初中物理粤沪版八年级下册3 大气压与人类生活优秀学案

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知识精讲
知识点01 大气压
1．概念：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强，简称＿＿＿＿．
2．证明大气压存在的实验：历史上著名的实验——＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验；小实验：覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验．
【即学即练1】下列现象中与大气压强无关的是（ ）
A．托里拆利实验
B．用注射器吸取药液
C．“天问一号”在火星上留下足迹
D．高原上水的沸点低
【答案】托里拆利实验首次测量出大气压强的值，故A不符合题意；把注射器针头插入药水瓶，将注射器活塞往外拉时，注射器内的气体体积增大，气压减小，药液在管外的大气压的作用下进入注射器，故B不符合题意；“天问一号”在火星上留下足迹，说明力可以使物体发生形变，故C符合题意；大气压强随着高度的升高而减小，液体的沸点随着气压的减小而降低，故D不符合题意．
知识点02 大气压的测量
1、测定大气压值的实验： 实验．
（1）实验过程：在长约1 m、一端封闭的玻璃细管内灌满水银，用手指将管口堵住，然后将管口向下倒插在水银槽中，移开堵在管口的手指后，管内水银面下降一段距离就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为 mm.
（2）说明：
①实验前玻璃管内水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为 ；若未灌满，则测量结果偏 .
②本实验若把水银改成水，则管内外水面高度差约为 ．
③将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差 ；将玻璃管倾斜，高度 ，长度 ＿．
【即学即练1】利用容积为10 cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值．
（1）实验的原理是 .
（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是 ，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔．
（3）如图8－3－1所示，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞 时，记下弹簧测力计的示数为19 N.
（4）用刻度尺测出注射器 的长度为5 cm，这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积．
（5）大气压的值为 Pa.
【答案】（1）本实验测量大气压的原理是p＝F/S.（2）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．（3）水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞刚被拉动时，拉力等于大气压对活塞压力，弹簧测力计的示数F＝19 N即为大气对活塞压力．（4）因活塞为圆柱体，知道注射器的容积，可以通过公式S＝ eq \f(V,L) 来求出活塞的横截面积，所以需要用刻度尺量出注射器筒带刻度部分的长度L＝5 cm.（5）大气压的值p＝ eq \f(F,S) ＝9.5×104 Pa.
知识点03 大气压与人类生活
1．大气压强不是固定不变的，大气压强和天气、温度、海拔高度等有关系，一般情况下，海拔高度越高大气压越小．
2．液体的沸点随液体表面的气压增大而升高，随气压的减小而降低．
【即学即练1】如图所示的情景中，下列说法正确的是（ ）
【答案】注射时，医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中，与大气压无关，故A错误；塑料吸盘挂钩能贴在瓷砖上挂毛巾，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外面的大气压紧压在了墙壁上，故B错误；大气压的大小与海拔高度有关，海拔高度越高，气压越小，青城山顶峰的海拔高度高，所以大气压比天府广场大气压低，故C正确；真空采血管在组装后应保持一定的负压，即真空试管内气体的压强小于人体血压，使血液可以顺利采出，故D错误．
分层提分
【基础训练】
1．如图所示，下列情景都与压强有关，其中能证明大气压强存在的是（ ）

A. B． C． D．
【解答】解：A、液体的压强随着深度的增加而增加，与大气压无关，故A错误；
B、“覆杯”实验证明了大气压的存在，并且大气压很大，故B正确；
C、如图实验，向下吹气时，乒乓球会上运动，说明流体压强与流速有关，故C错误；
D、压力的作用效果与压力和受力面积的大小有关，压力相同、受力面积越小，压力的作用效果越明显，与大气压无关，故D错误。
2．如图所示为自制简易气压计，可从玻璃管中的液面变化观察大气压的变化。为使玻璃管中的液面高于瓶内的液面，可从管子上端___少量气体。若将气压计从山顶放到山脚，则玻璃管内液面会___。上文空格处应填写（ ）
