資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
八上科學2.3大氣壓強第二課時
教學內容 大氣壓
教學目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
教學重點 1.大氣壓強的影響因素及對沸點的影響；2.大氣壓強測量實驗；3.大氣壓強計算
教學難點 大氣壓強計算
課程難度 中等
一.知識總結
（一）大氣壓的測量
1.標準大氣壓的大小：在海平面附近，大氣壓的數值接近于1.01×105 帕（即760毫米汞柱）
2.測量大氣壓的工具：
（1）空盒氣壓計
空盒氣壓計上有兩行刻度，一行以百帕（hPa）為單位，一行以毫米汞柱（mmHg）為單位，1mmHg約為133Pa。該氣壓計攜帶和使用比較方便。
（2）水銀氣壓計
水銀氣壓計內有一根細玻璃管，管內水銀柱的高度會隨著大氣壓的變化而變化。讀出水銀柱高度為多少毫米，大氣壓即為多少毫米汞柱。 該氣壓計的測量比較精準。
空氣氣壓計 水銀氣壓計
1. 估測大氣壓值得方法
（1）吸盤法：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在平滑的物體表面上,擠出里面的空氣,用彈簧測力計鉤著掛鉤測出剛剛拉脫時的拉力。再設法測量出吸盤與桌面的的接觸面積，然后用壓強公式算出大氣壓，如圖所示。
（2）針筒法：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，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛好拉動時,記下彈簧測力計的示數，再設法測量出活塞的橫截面積，然后用壓強公式算出大氣壓。如圖所示。
吸盤法 針筒法
（二）氣壓對液體沸點的影響
1.實驗探究氣壓對沸點的而影響
實驗操作 實驗現象 實驗結論
用酒精燈將燒瓶中的水加熱到沸騰，再用大號注射器緩緩地向燒瓶內充氣，使瓶內氣壓增大。 燒瓶內沸騰的水不再沸騰 液體的沸點與氣壓大小有關。當氣壓增大時，液體的沸點會升高，當氣壓減小時，液體的沸點會降低。
移開酒精燈，待水溫稍降一些，再用注射器緩緩地從燒瓶里抽氣，使瓶內氣壓降低。 燒瓶內的水又重新沸騰
2.應用：壓力鍋
壓力鍋即高壓鍋，是利用液體的沸點隨氣壓的增大而升高的原理制成的。當外界大氣壓為1 x105 Pa時，一般的家用壓力鍋的壓強接近于2x105 Pa,鍋內水的沸點在120 ℃左右。用壓力鍋燒煮食物，既可以保證在低壓地區將食物煮熟，還可以提高燒煮食物的速度，節約燃料。
高壓鍋計算原理：高壓鍋工作時，內部產生大量水蒸氣導致內部氣壓增高大于外部的大氣壓。當高壓鍋內部溫度達到設計最高氣溫時，外大氣壓力和限壓閥自身重力的合力與內部大氣壓力是平衡。由二力平衡條件可得： P外·S空+m閥g=P內·S空
（三）影響氣壓的因素
氣壓是指大氣對地球表面單位面積的壓力，它受到多種因素的影響，主要包括：
1. 高度：隨著海拔的升高，大氣壓力通常會降低，因為大氣層的厚度減小。
2. 溫度：在開放空間中，溫度升高會導致空氣膨脹，密度降低，從而降低氣壓；相反，溫度降低會使空氣收縮，密度增加，增加氣壓。在密閉環境下，溫度升高，氣壓變高，溫度降低，氣壓變小。
二.課堂練習
題型一.大氣壓強的影響因素及對沸點的影響
例1.小科利用注射器改進“氣壓對液體沸點影響”的實驗．他用注射器吸入剛停止沸騰的熱水，并用橡皮帽堵住入水口，用力向外拉動活塞，水重新沸騰。下列說法正確的是（　　）
A．向外拉活塞，水的溫度升高，重新沸騰
B．向內壓活塞，水不會沸騰
C．實驗說明氣壓越低，水的沸點越高
D．拔火罐是利用該實驗原理工作的
【分析】A、向外拉活塞，水的溫度不變，但氣壓減小，水重新沸騰；
B、氣壓增大，沸點升高；
C、氣壓越低，水的沸點越低；
D、拔火罐是利用內外壓強差。
【解答】解：A、向外拉活塞，水的溫度不變，但氣壓減小，水重新沸騰，故A錯誤；
B、向內壓活塞，水的氣壓增大，沸點升高，水不會沸騰，故B正確；
C、實驗說明氣壓越低，水的沸點越低，故C錯誤，
D、拔火罐是利用內外壓強差原理，故D錯誤。
故選B。
例2.世界上第一支溫度計，是伽利略根據氣體的熱脹冷縮的性質制成的，如圖所示。該溫度計有一個誤差因素難以克服，即大氣壓的變化。有一支已經在標準大氣壓校對準確的氣體溫度計，在陰雨天氣氣壓偏低時的示數與正常值相比（　　）
A．偏大 B．偏小 C．相等 D．無法判斷
【分析】一定質量的密閉氣體，溫度升高，壓強增大；陰雨天氣氣壓偏低，溫度計內外氣壓差變大。
【解答】解：由圖中的伽利略溫度計知道，當液面由A下降到B時，是因為瓶內的氣體壓強增大，使水面下降。而瓶內壓強增大，是因為外界溫度升高，氣體受熱膨脹；
陰雨天氣外界氣壓偏低，瓶內氣壓不變，內外產生氣壓差，液面下降，示數偏大；B、C、D錯誤，故A正確。
故選：A。
例3.如圖所示。A為玻璃管，與大氣相連通，B為密閉的玻璃球，內裝有紅墨水，它能顯示天氣的好壞，隨著環境氣壓的變化，A管內的水位會上升或下降。下列說法不正確的是（　　）
A．天氣預報瓶是利用天氣和大氣壓的關系進行預報的
B．A管和B球液面相平時，顯示內外氣壓一致
C．A管液面明顯下降時，往往轉為陰雨天氣
D．B球內裝較多紅墨水，可以減少瓶內溫度變化造成的干擾
【分析】根據裝置的結構和特點，結合大氣壓的大小受天氣的變化影響的關系來判斷，一般來說，陰天下雨的天氣大氣壓比正常低。
【解答】解：
A、天氣不同，氣壓不同，一般來說，陰天下雨的天氣大氣壓比正常低，A管液面明顯上升時。因此“天氣預報瓶”利用天氣與大氣壓的關系進行預報，故A正確；
B、A管和B球液面相平時，兩液面受到氣體的壓強相等，說明瓶內氣壓等于外界大氣壓，故B正確；
C、A管液面明顯下降時，內外氣體壓強不等，顯示外界大氣壓增大，為晴天，故C錯誤；
D、B球容積較大，紅墨水越多，由于熱脹冷縮引起的體積變化不明顯，從而減小瓶內溫度變化造成的干擾。故D正確。
故選：C。
例4.如圖是研究氣壓對水沸點的影響實驗。待燒瓶中的水停止沸騰后，再用大號注射器抽出燒瓶里的空氣，發現燒瓶內的水又重新沸騰。對上述現象分析正確的是（　　）
A．抽氣后，水的溫度上升
B．兩次沸騰瓶內水的沸點相同
C．兩次沸騰瓶內氣體壓強相同
D．重新沸騰時瓶內水的沸點低
【分析】液體的沸點與氣壓有關，氣壓越低，沸點越低。
【解答】解：燒瓶中的水停止沸騰后，抽出燒瓶里的空氣，瓶內氣體的氣壓降低，導致水的沸點降低，從而使燒瓶內的水重新沸騰，故D正確。
故選：D。
變式訓練1.如圖所示，注射器中吸入一定體積熱水，向外拉活塞，水沸騰。產生該現象的原因是（　　）
A．注射器內氣壓減小，水的沸點降低
B．注射器內氣壓減小，水的沸點升高
C．注射器內氣壓增大，水的沸點降低
D．注射器內氣壓增大，水的沸點升高
【分析】液體的沸點與氣壓有關；氣壓越低，液體的沸點越低。
【解答】解：注射器中吸入一定體積熱水，向外拉活塞，水沸騰，說明液體上方的氣體的氣壓越低，沸點越低，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
變式訓練2.科學是一門以實驗為基礎的學科，關于下列實驗的說法不正確的是（　　）
A．甲實驗中用力吹氣時，瓶中的水從豎直的玻璃管內上升甚至噴出
B．乙實驗將玻璃管略微傾斜會導致水銀面豎直高度低于760mm
C．丙實驗將簡易氣壓計從山腳帶到山頂，玻璃管內液面會上升
D．丁實驗為使燒瓶內剛停止沸騰的水再次沸騰，可向外拉動活塞，減小氣壓，降低沸點
【分析】（1）流體壓強大小與流速有關，流速越大的地方壓強越小。
（2）氣壓相同，支撐水銀柱的高度也相同。
（3）液體的沸點與大氣壓有關，氣壓越低，沸點越低。
【解答】解：A、用力吹氣時，瓶中的水從豎直的玻璃管內上升，再從管口向左噴出，因為流速越大的地方壓強越小，故A正確；
B、氣壓相同，支撐水銀柱的高度也相同，故乙實驗將玻璃管略微傾斜水銀面高度還是760mm，不會低于760mm，故B錯誤；
C、丙實驗將簡易氣壓計從山底帶到山頂，山頂氣壓變低，玻璃管內氣壓不變，故玻璃管內液面會上升，故C正確；
D、丁實驗向外拉動活塞，減小氣壓，沸點降低，則燒瓶內剛停止沸騰的水再次沸騰，故D正確。
故選：B。
變式訓練3.如圖所示，兩端開口的光滑的直玻璃管，下端插入水銀槽中，上端有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，設外界大氣壓為p0，環境溫度保持不變，則中間空氣的壓強大小＝　p0+ρgh　（用所給的字母表示），H 　等于　h（選填“大于”、“小于”或“等于”）。（水銀密度為ρ）
【分析】本題應當圍繞玻璃管封有一段空氣來分析，假設其壓強為p，對于上方一段水銀柱，其自身產生的壓強為ρgh，大氣壓對其壓強p0最終也作用于中間空氣，p＝p0+ρgh；分析下方水銀面的壓強得出兩者關系。
【解答】解：中間空氣的壓強大小為p＝p0+ρgh，對于下方水銀槽，液面差產生的壓強ρgH作用于中間空氣，大氣壓p0通過擠壓下方水銀面作用于中間空氣，p＝p0+ρgH，空氣中靜止，上下方壓強相等，p0+ρgh＝p0+ρgH，即H＝h。
故答案為：p0+ρgh；等于。
變式訓練4.小科在科技創新現場展示了科創作品。他把橡膠管一端放入位置較低盛有冷水的燒杯中，另一端與塑料瓶蓋相連并密封，在空塑料瓶中倒入少許熱水搖晃后倒掉，然后迅速用瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，發現燒杯中的水通過橡膠管慢慢流入位置較高的瓶內，如圖所示。下列說法中正確的是（　　）
A．塑料瓶中倒入熱水搖晃后倒掉，目的是讓瓶內空氣增加
B．用瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，目的是讓瓶內氣壓始終等于大氣壓
C．燒杯中的水流入塑料瓶，是利用了氣體的流速對大氣壓的影響
D．燒杯中的水流入塑料瓶，是因為瓶內氣壓小于大氣壓
【分析】（1）水蒸氣液化，體積變小；
（2）將瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，目的是不讓大氣進入瓶中；
（3）燒杯中的水流入到位置較高的塑料瓶，利用大氣壓強；
（4）燒杯中的水上升，是由于大氣壓的作用。
【解答】解：A、往空礦泉水瓶內注入少量的熱水，搖晃后倒掉并立即蓋緊瓶蓋，過一會兒瓶內水蒸氣液化，體積變小，瓶內氣體壓強變小，故A錯誤；
B、將瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，目的是不讓大氣進入瓶中，水蒸氣液化，體積變小，瓶內氣壓小于大氣壓，故B錯誤；
C、燒杯中的水流入到位置較高的塑料瓶，是大氣壓強的作用，故C錯誤；
D、燒杯中的水流入到位置較高的塑料瓶，是因為瓶內氣壓小于大氣壓，燒杯中的水在大氣壓的作用下，流入塑料瓶，故D正確。
故選：D。
題型二.大氣壓強測量實驗
