝0.054kg，
答：（1）标准大气压下，液体的沸点是100℃，气压越高液体的沸点越高，当高压锅内的气压大于标准大气压时，液体的沸点就大于100℃了；
（2）用这种高压锅烧水时，水的沸点要达到115℃，应使用质量为0.054kg的限压阀。
12.如图为高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔；空心柱上带有一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分，使锅内气体压强减小，保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2，大气压为1×105Pa，锅内压强最大为1.8×105Pa。（g取10N/kg）
（1）用此高压锅烧水至沸腾时，水的温度 　大于　（填“大于”、“小于”或“等于”）100℃。
（2）计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
（3）计算限压阀的质量。
【分析】（1）高压锅内水上方的空气压强大于标准气压，因此水的沸点高于100℃；
（2）当高压锅内的限压阀要起来而未起来时，外面的大气压强、限压阀重力产生的压强和锅内压强之间的关系为：p内＝p外+p重力，据此计算锅内外的压强差。
（3）锅内外的压强差就是由于限压阀的重力产生的，因此根据G＝F＝ΔpS计算限压阀的重力，再根据G＝mg计算限压阀的质量。
【解答】解：（1）用此高压锅烧水至沸腾时，气压增大，沸点升高，水的温度大于100℃；
（2）高压锅工作时锅内外气体的最大压强差为：Δp＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa；
（3）由p＝可得，此时作用在出气口的压力：F限＝ΔpS＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，此时限压阀的重力：G′＝F限＝0.8N，限压阀的质量：m′＝＝＝0.08kg。
故答案为：（1）大于；（2）0.8×105Pa；（3）0.08kg。
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八上科学2.3大气压强第二课时
教学内容 大气压
教学目标 让学生熟练掌握上述学习目标的内容
教学重点 1.大气压强的影响因素及对沸点的影响；2.大气压强测量实验；3.大气压强计算
教学难点 大气压强计算
课程难度 中等
一.知识总结
（一）大气压的测量
1.标准大气压的大小：在海平面附近，大气压的数值接近于1.01×105 帕（即760毫米汞柱）
2.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，1mmHg约为133Pa。该气压计携带和使用比较方便。
（2）水银气压计
水银气压计内有一根细玻璃管，管内水银柱的高度会随着大气压的变化而变化。读出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准。
空气气压计 水银气压计
1. 估测大气压值得方法
（1）吸盘法：将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在平滑的物体表面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计钩着挂钩测出刚刚拉脱时的拉力。再设法测量出吸盘与桌面的的接触面积，然后用压强公式算出大气压，如图所示。
（2）针筒法：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，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，然后慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚好拉动时,记下弹簧测力计的示数，再设法测量出活塞的横截面积，然后用压强公式算出大气压。如图所示。
吸盘法 针筒法
（二）气压对液体沸点的影响
1.实验探究气压对沸点的而影响
实验操作 实验现象 实验结论
用酒精灯将烧瓶中的水加热到沸腾，再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气，使瓶内气压增大。 烧瓶内沸腾的水不再沸腾 液体的沸点与气压大小有关。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。
移开酒精灯，待水温稍降一些，再用注射器缓缓地从烧瓶里抽气，使瓶内气压降低。 烧瓶内的水又重新沸腾
2.应用：压力锅
压力锅即高压锅，是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。当外界大气压为1 x105 Pa时，一般的家用压力锅的压强接近于2x105 Pa,锅内水的沸点在120 ℃左右。用压力锅烧煮食物，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，节约燃料。
高压锅计算原理：高压锅工作时，内部产生大量水蒸气导致内部气压增高大于外部的大气压。当高压锅内部温度达到设计最高气温时，外大气压力和限压阀自身重力的合力与内部大气压力是平衡。由二力平衡条件可得： P外·S空+m阀g=P内·S空
（三）影响气压的因素
气压是指大气对地球表面单位面积的压力，它受到多种因素的影响，主要包括：
1. 高度：随着海拔的升高，大气压力通常会降低，因为大气层的厚度减小。
2. 温度：在开放空间中，温度升高会导致空气膨胀，密度降低，从而降低气压；相反，温度降低会使空气收缩，密度增加，增加气压。在密闭环境下，温度升高，气压变高，温度降低，气压变小。
