中考物理基础篇第19讲大气压强压强的研究附强化训练题

这是一份中考物理基础篇第19讲大气压强压强的研究附强化训练题，共16页。试卷主要包含了1 学习提要，6×103kg/m3×9， C 17， =，=等内容，欢迎下载使用。
19.1.1 大气压强
地球周围包围着厚厚的空气层（大气层），这些空气同样受到地球的吸引。同时空气是可以流动的，因此对浸在空气中的物体表面就产生了压强，并且与液体一样，在大气层内部向各个方向都有压强，如图19-1所示的覆杯实验就证明存在着向各个方向的大气压强。
19.1.2 液体内部压强
托里拆利实验测出了大气压强的具体数值。如图19-2所示，在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵管口的手指时，管内水银面下降一些就不再下降，这时管内外水银面的高度差为760mm。管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在。由液体压强的特点可知，水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760mm水银柱下等高处的压强应是相等的。水银槽液体表面的压强为大气压强，由于玻璃管内水银柱上方是真空的，不受大气压力的作用，管内的压强只能由760mm高的水银柱产生。因此，大气压强与760mm高水银产生的压强相等，则有大气压强
p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
这是历史上第一个测定大气压强数值大小的实验。实验必须保证玻璃管内没有气体，这样内外液体压强差才等于外部大气压强。实验结果与玻璃管的粗细、形状无关，只与水银柱的竖直高度有关，当管子歪斜时，管内水银柱长度会发生变化，但竖直高度不会变化。由于大气压值受多种因素影响，因此通常规定能支持760mm水银柱的大气压强叫标准大气压，即大小为1.013×105Pa，约105Pa。
19.1.3 气体压强的常用单位
通常情况下，表示气体压强的常用单位有帕斯卡（简称帕）、毫米水银柱（毫米汞柱）、厘米水银柱（厘米汞柱）、标准大气压，它们的符号分别是Pa、mmHg、cmHg、atm。
19.1.4 大气压的值受高度影响
由于高度越高，大气越稀薄，即大气密度越小，因此，大气压随高度增加而减小，随高度降低而增大。如高山顶与高山脚下的气压不相等。海平面附近的大气压接近于1标准大气压，即760mmHg。
如果找出了大气压随高度变化的关系，就可以根据对气压的测定推算出所在位置的高度。航空、登山用的高度计，就是根据这个道理制成的。
19.1.5 大气压与沸点的关系
实验表明，随着大气压的增大，同种液体的沸点也随之升高，反之就降低。通常说水的沸点是100℃，是指1atm下的沸点。气压不同时，水的沸点也不同。如在我国西藏地区，水的沸点仅80℃左右。家用高压锅内水的沸点超过105℃。
19.2 难点释疑
19.2.1 大气压强
1、大气压强产生的原因解释
大气压产生的原因可以从两方面解释。
第一，空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强。得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用。单位面积上受到的大气压力，就是大气压强。
第二，可以用分子动理论的观点解释。因为气体是由大量做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断发生碰撞。每次碰撞，空气分子都要给物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压。若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数就多，因而产生的压强也就越大。
2、人们为何感受不到大气压
地球周围包围着一层厚厚的空气，通常把这层空气的整体称为“大气”。它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000km，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样，人在大气层内并不感受到大气的压力，这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故。
德国马德保市市长奥托∙格里克做的马德堡半球实验证实了大气压的存在，如图19-3所示。
3、活塞式抽水机的工作原理
如图19-4所示为活塞式抽水机的工作原理示意图。活塞式抽水机利用活塞的移动来排出空气，造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽水，当活塞提上时，排气阀门A关闭，进水阀门B打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过进水阀门进入圆筒中。当活塞压下时，进水阀门B被水压住关闭而排气阀门A打开，水进入到活塞上面。再提起活塞，水压住阀门A，只能从测管排出。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来。
19.2.2 柱形固体压强的计算
柱形固体（如长方体、正方体、圆柱体等）的重力G=mg=ρVg=ρShg，当它放在水平地面上时，它对水平地面的压强p=F/S=G/S=ρShg/S=ρgh。所以，一个或多个实心均匀柱形固体放在水平地面上的压强问题，可以通过p=F/S和p=ρgh联合求解。
19.2.3 液体对容器底部的压力、压强与容器对水平桌面的压力、压强的计算
液体对容器底部的压力、压强问题：通常先用p=ρgh计算压强，再用F=pS计算压力；容器对水平桌面的压力、压强问题，其实是固体对水平桌面的压力、压强问题：通常先用F=G=mg计算压力，再用p=F/S计算压强。
19.2.4 什么是“液柱”
对于非柱形容器中液体对容器底部的压力大小等于“液柱”的重力大小，“液柱”是以液体底面面积为“液柱”底面面积大小，以液体的深度为“液柱”高度的一个设想的柱形体，如果容器本身是柱形的，则“液柱”等于液体的实际形状，如图19-5（a）所示，ABCD是该容器中的液柱；如图19-5（b）所示，EFGH是该容器中的液柱。
19.3 例题精析
19.3.1 大气压强
例1 在物理实验中，测量大气压的仪器是（ ）
A、天平 B、弹簧测力计 C、气压计 D、量筒
【解析】测量大气压的仪器叫做气压计。气压计有水银气压计和金属盒气压计。水银气压计测量结果准确，但携带不方便。
【答案】C
例2 两位同学分别在甲、乙两地同时做托里拆利实验，两地的实验结果分别如图19-6（a）和（b）所示，则两地海拔高度h甲和h乙相比较（ ）
A、h甲>h乙 B、h甲p乙，所以乙地海拔高度比甲地海拔高度大。
【答案】B。
例3 如图19-7所示，有一球形容器A，里面装有某种气体，与一个水银压强计相连，测得液面之差h为100mm。若外界大气压强为760mmHg，则A中气体的压强为 mmHg。
【解析】选OO’平面为参考平面。这时水银处于静止状态，A中气体的压强应等于外界大气压强与h高度水银柱压强之和。A中气体压强pA=p0+ph=760mmHg+100mmHg=860mmHg。
【答案】860。
例4 如图19-8（a）所示，玻璃管内的水银柱高36cm，当大气压为多少时，管顶内侧A点的压强大小为40cmHg？
【点拨】本题关键是对玻璃管内液片CC’进行受力分析，如图19-8（b）所示。36cm高水银柱的压力F水银=p水银S=ρ水银ghS，管内侧A点对液片CC’的压力为F0，大气的压力F0=p0S，由于液片静止，即F0=F水银+FA。
【解答】管内侧A点压强与水银柱的压强之和应等于大气压强p0（取OO’为参考平面），即有p0=pA+ph=40cmHg+36cmHg=76cmHg。
【反思】pA的压强是由p0引起的，p0是原因，pA是结果。此题的思维过程是一种逆向思维。若已经知道了结果或结论来分析产生这一结果的原因和条件，就叫做逆向思维。
19.3.2 正方体的压强
例5 甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上，它们对水平地面的压强相等，已知ρ甲S丙。
正方体上放上质量相等的铜块后，
p=F/S=(G0+G铜)/S=G0/S+G铜/S=p0+G铜/S
其中p0为p甲、p乙、p丙，且p甲=p乙=p丙，
S为S甲>S乙>S丙，所以，p甲