例1.如圖是小明利用V＝2mL的注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材估測大氣壓值的情況。
（1）利用刻度尺測量出注射器帶刻度部分的長度L為10cm，即可算出活塞橫截面積為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，再水平向右緩慢拉動注射器筒，當 　注射器的活塞開始滑動　時，記下彈簧測力計的示數F＝2.1N，據此可測得大氣壓值p＝　1.05×105　Pa。
（3）考慮到活塞與筒壁之間有摩擦，小明繼續拉動一小段距離后，慢慢退回注射器筒。在活塞剛要到針筒內底部時彈簧測力計示數為F′，則大氣壓值p＝　　（用F、F′、V、L表示）
【分析】（2）根據壓強公式計算壓強大小；
（3）由題意知，考慮活塞與筒壁之間的摩擦時，外界大氣對活塞的壓力為，根據壓強公式求得壓強p′的表達式；
（4）若筒內空氣沒有排盡，則所需拉力偏小，所測大氣壓值就偏小。
【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，再水平向右緩慢拉動注射器筒，當注射器的活塞開始滑動時，
大氣壓：＝；
（3）由題意知，設外界大氣對活塞的壓力為F0，活塞與筒壁之間的摩擦為f，第一次活塞被拉出注射器時，活塞受力情況為：F＝F0+f，第二次活塞退回注射器時，活塞受力情況為：F0＝F′+f，則外界大氣對活塞的壓力為F0＝，故大氣壓值為；
故答案為：（2）注射器的活塞開始滑動；1.05×105；（3）。
例2.小金學習了大氣壓強后，借助注射器（容積為5mL）、鐵架臺、小桶、細繩等器材設計如圖裝置估測大氣壓的值。其實驗步驟如下：
①按圖示組裝好器材，首先將注射器活塞推至頂端，上端未封口，接著往小桶內緩慢加水，直至活塞恰好開始下滑時，取下小桶，用天平測量出小桶和水的總質量為78g。
②重新將注射器活塞推至頂端，并用橡皮帽封住注射口，將步驟①中的裝水小桶（水未倒出）重新掛在注射器下端，緩慢向小桶內加水，直至活塞又恰好開始下滑，再取下小桶，用天平測量其總質量為548g。
③取下注射器，并用刻度尺測出其壁上全部刻度部分的長度為10cm。
請回答以下問題：
（1）本實驗中應以 　活塞　（選填“注射器”“活塞”或“小桶”）為研究對象來分析其所受力的情況。
（2）步驟②中“將注射器活塞推至頂端”的目的是 　排盡空氣　。
（3）上述實驗中，在不考慮活塞重力的情況下，可得出大氣壓強的值約為 　9.4×104Pa　。
（4）進一步分析，如果考慮活塞重力，所測出的大氣壓值與（3）中所測得值相比 　不變　（選填“較大”、“不變”或“較小”）。
【分析】（1）該實驗中以活塞為研究對象來分析其所受大氣壓力；
（2）測量大氣壓時，要排盡筒內空氣；
（3）根據二力平衡的條件，當活塞剛剛拉動時，彈簧測力計的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；再根據公式p＝將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；
（4）分析活塞重力對測量摩擦力和拉力的影響，推出對活塞壓力的大小影響分析。
【解答】解：（1）該實驗中以活塞為研究對象；分析研究的是大氣對活塞的壓力；
（2）步驟②中“將注射器活塞推至頂端”的目的是為了排盡空氣；
（3）根據二力平衡條件，摩擦力等于重力，f＝F1＝G＝mg＝0.078kg×10N/kg＝0.78N，活塞受到的大氣壓力為F2＝（0.548﹣0.078）kg×10N/kg＝4.7N，
這就是大氣對活塞的壓力，注射器的容積為5mL＝5cm3，這注射器上的全部刻度線由刻度尺測量得出為10cm，故活塞的橫截面積為S＝＝＝0.5cm2＝0.5×10﹣4m2將其代入公式得，
p＝＝＝9.4×105Pa；
（3）在步驟①中，將注射器活塞推至頂端，上端未封口，接著往小桶內緩慢加水，直至活塞恰好開始下滑時，取下小桶，用天平測量出小桶和水的總質量，可求出小桶和水的總重力，以活塞為研究對象，根據力的平衡條件可知小桶和水的總重力（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，所以步驟①的目的是排除活塞與注射器之間的摩擦對實驗的影響，還排除了活塞重力對實驗的影響，因而如果考慮活塞重力，所測出的大氣壓值與（3）中所測得值相比不變。
故答案為：（1）活塞；（2）排盡空氣；（3）9.4×104Pa；（4）不變。
變式訓練1.物理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂的大氣壓。測量方案如下：
A.把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動針筒，當針筒中活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F。
C.讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V1。
D.用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
請根據他們設計的方案回答以下問題：
（1）測量中，分析研究的是大氣對 　活塞　（選填“針筒”或“活塞”）的壓力。
（2）若同學們用圖乙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到，活塞仍沒有滑動。可改用圖乙中的 　C　（選填“A”或“C”）注射器。用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p＝　　。
（3）在測量大氣壓強的實驗中，為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響，某同學設計了如圖丙所示裝置。將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，活塞通過水平細線與燒杯相連。向燒杯中緩慢加水，當活塞剛開始向左滑動時，測得杯中水的質量為900g；然后向外緩慢抽水，當活塞剛開始向右滑動時，測得杯中水的質量為500g，燒杯質量為125g，活塞面積為7.5×10﹣5m2，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓值為 　1.1×105　Pa。
【分析】（1）明確實驗的原理，分析出研究對象；
（2）壓力的大小跟活塞的作用面積有關，在大氣壓強一定時，面積越小，壓力會越小，所以應選擇較小的注射器；
因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S＝，利用壓強的公式p＝可得出表達式；
（3）當注射器中的活塞開始向左滑動時，此時摩擦力與所受的大氣壓力方向相同；當注射器中的活塞開始向右滑動時，此時摩擦力與所受的大氣壓力方向相反。
【解答】解：
（1）該實驗中以活塞為研究對象；分析研究的是大氣對活塞的壓力；
（2）因為大氣的壓強是一定的，根據公式F＝pS可知，受力面積越小，壓力也會越小，所以當彈簧測力計量程不夠時，可換用小量程注射器，故選C；
活塞的面積S＝，將測量結果代入壓強公式得：p＝＝；
（3）當注射器中的活塞開始向左滑動時，G1＝（0.9+0.125）kg×10N/kg＝10.25N，對活塞受力分析：f+F＝G1＝10.25N；
當注射器中的活塞開始向右滑動時，G2＝（0.5+0.125）kg×10N/kg＝6.25N，對活塞受力分析：F﹣f＝G2＝6.25N；
兩式聯立解得：F＝8.25N；
所以p＝＝＝1.1×105Pa。
故答案為：（1）活塞；（2）C；；（3）1.1×105。
變式訓練2.科學興趣小組同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂大氣壓。測量方案如下。
A.把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如圖甲，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動針筒。當針筒中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F。
C.讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V。
D.用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
請根據他們設計的方回以下問題。
（1）測量中，分析研究的是大氣對 　活塞　（選填“針筒”或“活塞”）的壓力。
（2）若同學們用圖丙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動，可改用圖丙中的 　C　（選“A”或“C”）注射器。
（3）若實驗時，測得數據如甲、乙所示，計算得到大氣壓強的數值為 　1.03×105　Pa。
【分析】（1）該實驗的實驗原理是：p＝，明確實驗的原理，分析出研究對象；
（2）壓力的大小跟活塞的作用面積有關，在大氣壓強一定時，面積越小，壓力會越小，所以應選擇較小的注射器；
（4）由圖甲可求活塞的橫截面積S＝，由圖乙可知拉力F，利用p＝可求大氣壓強的數值。
【解答】解：（1）該實驗的實驗原理是p＝，該實驗中以活塞為研究對象，所以分析研究的是大氣對活塞的壓力；
（2）因為大氣的壓強是一定的，根據公式F＝pS可知，受力面積越小，壓力也會越小，所以當彈簧測力計量程不夠時，可換用小量程注射器，故選C注射器；
（3）由圖甲可知，V＝2.5mL＝2.5cm3，注射器刻度總長L＝4.02cm，活塞的橫截面積S＝＝≈0.622cm2；
由圖乙可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，拉力F＝6.4N，則大氣壓強p＝＝≈1.03×105Pa。
故答案為：（1）活塞；（2）C；（3）1.03×105。
變式訓練3.學習了大氣壓的相關知識后，同學們想估測一下大氣壓的大小。他們準備了如下器材：A、B、C三個不同規格的注射器、兩個相同的彈簧測力計（量程為10N）、刻度尺、一個鐵絲做成的T型鉤、細線、橡皮帽等。某組同學在實驗中選了B規格的注射器，發現彈簧測力計的量程太小了。于是設計了圖甲實驗裝置，順利完成了測量任務。具體步驟如下：
①先讀出注射器的最大刻度為V，用刻度尺量出其全部刻度的長度為L。
②把注射器的活塞推至注射器筒底端，排盡筒內的空氣。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，剛好拉動活塞時，兩個測力計示數均為F。
請根據他們的實驗方案回答以下問題：
（1）若不考慮其他因素的影響，則本次測量所得的大氣壓值p＝　　。（用測量步驟中的V、L和F表示）