二.课堂练习
题型一.大气压强的影响因素及对沸点的影响
例1.小科利用注射器改进“气压对液体沸点影响”的实验．他用注射器吸入刚停止沸腾的热水，并用橡皮帽堵住入水口，用力向外拉动活塞，水重新沸腾。下列说法正确的是（　　）
A．向外拉活塞，水的温度升高，重新沸腾
B．向内压活塞，水不会沸腾
C．实验说明气压越低，水的沸点越高
D．拔火罐是利用该实验原理工作的
例2.世界上第一支温度计，是伽利略根据气体的热胀冷缩的性质制成的，如图所示。该温度计有一个误差因素难以克服，即大气压的变化。有一支已经在标准大气压校对准确的气体温度计，在阴雨天气气压偏低时的示数与正常值相比（　　）
A．偏大 B．偏小 C．相等 D．无法判断
例3.如图所示。A为玻璃管，与大气相连通，B为密闭的玻璃球，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．天气预报瓶是利用天气和大气压的关系进行预报的
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，往往转为阴雨天气
D．B球内装较多红墨水，可以减少瓶内温度变化造成的干扰
例4.如图是研究气压对水沸点的影响实验。待烧瓶中的水停止沸腾后，再用大号注射器抽出烧瓶里的空气，发现烧瓶内的水又重新沸腾。对上述现象分析正确的是（　　）
A．抽气后，水的温度上升
B．两次沸腾瓶内水的沸点相同
C．两次沸腾瓶内气体压强相同
D．重新沸腾时瓶内水的沸点低
变式训练1.如图所示，注射器中吸入一定体积热水，向外拉活塞，水沸腾。产生该现象的原因是（　　）
A．注射器内气压减小，水的沸点降低
B．注射器内气压减小，水的沸点升高
C．注射器内气压增大，水的沸点降低
D．注射器内气压增大，水的沸点升高
变式训练2.科学是一门以实验为基础的学科，关于下列实验的说法不正确的是（　　）
A．甲实验中用力吹气时，瓶中的水从竖直的玻璃管内上升甚至喷出
B．乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面竖直高度低于760mm
C．丙实验将简易气压计从山脚带到山顶，玻璃管内液面会上升
D．丁实验为使烧瓶内刚停止沸腾的水再次沸腾，可向外拉动活塞，减小气压，降低沸点
变式训练3.如图所示，两端开口的光滑的直玻璃管，下端插入水银槽中，上端有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，设外界大气压为p0，环境温度保持不变，则中间空气的压强大小＝ （用所给的字母表示），H h（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（水银密度为ρ）
变式训练4.小科在科技创新现场展示了科创作品。他把橡胶管一端放入位置较低盛有冷水的烧杯中，另一端与塑料瓶盖相连并密封，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，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉，目的是让瓶内空气增加
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．烧杯中的水流入塑料瓶，是利用了气体的流速对大气压的影响
D．烧杯中的水流入塑料瓶，是因为瓶内气压小于大气压
题型二.大气压强测量实验
例1.如图是小明利用V＝2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
（1）利用刻度尺测量出注射器带刻度部分的长度L为10cm，即可算出活塞横截面积为0.2cm2。
（2）把活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器小孔，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当 时，记下弹簧测力计的示数F＝2.1N，据此可测得大气压值p＝ Pa。
（3）考虑到活塞与筒壁之间有摩擦，小明继续拉动一小段距离后，慢慢退回注射器筒。在活塞刚要到针筒内底部时弹簧测力计示数为F′，则大气压值p＝ （用F、F′、V、L表示）
例2.小金学习了大气压强后，借助注射器（容积为5mL）、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下：
①按图示组装好器材，首先将注射器活塞推至顶端，上端未封口，接着往小桶内缓慢加水，直至活塞恰好开始下滑时，取下小桶，用天平测量出小桶和水的总质量为78g。
②重新将注射器活塞推至顶端，并用橡皮帽封住注射口，将步骤①中的装水小桶（水未倒出）重新挂在注射器下端，缓慢向小桶内加水，直至活塞又恰好开始下滑，再取下小桶，用天平测量其总质量为548g。
③取下注射器，并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题：
（1）本实验中应以 （选填“注射器”“活塞”或“小桶”）为研究对象来分析其所受力的情况。
（2）步骤②中“将注射器活塞推至顶端”的目的是 。
（3）上述实验中，在不考虑活塞重力的情况下，可得出大气压强的值约为 。
（4）进一步分析，如果考虑活塞重力，所测出的大气压值与（3）中所测得值相比 （选填“较大”、“不变”或“较小”）。
变式训练1.物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下：
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V1。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题：
