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【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第09讲 大气压强(教师卷+学生卷)
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1.了解大气压强的存在;
2.认识托里拆利实验,知道大气压强的大小;
3.知道大气压强特点;
4.了解大气压强与社会生活中的应用。
【基础知识】
一、大气压强的存在
1.实验探究:大气压强的存在
【探究归纳】
人们生活中地球大气中,大气对浸在其中的物体有压强。
2.大气压强:像液体一样,大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
3.大气压强产生的原因:地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力,因此对浸入大气的物体产生压强,同时因为大气具有流动性,因而大气内部向各个方向都有压强。
4.大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)在同一高度向各个方向的压强相等。
5.平时感受不到大气压存在的原因
大气压在我们周围时刻存在着,但我们却没有感受到,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。
二、大气压强的测量
1.托里拆利实验
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
3.气压计
(1)定义:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计等)。
①水银气压计:在托里拆利实验中,如果玻璃管旁竖立一个刻度尺,读出水银柱的高度即可知道当时的大气压,这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确,但携带不便,常用于气象站和实验室。
②金属盒气压计:又叫无液体气压计。如图所示,其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的,大气压变化时,金属盒受力发生变化,与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化,固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变,如果刻度盘上标的是高度差,该仪器就成了登山用的高度计。
金属盒气压计及其工作原理示意图
(3)生活中的气压计:除测量大气压外,汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。
4.大气压强的变化
三、大气压的应用
1.活塞式抽水机的工作原理
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
【考点剖析】
考点一:验证大气压的存在
【例1】下列图所示的现象中,不能说明大气压存在的是( )。
A.吸盘挂钩 B.纸托水杯
C.凸出的橡皮膜 D.吸管吸饮料
考点二:托里拆利实验
【例2】如图所示,是小乐同学用水银来测量大气压强值的实验,下列判断正确的是( )。
A.此时的大气压是760mm高水银柱所产生的压强;
B.将玻璃管稍微倾斜,则玻璃管里的水银柱长度将不变;
C.若将此装置从山下带到山上,则管内外水银面的高度差将增大;
D.若将玻璃管换成更细的,管内外水银面的高度差将不变
考点三:大气压的测量
【例3】为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下:
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L=____cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=____N。
(3)该同学所测得的大气压强值为____Pa。
考点四:大气压的变化
【答题技巧】
液体的沸点跟气压有关。气压增大,沸点升高;气压降低,沸点降低。
【例4】将如图烧瓶中的水加热至沸腾,迅速用橡皮塞塞住瓶口,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,我们会看到烧瓶中的水又______了。这是因为浇冷水使烧瓶内水蒸气液化,减小了瓶内气压,使水的______降低。
考点五:有关大气压的计算
【答题技巧】
(1)先算出限压阀的重力,然后算出气孔的面积,最后根据公式计算限压阀产生的最大压强;
(2)锅内最大气压是标准大气压强与限压阀产生的压强之和,知道了锅内最大气压,就可以找出锅内可达到的最高温度。
【例5】某次龙卷风发生时,房屋外部气压会减小到9×104Pa,假如屋内气压为1×105Pa,屋顶面积为100m2, 求:
(1)说明房屋外部气压减小的原因;
(2)房屋内外的压强差;
(3)屋顶受到的压力及此压力的方向。
考点六:大气压的应用
【答题技巧】
利用大气压的现象的共性
一般利用大气压的现象,都是通过某种方法,使设备内的气压小于外界大气压,然后在外界大气压的作用下出现某种人们期望见到的现象。
【例6】下列情形中与大气压无关的是( )。
A.医生给病人注射药液 B.高山上无法用普通锅将食物煮熟
C.用吸管喝饮料 D.用胶头滴管吸化学药液
【真题演练】
1.(贺州)下列选项中,与大气压作用有关的是( )。
A. 弹簧测力计B. 吸盘式挂钩C. 破窗锤D. 密度计
2.(枣庄)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )。
A. 将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm;
B. 若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm;
C. 在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大;
D. 将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
3.(贵州安顺市)玻璃杯中装有半杯水,用一硬纸片盖住杯口,小心地将杯子倒置于水平位置保持静止,纸片与水均被大气压稳稳地托住(如图所示),这样就成功地用半杯水演示了“覆杯实验”。若不考虑纸片的重力,关于这一实验下列分析正确的是( )。
A.左侧杯壁对水的作用力方向向左;
B.大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强;
C.杯中水面上方的气压等于外界大气压;
D.水受到的重力小于纸片对水的支持力
4.(内蒙古中考真题)下列事例中,利用大气压原理工作的是( )。
A.三峡船闸B.拖拉机的履带又宽又大
C.用塑料吸管吸饮料D.用注射器注射新冠疫苗到人体内
5.(湖南郴州市)如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是( )。
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升;
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压;
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压;
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
6.(湖南长沙市)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )。
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升;
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降;
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小;
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
7.(武威) 如图所示,为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上,是因为吸盘内部的气压 ___________外界大气压,吸盘受到的摩擦力 ___________吸盘和重物受到的总重力(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
8.(江苏苏州市)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______的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为______cm2;
(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=______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,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为,则大气压值______(用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值______(偏大/偏小/不变)。
【过关检测】
1.下列现象与大气压无关的是( )。
A.甲图:用吸管喝饮料;
B.乙图:把塑料吸盘吸在玻璃墙壁上;
C.丙图:注射器的针头做的非常尖;
D.丁图:使盆景中水位保持一定高度的装置
2.如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强——大气压。下列有关叙述中错误的是( )。
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在;
B.标准大气压的数值约为1.01×105帕;
C.大气压的大小与海拔有关,离地面越高的地方,大气压越大;
D.大气压越高,沸点越高
3.如图是测量大气压强的装置,待水银柱稳定后(试管口始终没离开水银面),下列说法正确的是( )。
A.适当提起玻璃管,水银柱的高度差变小;
B.如果管内有少量空气,水银柱的高度差变大;
C.往水银槽中添加适量水银,水银柱的高度差不变;
D.将装置转移到高山上进行实验,水银柱的高度差变大
4.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )。
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
5.如图所示,老师用长约1m一端开口的玻璃管做托里拆利实验(气压为标准大气压),若玻璃管的顶端混入了部分空气,实验时测得管内水银柱的高度h______760mm;若操作正确但使用更粗的玻璃管进行该实验,则管内水银柱高度h______760mm。(两空均选填“>”“=”“
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