（2）實驗過程中，同學們發現注射器頂端裝針頭處，空氣無法排盡。這將使得測量結果比當天大氣壓 　偏小　（填“偏大”或“偏小”）。
（3）另外一組的同學用一個彈簧測力計也完成了實驗，請你分析他們選擇的是 　C　規格的注射器，理由是 　因為大氣壓強是一定的，根據公式F＝pS可知，受力面積越小，活塞受到的大氣壓力也會越小　。
【分析】（1）根據二力平衡的條件，當活塞剛剛拉動時，彈簧測力計的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；再根據公式p＝將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；
（2）當注射器里面有氣體時，則筒內氣體就有一定的壓強，會造成拉力F偏小，在面積S不變時，所測量的大氣壓值會偏小；
（3）壓力的大小跟活塞的作用面積有關，在大氣壓強一定時，面積越小，壓力會越小，所以應選擇較小的注射器；
因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S＝，利用壓強的公式p＝可得出表達式。
【解答】解：
（1）由步驟①可知，注射器的最大刻度為V，全部刻度的長度為L，注射器活塞的橫截面積為S＝；
由步驟③可知當剛好拉動活塞時，兩個測力計示數均為F，則由力的平衡條件可知大氣對活塞的壓力為2F，
此時大氣壓的數值：p＝＝＝；
（2）注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡，內部空氣對活塞的壓力會和外部大氣壓力抵消一部分，這樣使得彈簧測力計受到的拉力減小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；
（3）因為大氣壓強是一定的，根據公式F＝pS可知，受力面積越小，活塞受到的大氣壓力也會越小，拉動活塞的拉力也可以小一點，所以當用一個彈簧測力計時，可換用橫截面積小的注射器，故選C；
故答案為：（1）；
（2）偏小；
（3）C；因為大氣壓強是一定的，根據公式F＝pS可知，受力面積越小，活塞受到的大氣壓力也會越小。
變式訓練4.小金利用最大刻度值標有5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進行測量。其實驗步驟如下：
①先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，當注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
②用細繩拴住注射器活塞的頸部，使繩另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒，如圖所示。當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為6N。
③測出注射器全部刻度的長度為10cm。
④根據測量數據，算出大氣壓的值。
（1）根據數據算出的大氣壓強是 　1.2×105　Pa。
（2）小金發現，在做此實驗時測得的大氣壓值偏大，對此你認為原因可能是 　活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使力的測量值偏大，算出的大氣壓會偏大　。
（3）在步驟①的設計中，若橡皮帽封住的注射器小孔有氣體殘余，則測出的彈簧測力計的示數偏 　小　。
【分析】（1）實驗中要測出注射器的長度，因此要用到刻度尺。
（2）注射器的容積可通過圖中讀出，其單位為mL，注射器是圓柱體，利用公式V＝SL的變形，可求其橫截面積的大小；
根據二力平衡的條件，當活塞剛剛拉動時，彈簧測力計的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；再根據公式p＝F/S將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；
（3）如果活塞與注射器內壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而影響測量結果。
【解答】解：（1）讀圖可知，注射器容積為5ml，即5cm3．注射器全部刻度的長度L＝10cm，因為注射器為圓柱體，根據其體積公積可得，S＝V/L＝0.5cm2＝5×10﹣5m2
實驗時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣。彈簧測力計的示數F＝6N，這就是大氣對活塞的壓力，將其代入公式得，
p＝F/S＝1.2×105Pa；
（2）實驗中，因為活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使力的測量值偏大，算出的大氣壓會偏大；
（3）如果活塞與注射器內壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而影響測量結果，算出的大氣壓會偏小。
故答案為：1.2×105Pa；活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使力的測量值偏大，算出的大氣壓會偏大；小。
題型三.大氣壓強計算
例1.高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個帽子為限壓閥，當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，其內的氣體就會沖出限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減少，現在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2，限壓閥的質量為100g的高壓鍋，要用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。則：
（1）高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為多少？
（2）商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥還能使用嗎？若不能，應再配備一個質量為多少克的限壓閥？（g取10N/kg）
【分析】（1）已知限壓閥的質量，根據G＝mg求出限壓閥的重量；鍋內最大氣壓等于外界大氣壓與限壓閥產生的壓強之和；
（2）由經檢驗鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，可知原來的限壓閥不能繼續使用；根據鍋內氣體的最大壓強和大氣壓可計算出作用在限壓閥上的壓強，然后根據限壓閥出氣口橫截面積可求出限壓閥的壓力，此時壓力即為其重力，然后即可求出限壓閥的質量。
【解答】解：（1）限壓閥的重量為：
G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為：
p＝p0+＝1.0×105Pa+＝2×105Pa；
（2）p限＝p最大﹣p0＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa，
根據p＝可得限壓閥受到的壓力為：
F限＝p限S＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，
G＝F限＝0.8N，
限壓閥的質量為：
m＝＝＝0.08kg＝80g。
答：（1）鍋內氣體能達到的最大壓強是2×105Pa；
（2）不能，應該再配一個質量為80g的限壓閥。
例2.覆杯實驗是科學中的經典實驗。小樂在薄壁玻璃杯內盛滿水，杯口蓋上一張硬紙片（不留空氣，然后托住硬紙片，將玻璃杯倒置，水不流出，硬紙片也不掉下，如圖甲所示。
（1）小樂在實驗時將玻璃杯逆時針旋轉90°至如圖乙所示狀態，其目的是證明 　大氣向各個方向都有壓強　。
（2）當玻璃杯處于如圖甲所示狀態時，玻璃杯中水的高度為15cm，杯口圓面積為100cm2，若實驗時大氣壓強為1×105Pa，不計硬紙片質量，則硬紙片與水和杯接觸的100cm2部分，受到向下的壓力為 　1×103　N：得出上述數據的理由是 　硬紙片受到向下的壓力和向上的壓力平衡　。
【分析】（1）大氣向各個方向都有壓強；
（2）根據F＝pS求出大氣對紙片向上的壓力，不計硬紙片質量（重力），因硬紙片處于靜止狀態，則硬紙片受到向下的壓力和向上的壓力平衡，據此可求出硬紙片受到向下的壓力。
【解答】解：（1）小樂在實驗時將玻璃杯逆時針旋轉90°至如圖乙所示狀態，紙片沒有落下，說明紙片受到力的作用，說明大氣向各個方向都有壓強；
（2）大氣對紙片向上的壓力為：F向上＝p大氣S圓＝1×105Pa×100×10﹣4m2＝1×103N；
不計硬紙片質量（重力），因硬紙片處于靜止狀態，則硬紙片受到向下的壓力和向上的壓力平衡，
所以，硬紙片受到向下的壓力（包括水對紙片的壓力以及上方杯底對水的壓力）：F向下＝F向上＝1×103N。
故答案為：（1）大氣向各個方向都有壓強；（2）1×103；硬紙片受到向下的壓力和向上的壓力平衡。
變式訓練1.一款新型家用電梯（如圖所示）正走進我們的生活，它外形是長圓筒，升降過程不使用線纜，而是靠氣壓驅動。已知外界大氣壓為1×105Pa，電梯室質量為120kg，電梯室與圓筒壁之間的摩擦力為300N，底部和頂部面積均為1m2。
（1）請用所學知識分析說明該新型家用電梯是如何實現向上運動的。
（2）低壓區的氣壓降到9.8×104Pa時，作用在電梯室上表面的大氣壓力是 　9.8×104　牛。
（3）抽氣機最多能把低壓區的氣壓降到9.5×104Pa，，則該電梯勻速下降時能裝載的物體的最大質量是 　410kg　。
【分析】（1）根據頂部和底部氣壓的變化分析；
（2）根據F＝pS求出壓力的大小；
（3）根據G＝mg求出電梯的重力；然后求出高壓區和低壓區的壓強差，根據F＝pS求出壓力；
對電梯室受力分析求出物體的重力，根據m＝求出物體質量的大小。
【解答】解：
（1）抽氣泵抽氣，頂部氣壓減小，當頂部氣壓減小到一定程度，而底部氣壓不變，此時底部大氣壓大于頂部大氣壓，產生了一個向上的壓強差、壓力差，電梯室上升；
（2）根據p＝可知，作用在電梯室上表面的大氣壓力為：
F＝pS＝9.8×104Pa×1m2＝9.8×104N；
（3）電梯的重力為：G電梯＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N；
此時高壓區和低壓區的壓強差為：Δp＝1×105Pa﹣9.5×104Pa＝5×103Pa，
電梯室受到的壓力差為：F'＝ΔpS＝5×103Pa×1m2＝5×103N；
電梯勻速下降時，處于平衡狀態，受到的合力為0，
則可裝物體的重力為G＝F'+f﹣G電梯＝5×103N+300N﹣1200N＝4100N；
故可裝的物體質量為：m＝＝＝410kg。