（1）测量中，分析研究的是大气对 （选填“针筒”或“活塞”）的压力。
（2）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 （选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则p＝ 。
（3）在测量大气压强的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，某同学设计了如图丙所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为900g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为500g，烧杯质量为125g，活塞面积为7.5×10﹣5m2，轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压值为 Pa。
变式训练2.科学兴趣小组同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶大气压。测量方案如下。
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒。当针筒中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方回以下问题。
（1）测量中，分析研究的是大气对 （选填“针筒”或“活塞”）的压力。
（2）若同学们用图丙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动，可改用图丙中的 （选“A”或“C”）注射器。
（3）若实验时，测得数据如甲、乙所示，计算得到大气压强的数值为 Pa。
变式训练3.学习了大气压的相关知识后，同学们想估测一下大气压的大小。他们准备了如下器材：A、B、C三个不同规格的注射器、两个相同的弹簧测力计（量程为10N）、刻度尺、一个铁丝做成的T型钩、细线、橡皮帽等。某组同学在实验中选了B规格的注射器，发现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲实验装置，顺利完成了测量任务。具体步骤如下：
①先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L。
②把注射器的活塞推至注射器筒底端，排尽筒内的空气。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，刚好拉动活塞时，两个测力计示数均为F。
请根据他们的实验方案回答以下问题：
（1）若不考虑其他因素的影响，则本次测量所得的大气压值p＝ 。（用测量步骤中的V、L和F表示）
（2）实验过程中，同学们发现注射器顶端装针头处，空气无法排尽。这将使得测量结果比当天大气压 （填“偏大”或“偏小”）。
（3）另外一组的同学用一个弹簧测力计也完成了实验，请你分析他们选择的是 规格的注射器，理由是 。
变式训练4.小金利用最大刻度值标有5mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。其实验步骤如下：
①先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
②用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为6N。
③测出注射器全部刻度的长度为10cm。
④根据测量数据，算出大气压的值。
（1）根据数据算出的大气压强是 Pa。
（2）小金发现，在做此实验时测得的大气压值偏大，对此你认为原因可能是 。
（3）在步骤①的设计中，若橡皮帽封住的注射器小孔有气体残余，则测出的弹簧测力计的示数偏 。
题型三.大气压强计算
例1.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则：
（1）高压锅内气体能达到的最大压强为多少？
（2）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配备一个质量为多少克的限压阀？（g取10N/kg）
例2.覆杯实验是科学中的经典实验。小乐在薄壁玻璃杯内盛满水，杯口盖上一张硬纸片（不留空气，然后托住硬纸片，将玻璃杯倒置，水不流出，硬纸片也不掉下，如图甲所示。
（1）小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态，其目的是证明 。
（2）当玻璃杯处于如图甲所示状态时，玻璃杯中水的高度为15cm，杯口圆面积为100cm2，若实验时大气压强为1×105Pa，不计硬纸片质量，则硬纸片与水和杯接触的100cm2部分，受到向下的压力为 N：得出上述数据的理由是 。
变式训练1.一款新型家用电梯（如图所示）正走进我们的生活，它外形是长圆筒，升降过程不使用线缆，而是靠气压驱动。已知外界大气压为1×105Pa，电梯室质量为120kg，电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为300N，底部和顶部面积均为1m2。
（1）请用所学知识分析说明该新型家用电梯是如何实现向上运动的。
（2）低压区的气压降到9.8×104Pa时，作用在电梯室上表面的大气压力是 牛。
（3）抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa，，则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是 。