A．吹入 变高B．吹入 变低
C．吸出 变高D．吸出 变低
【解答】解：为使玻璃管内的液面高于瓶内液面，需要增大瓶内的压强，向瓶内吹气，可增大瓶内气压。山顶海拨高度较高，大气压较低，玻璃管内液柱较高，放到山脚下后，大气压变大，液柱变低，液面下降。
3．如图所示，密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置：一个是充气的气球，一个是弹簧测力计测重力，另一个是装满水的杯子，杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，猜想一下，观察到的现象是：
①充气的气球 。
②弹簧测力计的示数 （选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”）。
⑧玻璃杯中的水和塑料片 ，发生变化的原因是 。
【解答】解：①当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，气球内压强大于外部压强，气球会膨胀变大；
②当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，物体受浮力减小，而弹簧测力计的示数F示＝G﹣F浮，重力不变，所以弹簧测力计的示数要增大；
③塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会落下来，水会流出来。
故答案为：①膨胀变大；②明显变大；③会落下来；塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会落下来，水会流出来。
4．如图是一个饮水壶的部分结构示意图，a、b是出水管的两端，壶内水面低于出水管的a端，活塞与壶口接触紧密且能自由移动。用力F向下按压活塞，在水从a端匀速流出来（壶内水面始终高于b端）的过程中，壶内气体的温度保持不变。则（ ）
A．壶内气体的质量变小
B．壶内气体的压强变小
C．壶内气体压强大于外界大气压
D．向下压活塞的力 F 逐渐变小
【解答】解：
ABC、由图可知，当向下压活塞时，气体没有被排出，气体的质量不变，气体的体积会变小，同时，壶内气体的压强会变大，大于外界大气压强，故AB错误，C正确；
D、当下压活塞时，水从a端匀速流出来，水面在逐渐下降的同时，水的压强在变大，壶内气体的压强在变大，所以根据公式F＝pS可知，壶内气体对活塞产生的向上的压力变大，则向下压活塞的力F也会逐渐变大，故D错误。
5．下列关于大气压的说法正确的是（ ）
A．塑料挂衣钩能贴在墙上挂衣服是利用墙的吸引力
B．如果没有大气压我们就无法用吸管吸食饮料
C．发生高原反应是因为高原上大气压太大
D．同一地点的大气压是保持不变的
【解答】解：
A、塑料方便挂衣钩能紧贴在光滑的墙壁上，靠的是大气压将其压在墙上的，而不是墙的吸引力，故A错误；
B、用吸管从瓶子中吸饮料时，是利用大气压工作的。当吸气时，吸管中的气压减小，饮料在大气压的作用下进入嘴里，因此如果没有大气压我们就无法用吸管吸食饮料，故B正确；
C、大气压随着高度的升高而减小，内陆地区的人到高原容易出现“高原反应“是因为高原地区的大气压比内陆地区小，故C错误；
D、同一地点的大气压与天气、温度等因素有关，所以同一地点的大气压也是变化的，故D错误。
6．如图甲和乙分别是托里拆利实验和自制的水气压计装置：
（1）在托里拆利实验装置中，玻璃管内水银柱不会下落是由于 的作用。如果将玻璃管直径增大一倍，水银柱的高度是 cm。
（2）将上述装置从大厦一楼移到20楼，会发现甲装置中的水银柱 ，乙装置细管中的水柱 （均选填“上升、不变、下降”）
【解答】解：（1）因在托里拆利实验装置中，玻璃管上端为真空，由于大气压强的作用支持管内水银柱不下落；
实验过程玻璃管不离开水银面，将玻璃管直径增大，大气压不变，水银柱高度也不变，还是等于75cm。
（2）因大气压随高度的增大而减小，故将上述装置从大厦一楼移到20楼，大气压能支持的管内外水银柱液面的高度差将逐渐变小，会发现甲装置中的水银柱下降；
因乙图瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强，当从大厦一楼移到20楼时，由于大气压随高度的升高而减小，甲图容器外的大气压变小，则细管中的水柱将上升。
故答案为：（1）大气压； 75；（2）下降；上升。
分层提分
【能力提高】
1．在自主学习探究过程中，小张利用带拉环的吸盘，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，算出吸盘平面面积为10平方厘米；②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；③将吸盘沾水湿润后，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为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。请结合你所学的知识分析，
（1）上述的实验步骤中，哪一步是多余的 （填序号）。
（2）将吸盘沾水润湿的目的是： 。