故答案為：（1）抽氣泵抽氣，頂部氣壓減小，當頂部氣壓減小到一定程度，而底部氣壓不變，此時底部大氣壓大于頂部大氣壓，產生了一個向上的壓強差、壓力差，電梯室上升；（2）9.8×104；（3）410kg。
變式訓練2.如圖所示的示意圖，鍋蓋上有一個豎直空心柱為排氣孔，空心柱上配有一個限壓閥，當內部的氣體壓強超過安全值時，鍋內氣體就會沖開限壓閥，放出一部分水蒸氣，使鍋內氣體壓強減小.現有一個直徑為22cm，空心柱小孔的橫截面積為10mm2，質量為100g的限壓閥，用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。問：
（1）高壓鍋是利用液體的沸點隨著氣壓的升高而 　升高　工作的。
（2）此時鍋內部氣體的最大壓強是多少？
（3）該高壓鍋在大氣壓強為0.8×105Pa的地區使用時，要保證水的沸點與上題一樣，則應換一個質量為多大的限壓閥？（g取10N/kg）
【分析】（1）根據液體沸點隨氣壓變化的規律解答；
（2）根據限壓閥質量求出其重力，對出氣口的壓力就等于其重力，利用限壓閥出氣口橫截面積求出此時壓強，再加上大氣壓的值即為鍋內氣體能達到的最大壓強。
（3）根據鍋內氣體的最大壓強和大氣壓之差計算出作用在限壓閥上的壓強，然后根據限壓閥出氣口橫截面積可求出限壓閥的壓力，此時壓力等于其重力，然后即可求出限壓閥的質量。
【解答】解：（1）液體的沸點跟氣壓有關，氣壓增大，沸點升高；
（2）原來的限壓閥對出氣口的壓力：F＝G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
空心柱小孔的橫截面積S＝10mm2＝1×10﹣5 m2，當時的大氣壓p0＝1×105Pa；
原來的限壓閥對出氣口的壓強：；
高壓鍋內氣體達到的最大壓強：p內＝p0+p1＝1×105Pa+1×105Pa＝2×105Pa；
（3）此時限壓閥對出氣口的壓強：p限＝p最大﹣p0＝2×105Pa﹣0.8×105Pa＝1.2×105Pa；
此時作用在出氣口的壓力：F限＝p限S＝1.2×105Pa×1×10﹣5 m2＝1.2N；
此時限壓閥的重力：G′＝F限＝1.2N；
配制的限壓閥的質量：。
答：（1）高壓鍋是利用液體的沸點隨著氣壓的升高而升高工作的；
（2）此時鍋內部氣體的最大壓強是2×105Pa；
（3）該高壓鍋在大氣壓強為0.8×105Pa的地區使用時，要保證水的沸點與上題一樣，則應換一個質量為120g的限壓閥。
變式訓練3.如圖所示是高壓鍋的基本結構示意圖。鍋蓋上有一個空心柱為出氣孔，空心柱上戴著的一個帽子為安全閥，當高壓鍋內的氣體壓強超出了安全值時，鍋內的氣體就會沖開安全閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減小。（π取3，大氣壓取105Pa）
高壓鍋自重 高壓鍋直徑 出氣孔半徑 安全閥質量
40N 30cm 2mm 120g
（1）小科在使用電飯煲煮玉米時發現大約需要15～20分鐘能將玉米煮熟，而使用高壓鍋煮熟玉米大概只需要8分鐘（內壁容積、玉米種類數量均相同）。請根據此現象解釋其中包含的科學道理。
（2）經商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.6×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥不能再使用，那么應該再配備一個質量為多少克的限壓閥？
【分析】（1）液體的沸點隨氣壓的升高而增大；
（2）由經檢驗鍋內氣體的最大壓強不能超過1.6×105Pa，可知原來的限壓閥不能繼續使用；根據鍋內氣體的最大壓強和大氣壓可計算出作用在限壓閥上的壓強，然后根據限壓閥出氣口橫截面積可求出限壓閥的壓力，此時壓力即為其重力，然后即可求出限壓閥的質量。
【解答】解：（1）高壓鍋是密封的，鍋內水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內水面上的氣壓增大，水的沸點升高，更容易將食物煮熟；
（2）經檢驗鍋內氣體的最大壓強不能超過1.6×105Pa，作用在限壓閥上的壓強p'＝p最大﹣p0＝1.6×105Pa﹣1×105Pa＝0.6×105Pa，出氣孔的面積S＝πR2＝3×（2mm）2＝12mm2＝12×10﹣6m2，由p＝可得，限壓閥的壓力F'＝p'S＝0.6×105Pa×12×10﹣6m2＝0.72N；又此時壓力等于其重力，則限壓閥的重力G＝F′＝0.72N；根據G＝mg可得，限壓閥的質量m＝＝0.072kg＝72g。
答：（1）高壓鍋是密封的，鍋內水汽化形成的水蒸氣不能跑出去，使鍋內水面上的氣壓增大，水的沸點升高，更容易將食物煮熟；
（2）應該再配備一個質量為72g的限壓閥。
變式訓練4.高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可以將食物加熱到100℃以上。由于省時高效，深受消費者的歡迎。
（1）高壓鍋工作的原理是通過 　增大　（填“增大”或“減小”）鍋內氣壓，讓水的沸點 　升高　（填“升高”或“降低”），從而使食物在較高溫度下煮熟。
（2）小科同學測得家中高壓鍋出氣孔面積為10毫米2，壓在出氣孔上的安全閥質量為70克。請通過計算判斷出利用這種高壓鍋燒水時，最高水溫大約是多少？（p大氣＝1.0×105Pa）
【分析】（1）水的沸與氣壓有關，氣壓越大，沸點越高；
（3）當先算出安全閥的重力，然后根據壓強公式p＝計算出限壓閥自重產生的壓強；這個壓強再加上標準氣壓就是鍋內氣體能達到的壓強，根據圖乙可以確定鍋內可達到的最高溫度。
【解答】解：（1）高壓鍋工作的原理是增大鍋內氣壓，且水的沸與氣壓有關，氣壓越大，沸點越高；
（2）安全閥的重力：G＝mg＝0.07kg×10N/kg＝0.7N，
出氣孔的面積：S＝10mm2＝1×10 5m2，
安全閥對出氣孔處氣體產生的壓強：
p＝＝0.7×105Pa；
由平衡條件可知，鍋內氣壓等于外界大氣壓（p大氣＝1.0×105Pa）與安全閥對氣體壓強之和，
則鍋內氣壓：p內＝p大氣+p＝1.0×105Pa+0.7×105Pa＝1.7×105Pa，
由圖象知，鍋內溫度約為115℃。
故答案為：（1）增大；升高；（2）115℃。
變式訓練5.高壓鍋是應用液體沸點會隨著氣壓增大而升高的原理設計的，如圖為水的沸點跟氣壓的關系圖像。已知高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質量為84g。請你通過計算并對照圖來判斷；用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到多少？（大氣壓值取1.0×105Pa）
【分析】限壓閥恰好平衡時，鍋內的壓強最大，水溫最高，此時鍋內氣壓等于一標準大氣壓與限壓閥對氣體壓強之和，根據F＝pS得出等式即可求出鍋內的最大氣壓，然后從圖像上得出高壓鍋內最高溫度。
【解答】解：鍋內氣壓等于一標準大氣壓與限壓閥對氣體壓強之和，
根據p＝可得：p內S＝p0S+mg，
即p內＝＝p0+
＝1.0×105Pa+
＝1.7×105Pa，
由圖可知，水溫最高可達116℃（116℃左右均可）。
答：水溫最高可以達到116℃（116℃左右均可）。
三.課后作業
1.如圖所示，某同學用吸管喝水，如果每次吸入水的質量相同，設杯底對桌面的壓力減小量為ΔF，杯底所受水的壓強減小量為Δp。則下列說法錯誤的是（　　）
A．喝水時，水在大氣壓的作用下進入口中
B．如吸管a點破損，水就喝不上來
C．杯底對桌面的壓力減小量ΔF保持不變
D．杯底所受水的壓強減小量Δp保持不變
【分析】（1）吸管吸水是利用大氣壓的原理。
（2）根據杯子對桌面的壓力等于杯子和水的總重力，結合吸水量相同分析。
（3）杯子的形狀是上寬下窄，如果每次吸入水的質量相同，則杯內水的深度減小量增加，由p＝ρgh分析Δp1的變化。
【解答】解：AB、利用吸管喝水時，吸去管內空氣，壓強減小，水在大氣壓的作用下進入口中，如吸管a點破損，空氣進入使得管內氣壓不能減小，水就喝不上來，故A、B正確；
C、每次吸入水的質量相同，重力變化量相同，對桌面壓力的變化量相同，故C正確；
D、杯子的形狀是上寬下窄，如果每次吸入水的質量相同，水的體積相同，則杯內水的深度減小量一次比一次多，則由p＝ρgh可知，杯底所受水的壓強減小量Δp1逐漸變大；故D錯誤。
故選：D。
2.如圖所示，把測量大氣壓強的托里拆利實驗裝置放在托盤電子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水銀槽B的底部不接觸，當天氣晴朗之時，托盤電子秤的讀數為Q。若遇到陰雨綿綿之日，托盤電子秤的讀數將（　　）
A．大于Q B．等于 C．小于Q D．無法確定
【分析】托盤電子秤讀數等于水銀槽及槽中的水銀所受重力；大氣壓的變化時，會改變槽中的水銀的多少，則所受的重力就會改變，據此答題。
【解答】解：由圖知：托盤電子秤稱的是水銀槽和槽中的水銀；而管中的水銀處于大氣壓所產生向上的力和重力的平衡力；遇到陰雨綿綿之日，大氣壓強下降，進入玻璃管的水銀減少，使水銀槽中的水銀增多，水銀槽中的水銀因增加，使水銀槽及槽中的水銀所受的重力增加，故示數大于Q。
故選：A。
3.高壓鍋是一種密閉的加熱容器，鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當鍋內氣壓達到限定值時，限壓閥被頂起放出部分氣體，實現對鍋內氣體壓強的控制。已知圖甲的高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質量為72g。水的沸點跟氣壓的關系圖像如圖乙所示。下列選項正確的是（大氣壓值取1.0×105Pa）（　　）
A．該高壓鍋內的最大壓強為1.8×105Pa
B．用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到115℃
C．可以通過減小限壓閥的質量，來提高鍋內水的沸點
D．用該高壓鍋在高山上和山腳煮熟食物的效果一樣
【分析】（1）利用重力公式和壓強公式得到限壓閥對出氣孔的壓強，高壓鍋內的氣壓等于外界大氣壓與限壓閥對出氣孔的壓強之和；
（2）由圖乙可查找高壓鍋內為最大壓強時，對應的水的溫度；
（3）液面上方的氣壓越大，液體的沸點越高；
（4）高山上氣壓較低，山腳處氣壓較高。
【解答】解：A.該高壓鍋內的最大壓強p＝p大氣壓+＝1.0×105Pa+＝1.6×105Pa，故A錯誤；
B.由圖乙可知，當該高壓鍋內的最大壓強為1.6×105Pa時，對應的水溫為115℃，故B正確；
C.液面上方的氣壓越大，液體的沸點越高，由A中的推導式可知，增大限壓閥的質量，可以提高鍋內水的沸點，故C錯誤；
D.高山上氣壓較低，山腳處氣壓較高，由A中的推導式可知，高山上的最大壓強小于山腳處的最大壓強，則鍋內水的最高溫度不同，煮熟食物的效果不同，故D錯誤。
故選：B。
3.如圖所示為一蓄水箱示意圖，箱內裝滿水，M、N是管內同一水平線上的兩點，K是閥門。K關閉時M、N兩點的壓強為pM、pN，K打開流出水時，M、N兩點的壓強分別為pM′、pN′，則（　　）