变式训练2.如图所示的示意图，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，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小.现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为10mm2，质量为100g的限压阀，用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。问：
（1）高压锅是利用液体的沸点随着气压的升高而 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0.8×105Pa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？（g取10N/kg）
变式训练3.如图所示是高压锅的基本结构示意图。锅盖上有一个空心柱为出气孔，空心柱上戴着的一个帽子为安全阀，当高压锅内的气体压强超出了安全值时，锅内的气体就会冲开安全阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小。（π取3，大气压取105Pa）
高压锅自重 高压锅直径 出气孔半径 安全阀质量
40N 30cm 2mm 120g
（1）小科在使用电饭煲煮玉米时发现大约需要15～20分钟能将玉米煮熟，而使用高压锅煮熟玉米大概只需要8分钟（内壁容积、玉米种类数量均相同）。请根据此现象解释其中包含的科学道理。
（2）经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.6×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀不能再使用，那么应该再配备一个质量为多少克的限压阀？
变式训练4.高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可以将食物加热到100℃以上。由于省时高效，深受消费者的欢迎。
（1）高压锅工作的原理是通过 （填“增大”或“减小”）锅内气压，让水的沸点 （填“升高”或“降低”），从而使食物在较高温度下煮熟。
（2）小科同学测得家中高压锅出气孔面积为10毫米2，压在出气孔上的安全阀质量为70克。请通过计算判断出利用这种高压锅烧水时，最高水温大约是多少？（p大气＝1.0×105Pa）
变式训练5.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，如图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12mm2，限压阀的质量为84g。请你通过计算并对照图来判断；用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少？（大气压值取1.0×105Pa）
三.课后作业
1.如图所示，某同学用吸管喝水，如果每次吸入水的质量相同，设杯底对桌面的压力减小量为ΔF，杯底所受水的压强减小量为Δp。则下列说法错误的是（　　）
A．喝水时，水在大气压的作用下进入口中
B．如吸管a点破损，水就喝不上来
C．杯底对桌面的压力减小量ΔF保持不变
D．杯底所受水的压强减小量Δp保持不变
2.如图所示，把测量大气压强的托里拆利实验装置放在托盘电子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水银槽B的底部不接触，当天气晴朗之时，托盘电子秤的读数为Q。若遇到阴雨绵绵之日，托盘电子秤的读数将（　　）
A．大于Q B．等于 C．小于Q D．无法确定
3.高压锅是一种密闭的加热容器，锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被顶起放出部分气体，实现对锅内气体压强的控制。已知图甲的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为72g。水的沸点跟气压的关系图像如图乙所示。下列选项正确的是（大气压值取1.0×105Pa）（　　）
A．该高压锅内的最大压强为1.8×105Pa
B．用该高压锅烧水，水温最高可以达到115℃
C．可以通过减小限压阀的质量，来提高锅内水的沸点
D．用该高压锅在高山上和山脚煮熟食物的效果一样
3.如图所示为一蓄水箱示意图，箱内装满水，M、N是管内同一水平线上的两点，K是阀门。K关闭时M、N两点的压强为pM、pN，K打开流出水时，M、N两点的压强分别为pM′、pN′，则（　　）
①pM＝pN ②pM＞pN ③pM′＝pN′ ④pM′＞pN′
A．②④ B．①③ C．②③ D．①④
4.2016年7月1日起，全省二级以上医院（除儿童医院）全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物；如图是医院为病人输液部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为进气管，与大气相通，则在输液过程中（瓶A中尚有液体），下列说法错误的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
③在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
5.某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、刻度尺来测是大气压强的大小。吸盘平面面积为10cm2，用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；将吸盘压在平面镜上，排尽吸盘内空气：用弹簧秤水平拉动吸盘（如图甲），直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为90N。