（3）在实验时，如果拿一个吹风机对蓍吸盘自上而下吹冷风，如图乙，则你预计的弹簧秤示数可能会 （“变大”变小”或”不变”）。
（4）若丙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10毫升，则该地的大气压为 Pa。
【解答】解：（1）根据压强公式p＝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）由图可知，若将高压气泵的出风口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95N。
（4）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：S＝＝＝1cm2＝1×10﹣4m2；
大气产生的压强为：p＝＝＝1×105Pa。
故答案为：（1）②；（2）排尽吸盘内空气，防止漏气；（3）变小；（4）1×105。
2．如图是小明利用注射器估测大气压的实验装置图。
（1）该实验中以 （填“针筒”、“活塞”或“弹簧测力计”）为研究对象，利用 原理来测出大气对活塞的压力，当注射器中的活塞 ，此时弹簧测力计对活塞向左的拉力F （填“大于”、“等于”或“小于”）大气对活塞向右的压力。
（2）为测出活塞的横截面积，必须读出注射器的容积V，再用刻度尺测出注射器 （填“针筒”、“活塞”或“全部刻度”）的长度l。
（3）此时大气压值p＝ 。
（4）实验过程中若注射器筒中的空气没有排尽或漏气，则测得的大气压值偏 。
【解答】解：（1）该实验中以活塞为研究对象，当注射器中的活塞开始滑动时，利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数；
（2）注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度，再读出空积V，得出活塞的面积S＝，将测量结果代入压强公式得：p＝＝＝，
（3）从表达式中可以看出，V、L的测量结果不变，当注射器漏气时，拉力F的值会减小，所以所测大气压值会偏小。
故答案为：（1）活塞；二力平衡；刚开始滑动时；等于；（2）全部刻度；；（3）小。
3．小虎同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
（1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是 。
（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，则大气压的值可表示为p＝ 。
（3）实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）若注射器活塞与筒壁间摩擦较大，则测得的大气压值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。请设计实验消除由于摩擦带来的影响：
（5）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为0～10N，实验时应选用 （选填“甲”或“乙”）注射器，理由是 。
【解答】解：
（1）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，使注射器密封。
（2）水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，读出体积V，得出活塞的面积S＝，将测量结果代入压强公式得：
p＝＝＝；
（3）如果筒内空气没有排尽，拉力的测量值会偏小，根据公式p＝可知，导致测得的大气压值偏小；
（4）如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，拉力的测量值会偏大，导致测得的大气压值偏大；
将密封的注射器筒的橡皮帽去掉，然后根据针筒活塞匀速拉动，此时活塞受力平衡，则测力计的示数等于摩擦力大小，将上面实验测得的拉力减去摩擦力的大小，可以消除摩擦力带来的影响；
（5）因甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，
当大气压约为105Pa，面积为2cm2＝0.0002m2时，
由p＝可得：F＝pS＝105Pa×0.0002m2＝20N，
因为已知弹簧测力计量程为10N，超过了测力计的量程，
当大气压约为105Pa，面积为0.5cm2＝0.00005m2时，
由p＝可得：F′＝pS′＝105Pa×0.00005m2＝5N，
因为已知弹簧测力计量程为10N，在测力计的量程之内，
所以实验时应选用甲注射器；故答案为：
（1）为了排出注射器中的空气，使注射器密封；（2）；
（3）偏小；（4）偏大；将密封的注射器筒的橡皮帽去掉，然后根据针筒活塞匀速拉动，此时活塞受力平衡，则测力计的示数等于摩擦力大小，将上面实验测得的拉力减去摩擦力的大小，可以消除摩擦力带来的影响；（5）甲；拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
课程重点
1．认识大气压的存在．
2．知道测量大气压的方法．
3．解释生活中与大气压有关的现象．