①pM＝pN
②pM＞pN
③pM′＝pN′
④pM′＞pN′
A．②④ B．①③ C．②③ D．①④
【分析】根據液體壓強公式分析比較K關閉時M、N兩點的壓強；根據流體壓強與流速的關系分析比較K打開流出水時，M、N兩點的壓強。
【解答】解：①②當閥門K關閉時，M、N所處的深度相同，水的密度一定，根據p＝ρgh可知，K關閉時M、N兩點的壓強大小是pM＝pN，故①正確，②錯誤；
③④、K打開流出水時，M處的橫截面積大，N處的橫截面積小，同質量的水流過時，M處的流速小，壓強大，N處的流速大，壓強小，即pM′＞pN′，故③錯誤，④正確。
故選：D。
4.2016年7月1日起，全省二級以上醫院（除兒童醫院）全面停止門診患者靜脈輸注抗菌藥物；如圖是醫院為病人輸液部分裝置，圖中A為輸液瓶，B為滴壺，C為進氣管，與大氣相通，則在輸液過程中（瓶A中尚有液體），下列說法錯誤的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方氣體的壓強不變
②瓶A中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大
③在瓶中藥液輸完以前，滴壺B中的氣體壓強保持不變
④滴壺B中的氣體壓強隨A中液面的下降而減小
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【分析】以瓶A中上方氣體為研究對象，根據瓶A中液體的變化情況可判斷瓶A中上方氣體的壓強變化；以滴壺B中的氣體為研究對象，分析進氣管C處到B處的液柱變化情況，可得知B內氣體的壓強變化。
【解答】解：瓶A中上方氣體的壓強為外界大氣壓與瓶A中的液體產生的壓強差，瓶A中的液體面下降，液體產生的壓強就減小，所以瓶A中上方氣體的壓強會增大，①錯誤，②正確。
進氣管C處的壓強為大氣壓強，不變化，從C到滴壺B之間的液柱高度不變，所以滴壺B中的氣體壓強在瓶中藥液輸完以前是不變的。③正確，④錯誤。
故選：C。
5.某同學利用帶拉環的吸盤、固定在墻上的平面鏡、刻度尺來測是大氣壓強的大小。吸盤平面面積為10cm2，用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N；將吸盤壓在平面鏡上，排盡吸盤內空氣：用彈簧秤水平拉動吸盤（如圖甲），直至恰好脫落，讀出此時彈簧秤示數為90N。
（1）請計算當時的大氣壓值為 　9×104　帕。
（2）如果拿一個吹風機對著吸盤自上而下吹冷風，如圖乙，彈簧秤示數可能會 　小于　90N（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
【分析】（1）根據題意可知，大氣對吸盤的壓力等于彈簧秤示數平均值，又知吸盤平面面積，利用p＝計算實驗時的大氣壓值；
（2）根據流體壓強和流速的關系分析解答：流體的壓強跟流速有關，流速越大，壓強越小。
【解答】解：（1）根據題意可知，大氣對吸盤的壓力F＝F示＝90N，
由于吸盤重力豎直向下，對水平拉力沒有影響，實驗時的大氣壓值：
p＝＝＝9×104Pa；
（2）由圖可知，如果拿一個吹風機對著吸盤自上而下吹冷風，如圖乙那樣對著吸盤自上而下吹風，根據流體壓強和流速的關系可知，吸盤外側空氣流速增大，壓強變小，大氣對吸盤的壓力減小，所以，彈簧秤拉動吸盤至恰好脫落時的示數一般會小于90N。
故答案為：（1）9×104；（2）小于。
6.小明利用標有2.5mL的一次性注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、刻度尺等器材，對大氣壓的值進行測量。
（1）將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 　排盡注射器內的空氣　。
（2）下面是記錄實驗情況的表格，請將空白處內容補充完整。
大氣壓力F/N 注射器容積V/mL 注射長器全部刻度的長度l/cm 活塞面積S/cm2 大氣壓強p/Pa
7.5 2.5 4 0.625 　1.2×105　
（3）小明發現，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差很大，對此小明與同學找出了下列可能的原因：
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體。
②活塞與注射器筒壁間有摩擦。
③彈簧測力計的示數沒有讀準。
④活塞與注射器筒壁不完全密封。
上述原因可能會使測量值大于真實值的是 　C　。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【分析】（1）（2）本實驗的原理是：先排出注射器內的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F＝PS，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據p＝求出大氣壓強的值。
（3）注射器筒內有空氣或沒有讀準彈簧測力計的示數7.5N都會導致測量值小于真實值。
【解答】解：（1）將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內的空氣。
（2）根據實驗原理可知需要測量的物理量：大氣壓力F；注射器容積V；注射器全部刻度的長度為L；活塞的橫截面積為S；最后計算出大氣壓強的值；
p＝＝＝＝＝1.2×105Pa。
（3）根據壓強公式P＝，受力面積一定，活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內有空氣會使拉力變小，算出的大氣壓會偏小；活塞與注射器筒壁間有摩擦，或沒有讀準彈簧測力計的示數都會使力的測量值偏大，算出的大氣壓會偏大，故選C。
故答案為：（1）排盡注射器內的空氣；（2）②1.2×105； （3）C。
7.為了估測當天大氣壓究竟有多大，科學興趣小組同學在實驗室合作進行了如圖甲所示的實驗。其實驗步驟如下：
①將蘸水的塑料吸盤（吸盤有重力）按在光滑水平板面上，并多次擠壓吸盤。
②用彈簧測力計鉤著吸盤掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離板面。
③記錄剛脫離板面時彈簧測力計的讀數F0＝41N，可視為大氣對吸盤的壓力大小。
④量出吸盤與水平板面的接觸面積S＝4cm2。
⑤計算大氣壓。
（1）步驟①中“多次擠壓吸盤”的目的是 　將里面空氣排出　。
（2）根據甲實驗設計，可能會引起測得的大氣壓值偏大的原因是 　吸盤自身重力影響　。
（3）若按圖乙中的兩種方式進行實驗，實驗器材和步驟均相同，則選擇圖乙中的 　左　（填“左”或“右”）圖這種方式更合理。
【分析】（1）將吸盤蘸水后按在光滑水平板面上，加強了吸盤與板面之間的密封性，防止漏氣，以減小吸盤內氣體對實驗結果的影響，多次按壓的目的是排盡空氣；
（2）向上拉動時，不僅克服大氣壓力，還要拉起吸盤的重力；
（4）從吸盤的重力角度分析。
【解答】解：（1）將吸盤蘸水后按在光滑水平板面上，多次擠壓吸盤是為了排盡空氣，防止漏氣，以減小吸盤內氣體對實驗結果的影響；
（2）甲實驗設計，向上拉動時，拉力大小等于向下的大氣壓力和吸盤重力之和，可能會引起測得的大氣壓值偏大的原因是吸盤自身重力影響；
（3）豎直向下拉動時，拉力與吸盤自身重力的之和等于大氣壓力，因而所測拉力偏小，只有水平方向拉動時，重力沒有影響，故左側合理。
故答案為：（1）將里面空氣排出；（2）吸盤自身重力影響；（3）左。
8.飲水機控制出水的一個重要部件就是“聰明座”。水桶就是倒扣在聰明座上的，聰明座的下面是一個蓄水箱，打開出水閥時，水從聰明座的出水口流入蓄水箱，再從出水閥流出，同時空氣從聰明座的進氣口進入水桶，如圖所示。關閉出水閥后，當水淹沒“聰明座”的進氣口時，水就不再流出，從而保證蓄水箱中的水位保持在“聰明座”的進氣口位置。
（1）“聰明座”做成錐形，可使水桶與“聰明座”的接觸面積增大，使水桶對“聰明座”的壓強 　變小　。（填“變小”、“變大”或“不變”）
（2）當蓄水箱中的水面剛好淹沒聰明座的進氣口時，在 　大氣壓　的作用下，水桶中的水不會繼續流入蓄水箱中。
（3）使用一段時間后，桶內水位高度降低，此時水桶底上方A處氣體的壓強 　＜　（填“＞”、“＝”或“＜”）大氣壓。
【分析】（1）減小壓強的方法：在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，通過減小壓力來減小壓強；
（2）比較桶內水產生的壓強和蓄水箱上面的大氣壓的大小得出結論；
（3）A點的氣壓加上下方水柱產生的壓強等于大氣壓。
【解答】解：
（1）水桶對“聰明座”的壓力一定，“聰明座”做成錐形，可以增大與水桶的接觸面積，根據p＝可知，可使壓強變小，避免被水桶壓破。
（2）水桶倒扣在聰明座上，當蓄水箱中的水面剛好淹沒聰明座的進氣口時，蓄水箱上面受到大氣壓的作用，大于桶內水產生的壓強，所以水桶中的水不會繼續流入蓄水箱中。
（3）因為A點的氣壓加上下方水柱產生的壓強等于大氣壓，所以A處氣體的壓強與桶外大氣壓相比偏小。
故答案為：（1）變小；（2）大氣壓；（3）＜。
9.高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個帽子為限壓閥，當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，其內安全閥———閥門的氣體就會沖出限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減少，現在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2，限壓閥的質量為100g的高壓鍋，要用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。則：
（1）用高壓鍋燒水至沸騰時，水的溫度 　＞　100℃。（選填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為多少？
（3）商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥還能使用嗎？若不能，應再配備一個質量為多少克的限壓閥？
【分析】（1）液體的沸點跟氣壓有關，氣壓增大，沸點升高；
（2）已知限壓閥的質量，根據G＝mg求出限壓閥的重量；鍋內最大氣壓等于外界大氣壓與限壓閥產生的壓強之和；
（3）由經檢驗鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，可知原來的限壓閥不能繼續使用；根據鍋內氣體的最大壓強和大氣壓可計算出作用在限壓閥上的壓強，然后根據限壓閥出氣口橫截面積可求出限壓閥的壓力，此時壓力即為其重力，然后即可求出限壓閥的質量。