（1）请计算当时的大气压值为 帕。
（2）如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风，如图乙，弹簧秤示数可能会 90N（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
6.小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材，对大气压的值进行测量。
（1）将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是 。
（2）下面是记录实验情况的表格，请将空白处内容补充完整。
大气压力F/N 注射器容积V/mL 注射长器全部刻度的长度l/cm 活塞面积S/cm2 大气压强p/Pa
7.5 2.5 4 0.625
（3）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体。
②活塞与注射器筒壁间有摩擦。
③弹簧测力计的示数没有读准。
④活塞与注射器筒壁不完全密封。
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
7.为了估测当天大气压究竟有多大，科学兴趣小组同学在实验室合作进行了如图甲所示的实验。其实验步骤如下：
①将蘸水的塑料吸盘（吸盘有重力）按在光滑水平板面上，并多次挤压吸盘。
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面。
③记录刚脱离板面时弹簧测力计的读数F0＝41N，可视为大气对吸盘的压力大小。
④量出吸盘与水平板面的接触面积S＝4cm2。
⑤计算大气压。
（1）步骤①中“多次挤压吸盘”的目的是 。
（2）根据甲实验设计，可能会引起测得的大气压值偏大的原因是 。
（3）若按图乙中的两种方式进行实验，实验器材和步骤均相同，则选择图乙中的 （填“左”或“右”）图这种方式更合理。
8.饮水机控制出水的一个重要部件就是“聪明座”。水桶就是倒扣在聪明座上的，聪明座的下面是一个蓄水箱，打开出水阀时，水从聪明座的出水口流入蓄水箱，再从出水阀流出，同时空气从聪明座的进气口进入水桶，如图所示。关闭出水阀后，当水淹没“聪明座”的进气口时，水就不再流出，从而保证蓄水箱中的水位保持在“聪明座”的进气口位置。
（1）“聪明座”做成锥形，可使水桶与“聪明座”的接触面积增大，使水桶对“聪明座”的压强 。（填“变小”、“变大”或“不变”）
（2）当蓄水箱中的水面刚好淹没聪明座的进气口时，在 的作用下，水桶中的水不会继续流入蓄水箱中。
（3）使用一段时间后，桶内水位高度降低，此时水桶底上方A处气体的压强 （填“＞”、“＝”或“＜”）大气压。
9.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体的压强超过安全值时，其内安全阀———阀门的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减少，现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。则：
（1）用高压锅烧水至沸腾时，水的温度 100℃。（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）高压锅内气体能达到的最大压强为多少？
（3）商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应再配备一个质量为多少克的限压阀？
10.美国东面是大西洋，西面是太平洋，每年都会受到龙卷风的袭击，造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时，室外的气压急剧下降到9×104Pa，当时门窗紧闭，室内气压约为1×105Pa。
（1）为什么龙卷风发生时，室外的气压会急剧下降？
（2）若水平屋顶的面积为100m2，试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小。
11.图甲为高压锅的构造，图乙为水的沸点与气压的关系图象。
（1）请说明高压锅为什么能将食物加热到100℃以上？
（2）若高压锅出气孔的直径为3mm，压在出气孔上的安全阀的质量为81g。若要把这种高压锅销售到西藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，水的沸点要达到115℃，应使用质量为多大的限压阀？（π取3，西藏地区外界大气压平均值为0.8×105Pa）
12.如图为高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为排气孔；空心柱上带有一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分，使锅内气体压强减小，保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2，大气压为1×105Pa，锅内压强最大为1.8×105Pa。（g取10N/kg）
（1）用此高压锅烧水至沸腾时，水的温度 （填“大于”、“小于”或“等于”）100℃。
（2）计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
（3）计算限压阀的质量。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 ）

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