【解答】解：（1）液體的沸點跟氣壓有關，氣壓增大，沸點升高，故水的溫度高于100℃；
（2）限壓閥的重量為：
G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為：
p＝p0+＝1.0×105Pa+＝2×105Pa；
（3）p限＝p最大﹣p0＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa，
根據p＝可得限壓閥受到的壓力為：
F限＝p限S＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，
G＝F限＝0.8N，
限壓閥的質量為：
m＝＝＝0.08kg＝80g。
答：（1）＞；
（2）鍋內氣體能達到的最大壓強是2×105Pa；
（3）不能，應該再配一個質量為80g的限壓閥。
10.美國東面是大西洋，西面是太平洋，每年都會受到龍卷風的襲擊，造成人員傷亡和財產損失。假設某一次龍卷風發生時，室外的氣壓急劇下降到9×104Pa，當時門窗緊閉，室內氣壓約為1×105Pa。
（1）為什么龍卷風發生時，室外的氣壓會急劇下降？
（2）若水平屋頂的面積為100m2，試計算屋頂內外受到的大氣壓力差的大小。
【分析】（1）液體和氣體都稱為流體，生活中常見的流體是水和空氣，流體的流速越大，壓強越小。
（2）先計算壓強差，再根據F＝pS計算壓力差。
【解答】解：（1）龍卷風刮過時，室外空氣流速急劇增大，氣壓急劇下降。
（2）由于房屋外部靠近龍卷風的方向，空氣流速大，壓強小，房屋內空氣流速小，壓強大，屋頂在壓強差的作用下，受到向上的壓力差，巨大的壓力可將屋頂掀飛；
屋頂內外受到的大氣壓差為：Δp＝1.0×105Pa﹣9×104Pa＝10000Pa；
屋內外的大氣壓力差ΔF＝ΔpS＝10000Pa×100m2＝106N。
答：（1）龍卷風刮過時，室外空氣流速急劇增大，氣壓急劇下降；（2）屋頂內外受到的大氣壓力差為106N。
11.圖甲為高壓鍋的構造，圖乙為水的沸點與氣壓的關系圖象。
（1）請說明高壓鍋為什么能將食物加熱到100℃以上？
（2）若高壓鍋出氣孔的直徑為3mm，壓在出氣孔上的安全閥的質量為81g。若要把這種高壓鍋銷售到西藏地區，在保證高壓鍋安全使用的前提下，用這種高壓鍋燒水時，水的沸點要達到115℃，應使用質量為多大的限壓閥？（π取3，西藏地區外界大氣壓平均值為0.8×105Pa）
【分析】（1）氣壓越高液體的沸點越高，高壓鍋利用這個原理制成的；
（2）根據已圖115℃對應的氣壓，減去外界氣壓，得出安全閥產生的壓強，根據計算安全閥的重力，再根據G＝mg計算質量。
【解答】解：（1）標準大氣壓下，液體的沸點是100℃，氣壓越高液體的沸點越高，當高壓鍋內的氣壓大于標準大氣壓時，液體的沸點就大于100℃了；
（2）由乙圖可知，當溫度達到115℃時，氣壓為1.6×105Pa，
此時限壓閥產生的壓強：p′＝p內′﹣p外′＝1.6×105Pa﹣0.8×105Pa＝0.8×105Pa；
出氣孔的半徑：r＝×3mm＝1.5mm＝1.5×10﹣3m；
出氣孔的面積：S＝πr2＝3×（1.5×10﹣3m）2＝6.75×10﹣6m2
限壓閥的重力：G′＝F′＝p′S＝0.8×105Pa×6.75×10﹣6m2＝0.54N
限壓閥的質量：m＝＝＝0.054kg，
答：（1）標準大氣壓下，液體的沸點是100℃，氣壓越高液體的沸點越高，當高壓鍋內的氣壓大于標準大氣壓時，液體的沸點就大于100℃了；
（2）用這種高壓鍋燒水時，水的沸點要達到115℃，應使用質量為0.054kg的限壓閥。
12.如圖為高壓鍋的示意圖，鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔；空心柱上帶有一個帽子為限壓閥。當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，鍋內的氣體會頂起限壓閥逸出一部分，使鍋內氣體壓強減小，保證高壓鍋安全使用。已知空心柱小孔橫截面積為10mm2，大氣壓為1×105Pa，鍋內壓強最大為1.8×105Pa。（g取10N/kg）
（1）用此高壓鍋燒水至沸騰時，水的溫度 　大于　（填“大于”、“小于”或“等于”）100℃。
（2）計算高壓鍋工作時鍋內外氣體的最大壓強差。
（3）計算限壓閥的質量。
【分析】（1）高壓鍋內水上方的空氣壓強大于標準氣壓，因此水的沸點高于100℃；
（2）當高壓鍋內的限壓閥要起來而未起來時，外面的大氣壓強、限壓閥重力產生的壓強和鍋內壓強之間的關系為：p內＝p外+p重力，據此計算鍋內外的壓強差。
（3）鍋內外的壓強差就是由于限壓閥的重力產生的，因此根據G＝F＝ΔpS計算限壓閥的重力，再根據G＝mg計算限壓閥的質量。
【解答】解：（1）用此高壓鍋燒水至沸騰時，氣壓增大，沸點升高，水的溫度大于100℃；
（2）高壓鍋工作時鍋內外氣體的最大壓強差為：Δp＝1.8×105Pa﹣1×105Pa＝0.8×105Pa；
（3）由p＝可得，此時作用在出氣口的壓力：F限＝ΔpS＝0.8×105Pa×10×10﹣6m2＝0.8N，此時限壓閥的重力：G′＝F限＝0.8N，限壓閥的質量：m′＝＝＝0.08kg。
故答案為：（1）大于；（2）0.8×105Pa；（3）0.08kg。
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八上科學2.3大氣壓強第二課時
教學內容 大氣壓
教學目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
教學重點 1.大氣壓強的影響因素及對沸點的影響；2.大氣壓強測量實驗；3.大氣壓強計算
教學難點 大氣壓強計算
課程難度 中等
一.知識總結
（一）大氣壓的測量
1.標準大氣壓的大小：在海平面附近，大氣壓的數值接近于1.01×105 帕（即760毫米汞柱）
2.測量大氣壓的工具：
（1）空盒氣壓計
空盒氣壓計上有兩行刻度，一行以百帕（hPa）為單位，一行以毫米汞柱（mmHg）為單位，1mmHg約為133Pa。該氣壓計攜帶和使用比較方便。
（2）水銀氣壓計
水銀氣壓計內有一根細玻璃管，管內水銀柱的高度會隨著大氣壓的變化而變化。讀出水銀柱高度為多少毫米，大氣壓即為多少毫米汞柱。 該氣壓計的測量比較精準。
空氣氣壓計 水銀氣壓計
1. 估測大氣壓值得方法
（1）吸盤法：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在平滑的物體表面上,擠出里面的空氣,用彈簧測力計鉤著掛鉤測出剛剛拉脫時的拉力。再設法測量出吸盤與桌面的的接觸面積，然后用壓強公式算出大氣壓，如圖所示。
（2）針筒法：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，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛好拉動時,記下彈簧測力計的示數，再設法測量出活塞的橫截面積，然后用壓強公式算出大氣壓。如圖所示。
吸盤法 針筒法
（二）氣壓對液體沸點的影響
1.實驗探究氣壓對沸點的而影響
實驗操作 實驗現象 實驗結論
用酒精燈將燒瓶中的水加熱到沸騰，再用大號注射器緩緩地向燒瓶內充氣，使瓶內氣壓增大。 燒瓶內沸騰的水不再沸騰 液體的沸點與氣壓大小有關。當氣壓增大時，液體的沸點會升高，當氣壓減小時，液體的沸點會降低。
移開酒精燈，待水溫稍降一些，再用注射器緩緩地從燒瓶里抽氣，使瓶內氣壓降低。 燒瓶內的水又重新沸騰
2.應用：壓力鍋
壓力鍋即高壓鍋，是利用液體的沸點隨氣壓的增大而升高的原理制成的。當外界大氣壓為1 x105 Pa時，一般的家用壓力鍋的壓強接近于2x105 Pa,鍋內水的沸點在120 ℃左右。用壓力鍋燒煮食物，既可以保證在低壓地區將食物煮熟，還可以提高燒煮食物的速度，節約燃料。
高壓鍋計算原理：高壓鍋工作時，內部產生大量水蒸氣導致內部氣壓增高大于外部的大氣壓。當高壓鍋內部溫度達到設計最高氣溫時，外大氣壓力和限壓閥自身重力的合力與內部大氣壓力是平衡。由二力平衡條件可得： P外·S空+m閥g=P內·S空
（三）影響氣壓的因素
氣壓是指大氣對地球表面單位面積的壓力，它受到多種因素的影響，主要包括：
1. 高度：隨著海拔的升高，大氣壓力通常會降低，因為大氣層的厚度減小。
2. 溫度：在開放空間中，溫度升高會導致空氣膨脹，密度降低，從而降低氣壓；相反，溫度降低會使空氣收縮，密度增加，增加氣壓。在密閉環境下，溫度升高，氣壓變高，溫度降低，氣壓變小。
二.課堂練習
題型一.大氣壓強的影響因素及對沸點的影響
例1.小科利用注射器改進“氣壓對液體沸點影響”的實驗．他用注射器吸入剛停止沸騰的熱水，并用橡皮帽堵住入水口，用力向外拉動活塞，水重新沸騰。下列說法正確的是（　　）
A．向外拉活塞，水的溫度升高，重新沸騰
B．向內壓活塞，水不會沸騰
C．實驗說明氣壓越低，水的沸點越高
D．拔火罐是利用該實驗原理工作的
例2.世界上第一支溫度計，是伽利略根據氣體的熱脹冷縮的性質制成的，如圖所示。該溫度計有一個誤差因素難以克服，即大氣壓的變化。有一支已經在標準大氣壓校對準確的氣體溫度計，在陰雨天氣氣壓偏低時的示數與正常值相比（　　）
A．偏大 B．偏小 C．相等 D．無法判斷
例3.如圖所示。A為玻璃管，與大氣相連通，B為密閉的玻璃球，內裝有紅墨水，它能顯示天氣的好壞，隨著環境氣壓的變化，A管內的水位會上升或下降。下列說法不正確的是（　　）
A．天氣預報瓶是利用天氣和大氣壓的關系進行預報的
B．A管和B球液面相平時，顯示內外氣壓一致
C．A管液面明顯下降時，往往轉為陰雨天氣
D．B球內裝較多紅墨水，可以減少瓶內溫度變化造成的干擾
例4.如圖是研究氣壓對水沸點的影響實驗。待燒瓶中的水停止沸騰后，再用大號注射器抽出燒瓶里的空氣，發現燒瓶內的水又重新沸騰。對上述現象分析正確的是（　　）
A．抽氣后，水的溫度上升
B．兩次沸騰瓶內水的沸點相同
C．兩次沸騰瓶內氣體壓強相同
D．重新沸騰時瓶內水的沸點低
變式訓練1.如圖所示，注射器中吸入一定體積熱水，向外拉活塞，水沸騰。產生該現象的原因是（　　）
A．注射器內氣壓減小，水的沸點降低
B．注射器內氣壓減小，水的沸點升高
C．注射器內氣壓增大，水的沸點降低
D．注射器內氣壓增大，水的沸點升高
變式訓練2.科學是一門以實驗為基礎的學科，關于下列實驗的說法不正確的是（　　）
A．甲實驗中用力吹氣時，瓶中的水從豎直的玻璃管內上升甚至噴出
B．乙實驗將玻璃管略微傾斜會導致水銀面豎直高度低于760mm
C．丙實驗將簡易氣壓計從山腳帶到山頂，玻璃管內液面會上升
D．丁實驗為使燒瓶內剛停止沸騰的水再次沸騰，可向外拉動活塞，減小氣壓，降低沸點
變式訓練3.如圖所示，兩端開口的光滑的直玻璃管，下端插入水銀槽中，上端有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，設外界大氣壓為p0，環境溫度保持不變，則中間空氣的壓強大小＝ （用所給的字母表示），H h（選填“大于”、“小于”或“等于”）。（水銀密度為ρ）
變式訓練4.小科在科技創新現場展示了科創作品。他把橡膠管一端放入位置較低盛有冷水的燒杯中，另一端與塑料瓶蓋相連并密封，在空塑料瓶中倒入少許熱水搖晃后倒掉，然后迅速用瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，發現燒杯中的水通過橡膠管慢慢流入位置較高的瓶內，如圖所示。下列說法中正確的是（　　）
A．塑料瓶中倒入熱水搖晃后倒掉，目的是讓瓶內空氣增加
B．用瓶蓋蓋住瓶口并擰緊，目的是讓瓶內氣壓始終等于大氣壓
C．燒杯中的水流入塑料瓶，是利用了氣體的流速對大氣壓的影響
D．燒杯中的水流入塑料瓶，是因為瓶內氣壓小于大氣壓
題型二.大氣壓強測量實驗
例1.如圖是小明利用V＝2mL的注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材估測大氣壓值的情況。
（1）利用刻度尺測量出注射器帶刻度部分的長度L為10cm，即可算出活塞橫截面積為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，再水平向右緩慢拉動注射器筒，當 時，記下彈簧測力計的示數F＝2.1N，據此可測得大氣壓值p＝ Pa。
（3）考慮到活塞與筒壁之間有摩擦，小明繼續拉動一小段距離后，慢慢退回注射器筒。在活塞剛要到針筒內底部時彈簧測力計示數為F′，則大氣壓值p＝ （用F、F′、V、L表示）
例2.小金學習了大氣壓強后，借助注射器（容積為5mL）、鐵架臺、小桶、細繩等器材設計如圖裝置估測大氣壓的值。其實驗步驟如下：
①按圖示組裝好器材，首先將注射器活塞推至頂端，上端未封口，接著往小桶內緩慢加水，直至活塞恰好開始下滑時，取下小桶，用天平測量出小桶和水的總質量為78g。
②重新將注射器活塞推至頂端，并用橡皮帽封住注射口，將步驟①中的裝水小桶（水未倒出）重新掛在注射器下端，緩慢向小桶內加水，直至活塞又恰好開始下滑，再取下小桶，用天平測量其總質量為548g。
③取下注射器，并用刻度尺測出其壁上全部刻度部分的長度為10cm。
請回答以下問題：
（1）本實驗中應以 （選填“注射器”“活塞”或“小桶”）為研究對象來分析其所受力的情況。
（2）步驟②中“將注射器活塞推至頂端”的目的是 。
（3）上述實驗中，在不考慮活塞重力的情況下，可得出大氣壓強的值約為 。
（4）進一步分析，如果考慮活塞重力，所測出的大氣壓值與（3）中所測得值相比 （選填“較大”、“不變”或“較小”）。
變式訓練1.物理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂的大氣壓。測量方案如下：
A.把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動針筒，當針筒中活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F。
C.讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V1。
D.用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
請根據他們設計的方案回答以下問題：
（1）測量中，分析研究的是大氣對 （選填“針筒”或“活塞”）的壓力。
（2）若同學們用圖乙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到，活塞仍沒有滑動。可改用圖乙中的 （選填“A”或“C”）注射器。用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p＝ 。
（3）在測量大氣壓強的實驗中，為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響，某同學設計了如圖丙所示裝置。將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，活塞通過水平細線與燒杯相連。向燒杯中緩慢加水，當活塞剛開始向左滑動時，測得杯中水的質量為900g；然后向外緩慢抽水，當活塞剛開始向右滑動時，測得杯中水的質量為500g，燒杯質量為125g，活塞面積為7.5×10﹣5m2，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓值為 Pa。
變式訓練2.科學興趣小組同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂大氣壓。測量方案如下。
A.把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如圖甲，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動針筒。當針筒中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F。
C.讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V。
D.用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
請根據他們設計的方回以下問題。
（1）測量中，分析研究的是大氣對 （選填“針筒”或“活塞”）的壓力。
（2）若同學們用圖丙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動，可改用圖丙中的 （選“A”或“C”）注射器。
（3）若實驗時，測得數據如甲、乙所示，計算得到大氣壓強的數值為 Pa。
變式訓練3.學習了大氣壓的相關知識后，同學們想估測一下大氣壓的大小。他們準備了如下器材：A、B、C三個不同規格的注射器、兩個相同的彈簧測力計（量程為10N）、刻度尺、一個鐵絲做成的T型鉤、細線、橡皮帽等。某組同學在實驗中選了B規格的注射器，發現彈簧測力計的量程太小了。于是設計了圖甲實驗裝置，順利完成了測量任務。具體步驟如下：
①先讀出注射器的最大刻度為V，用刻度尺量出其全部刻度的長度為L。
②把注射器的活塞推至注射器筒底端，排盡筒內的空氣。然后，用橡皮帽封住注射器的小孔。
③然后慢慢地拉注射器，剛好拉動活塞時，兩個測力計示數均為F。
請根據他們的實驗方案回答以下問題：
（1）若不考慮其他因素的影響，則本次測量所得的大氣壓值p＝ 。（用測量步驟中的V、L和F表示）
（2）實驗過程中，同學們發現注射器頂端裝針頭處，空氣無法排盡。這將使得測量結果比當天大氣壓 （填“偏大”或“偏小”）。
（3）另外一組的同學用一個彈簧測力計也完成了實驗，請你分析他們選擇的是 規格的注射器，理由是 。
變式訓練4.小金利用最大刻度值標有5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進行測量。其實驗步驟如下：
①先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，當注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
②用細繩拴住注射器活塞的頸部，使繩另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒，如圖所示。當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為6N。
③測出注射器全部刻度的長度為10cm。
④根據測量數據，算出大氣壓的值。
（1）根據數據算出的大氣壓強是 Pa。
（2）小金發現，在做此實驗時測得的大氣壓值偏大，對此你認為原因可能是 。
（3）在步驟①的設計中，若橡皮帽封住的注射器小孔有氣體殘余，則測出的彈簧測力計的示數偏 。
題型三.大氣壓強計算
例1.高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個帽子為限壓閥，當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，其內的氣體就會沖出限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減少，現在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2，限壓閥的質量為100g的高壓鍋，要用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。則：
（1）高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為多少？
（2）商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥還能使用嗎？若不能，應再配備一個質量為多少克的限壓閥？（g取10N/kg）
例2.覆杯實驗是科學中的經典實驗。小樂在薄壁玻璃杯內盛滿水，杯口蓋上一張硬紙片（不留空氣，然后托住硬紙片，將玻璃杯倒置，水不流出，硬紙片也不掉下，如圖甲所示。
（1）小樂在實驗時將玻璃杯逆時針旋轉90°至如圖乙所示狀態，其目的是證明 。
（2）當玻璃杯處于如圖甲所示狀態時，玻璃杯中水的高度為15cm，杯口圓面積為100cm2，若實驗時大氣壓強為1×105Pa，不計硬紙片質量，則硬紙片與水和杯接觸的100cm2部分，受到向下的壓力為 N：得出上述數據的理由是 。
變式訓練1.一款新型家用電梯（如圖所示）正走進我們的生活，它外形是長圓筒，升降過程不使用線纜，而是靠氣壓驅動。已知外界大氣壓為1×105Pa，電梯室質量為120kg，電梯室與圓筒壁之間的摩擦力為300N，底部和頂部面積均為1m2。
（1）請用所學知識分析說明該新型家用電梯是如何實現向上運動的。
（2）低壓區的氣壓降到9.8×104Pa時，作用在電梯室上表面的大氣壓力是 牛。
（3）抽氣機最多能把低壓區的氣壓降到9.5×104Pa，，則該電梯勻速下降時能裝載的物體的最大質量是 。
變式訓練2.如圖所示的示意圖，鍋蓋上有一個豎直空心柱為排氣孔，空心柱上配有一個限壓閥，當內部的氣體壓強超過安全值時，鍋內氣體就會沖開限壓閥，放出一部分水蒸氣，使鍋內氣體壓強減小.現有一個直徑為22cm，空心柱小孔的橫截面積為10mm2，質量為100g的限壓閥，用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。問：
（1）高壓鍋是利用液體的沸點隨著氣壓的升高而 工作的。
（2）此時鍋內部氣體的最大壓強是多少？
（3）該高壓鍋在大氣壓強為0.8×105Pa的地區使用時，要保證水的沸點與上題一樣，則應換一個質量為多大的限壓閥？（g取10N/kg）
變式訓練3.如圖所示是高壓鍋的基本結構示意圖。鍋蓋上有一個空心柱為出氣孔，空心柱上戴著的一個帽子為安全閥，當高壓鍋內的氣體壓強超出了安全值時，鍋內的氣體就會沖開安全閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減小。（π取3，大氣壓取105Pa）
高壓鍋自重 高壓鍋直徑 出氣孔半徑 安全閥質量
40N 30cm 2mm 120g
（1）小科在使用電飯煲煮玉米時發現大約需要15～20分鐘能將玉米煮熟，而使用高壓鍋煮熟玉米大概只需要8分鐘（內壁容積、玉米種類數量均相同）。請根據此現象解釋其中包含的科學道理。
（2）經商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.6×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥不能再使用，那么應該再配備一個質量為多少克的限壓閥？
變式訓練4.高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具，利用它可以將食物加熱到100℃以上。由于省時高效，深受消費者的歡迎。
（1）高壓鍋工作的原理是通過 （填“增大”或“減小”）鍋內氣壓，讓水的沸點 （填“升高”或“降低”），從而使食物在較高溫度下煮熟。
（2）小科同學測得家中高壓鍋出氣孔面積為10毫米2，壓在出氣孔上的安全閥質量為70克。請通過計算判斷出利用這種高壓鍋燒水時，最高水溫大約是多少？（p大氣＝1.0×105Pa）
變式訓練5.高壓鍋是應用液體沸點會隨著氣壓增大而升高的原理設計的，如圖為水的沸點跟氣壓的關系圖像。已知高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質量為84g。請你通過計算并對照圖來判斷；用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到多少？（大氣壓值取1.0×105Pa）
三.課后作業
1.如圖所示，某同學用吸管喝水，如果每次吸入水的質量相同，設杯底對桌面的壓力減小量為ΔF，杯底所受水的壓強減小量為Δp。則下列說法錯誤的是（　　）
A．喝水時，水在大氣壓的作用下進入口中
B．如吸管a點破損，水就喝不上來
C．杯底對桌面的壓力減小量ΔF保持不變
D．杯底所受水的壓強減小量Δp保持不變
2.如圖所示，把測量大氣壓強的托里拆利實驗裝置放在托盤電子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水銀槽B的底部不接觸，當天氣晴朗之時，托盤電子秤的讀數為Q。若遇到陰雨綿綿之日，托盤電子秤的讀數將（　　）
A．大于Q B．等于 C．小于Q D．無法確定
3.高壓鍋是一種密閉的加熱容器，鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當鍋內氣壓達到限定值時，限壓閥被頂起放出部分氣體，實現對鍋內氣體壓強的控制。已知圖甲的高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質量為72g。水的沸點跟氣壓的關系圖像如圖乙所示。下列選項正確的是（大氣壓值取1.0×105Pa）（　　）
A．該高壓鍋內的最大壓強為1.8×105Pa
B．用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到115℃
C．可以通過減小限壓閥的質量，來提高鍋內水的沸點
D．用該高壓鍋在高山上和山腳煮熟食物的效果一樣
3.如圖所示為一蓄水箱示意圖，箱內裝滿水，M、N是管內同一水平線上的兩點，K是閥門。K關閉時M、N兩點的壓強為pM、pN，K打開流出水時，M、N兩點的壓強分別為pM′、pN′，則（　　）
①pM＝pN ②pM＞pN ③pM′＝pN′ ④pM′＞pN′
A．②④ B．①③ C．②③ D．①④
4.2016年7月1日起，全省二級以上醫院（除兒童醫院）全面停止門診患者靜脈輸注抗菌藥物；如圖是醫院為病人輸液部分裝置，圖中A為輸液瓶，B為滴壺，C為進氣管，與大氣相通，則在輸液過程中（瓶A中尚有液體），下列說法錯誤的是（　　）
①瓶A中液面下降，但A中上方氣體的壓強不變
②瓶A中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大
③在瓶中藥液輸完以前，滴壺B中的氣體壓強保持不變
④滴壺B中的氣體壓強隨A中液面的下降而減小
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
5.某同學利用帶拉環的吸盤、固定在墻上的平面鏡、刻度尺來測是大氣壓強的大小。吸盤平面面積為10cm2，用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N；將吸盤壓在平面鏡上，排盡吸盤內空氣：用彈簧秤水平拉動吸盤（如圖甲），直至恰好脫落，讀出此時彈簧秤示數為90N。
（1）請計算當時的大氣壓值為 帕。
（2）如果拿一個吹風機對著吸盤自上而下吹冷風，如圖乙，彈簧秤示數可能會 90N（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
6.小明利用標有2.5mL的一次性注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、刻度尺等器材，對大氣壓的值進行測量。
（1）將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）下面是記錄實驗情況的表格，請將空白處內容補充完整。
大氣壓力F/N 注射器容積V/mL 注射長器全部刻度的長度l/cm 活塞面積S/cm2 大氣壓強p/Pa
7.5 2.5 4 0.625
（3）小明發現，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差很大，對此小明與同學找出了下列可能的原因：
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體。
②活塞與注射器筒壁間有摩擦。
③彈簧測力計的示數沒有讀準。
④活塞與注射器筒壁不完全密封。
上述原因可能會使測量值大于真實值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
7.為了估測當天大氣壓究竟有多大，科學興趣小組同學在實驗室合作進行了如圖甲所示的實驗。其實驗步驟如下：
①將蘸水的塑料吸盤（吸盤有重力）按在光滑水平板面上，并多次擠壓吸盤。
②用彈簧測力計鉤著吸盤掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離板面。
③記錄剛脫離板面時彈簧測力計的讀數F0＝41N，可視為大氣對吸盤的壓力大小。
④量出吸盤與水平板面的接觸面積S＝4cm2。
⑤計算大氣壓。
（1）步驟①中“多次擠壓吸盤”的目的是 。
（2）根據甲實驗設計，可能會引起測得的大氣壓值偏大的原因是 。
（3）若按圖乙中的兩種方式進行實驗，實驗器材和步驟均相同，則選擇圖乙中的 （填“左”或“右”）圖這種方式更合理。
8.飲水機控制出水的一個重要部件就是“聰明座”。水桶就是倒扣在聰明座上的，聰明座的下面是一個蓄水箱，打開出水閥時，水從聰明座的出水口流入蓄水箱，再從出水閥流出，同時空氣從聰明座的進氣口進入水桶，如圖所示。關閉出水閥后，當水淹沒“聰明座”的進氣口時，水就不再流出，從而保證蓄水箱中的水位保持在“聰明座”的進氣口位置。
（1）“聰明座”做成錐形，可使水桶與“聰明座”的接觸面積增大，使水桶對“聰明座”的壓強 。（填“變小”、“變大”或“不變”）
（2）當蓄水箱中的水面剛好淹沒聰明座的進氣口時，在 的作用下，水桶中的水不會繼續流入蓄水箱中。
（3）使用一段時間后，桶內水位高度降低，此時水桶底上方A處氣體的壓強 （填“＞”、“＝”或“＜”）大氣壓。
9.高壓鍋的鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個帽子為限壓閥，當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，其內安全閥———閥門的氣體就會沖出限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內氣體的壓強減少，現在一個直徑為24cm、空心柱小孔的橫截面積為10mm2，限壓閥的質量為100g的高壓鍋，要用它來煮飯，若當時的大氣壓為1.0×105Pa。則：
（1）用高壓鍋燒水至沸騰時，水的溫度 100℃。（選填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為多少？
（3）商品質量檢測部門檢測，此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過1.8×105Pa，要使此高壓鍋能繼續安全使用，原來的限壓閥還能使用嗎？若不能，應再配備一個質量為多少克的限壓閥？
10.美國東面是大西洋，西面是太平洋，每年都會受到龍卷風的襲擊，造成人員傷亡和財產損失。假設某一次龍卷風發生時，室外的氣壓急劇下降到9×104Pa，當時門窗緊閉，室內氣壓約為1×105Pa。
（1）為什么龍卷風發生時，室外的氣壓會急劇下降？
（2）若水平屋頂的面積為100m2，試計算屋頂內外受到的大氣壓力差的大小。
11.圖甲為高壓鍋的構造，圖乙為水的沸點與氣壓的關系圖象。
（1）請說明高壓鍋為什么能將食物加熱到100℃以上？
（2）若高壓鍋出氣孔的直徑為3mm，壓在出氣孔上的安全閥的質量為81g。若要把這種高壓鍋銷售到西藏地區，在保證高壓鍋安全使用的前提下，用這種高壓鍋燒水時，水的沸點要達到115℃，應使用質量為多大的限壓閥？（π取3，西藏地區外界大氣壓平均值為0.8×105Pa）
12.如圖為高壓鍋的示意圖，鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔；空心柱上帶有一個帽子為限壓閥。當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時，鍋內的氣體會頂起限壓閥逸出一部分，使鍋內氣體壓強減小，保證高壓鍋安全使用。已知空心柱小孔橫截面積為10mm2，大氣壓為1×105Pa，鍋內壓強最大為1.8×105Pa。（g取10N/kg）
（1）用此高壓鍋燒水至沸騰時，水的溫度 （填“大于”、“小于”或“等于”）100℃。
（2）計算高壓鍋工作時鍋內外氣體的最大壓強差。
（3）計算限壓閥的質量。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 ）

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