第五讲大气压强.docx
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第五讲大气压强
第五讲大气压强
引入
我们生活的地球是一个蔚蓝色的星球。
厚厚的气体包围坚实的土地，养育保护着地球上的生命。
这厚厚的气体人们通常称为大气层。
知识点睛
知识点一：
大气压强
（1）大气压的证明实验．
史上著名的实验------马德堡半球实验；
德国马德堡市的市长、发明抽气机的奥托·格里克，把两个直径35.5cm的空心铜半球紧贴在一起，抽出球内的空气，然后用两队马（每队各八匹马）向相反方向拉两个半球，如图所示：
当这16匹马竭尽全力终于把两个半球拉开时，竟然像放炮一样发出了巨大的响声。
这就是著名的马德堡半球实验。
“平时，我们将两个半球紧密合拢，无须用力，就会分开。
这是因为球内球外都有大气压力的作用，相互抵消平衡，好像没有大气作用似的。
但是，当把它抽成真空后，球内没有向外的大气压力，只有球外大气紧紧地压住这两个半球……”
【例1】将钢笔的橡皮管捏扁后，插入墨水中，松开手墨水就被吸进橡皮管里，这是因为（）
A.大气压将墨水压入管中
B.橡皮管具有弹性，能产生吸引力，把墨水吸进去
C.墨水的压强把墨水压入管中
D.松开手压力消失，墨水就自动进入管中
【答案】A
【例2】如图所示，用纸片盖上盛满水的杯口，再使杯口向下，水也不会流出来，主要是因为（）
A．纸片很轻B．水粘住纸片
C．空气有浮力D．大气对纸片有向上的压力
【答案】D
【例3】用玻璃管可以把瓶子中的水吸到嘴里，如图甲，这是为什么？
如果把玻璃管通过塞得很紧的橡皮塞插入盛满水的瓶子里，如图乙，用嘴吸玻璃管，还能把水吸上来吗？
【答案】首先应明白“吸”的作用是什么．即吸走玻璃管中的空气，使里面接近真空（即使它的气压小于外界的大气压），然后分析水面是否受到大气压的作用，若受到大气压的作用，且与玻璃管中的气压不等，必定造成液体的流动，若不受大气压的作用，就没有使液体流动的动力了．
如图甲，用嘴吸玻璃管时，将玻璃管中的空气吸走一部分，使管内的气压小于外界的大气压，那么作用在水面上的大气压就将水压入人的嘴里了．
如图乙就不能将水吸入嘴里，因为其瓶中的水面不与大气相通，即使吸走了玻璃管中的空气，使里面的压强小于瓶内液面上的大气压，瓶内气压将部分水压入吸管后，水面上的气体体积将变大，压强将变小，其与管内压强差下降，将不足将水压出．
【例4】自来水笔吸墨水时，只要把笔尖浸没入墨水中，再把笔尖上的弹簧片按几下，橡皮管里就会吸进墨水，为什么？
【答案】“按”弹簧片意味着橡皮管中的空气被挤出一部分，松手后意味着管里剩余空气体积变大，气压变小且小于外面大气压，弄清这些，此题便迎刃而解．答案：
按压弹片时将橡皮管内空气挤出一些，松手后管内剩余空气体积变大，气压变小，墨水面上的大气压大于管内气压，便将墨水压入橡皮管内．
【例5】下列现象不是利用大气压的是（）
A．用吸管吸饮料;B．吸盘贴在光滑的墙面上;
C．医生用注射器给病人注射药液;D．墨水被吸进钢笔
【答案】C
（2）大气压强产生的原因.
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．
和液体一样，空气内部各个方向存在压强．这种压强称为大气压强简称大气压或气压．
【例6】由于空气要受到______，所以空气对在它里面的物体也要产生____，我们把它叫做____，离地面越高，空气密度____，大气压的值越____．
【答案】重力压强大气压越小小
（3）大气压的特点.
✧同液体一样，气体也是流体，所以大气内部各个方向都有大气压．
✧大气压强是由于大气层受到的重力的作用而产生的．高度不同，大气层密度不同．高度越高，大气越稀薄，即大气密度越小，因此，大气压强随高度增加而减小，随高度降低而增加．如：
高山顶与高山脚下的气压是不相等．
大气密度随高度变化是不均匀的，使大气压强的减少也不均匀．离地越高，大气越稀薄，大气压强的减少也越慢．在海拔2000m的高度内，可以近似的认为，平均每升高12m，大气压降低lmmHg．
✧在不同时间，在同一地方大气压的值也并不完全相同，一般来说，晴天的大气压比阴天的高，冬天的大气压比夏天的高．
【例7】大气压随地面高度的增加而_______（选填“增大”或“减小”）。
【答案】减小
【例8】2006年7月1日，青藏铁路全线贯通，引发了西藏旅游热，许多游客刚到达西藏时会出现头晕、头痛、耳鸣，甚至恶心、呕吐等高原反应，其主要原因是:
①高原上气温偏低；
②高原上缺氧；
③高原上气压偏低；
④高原上人体能量消耗过多。
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】B
（4）大气压强和液体压强的异同.
共同点：
（1）都是由于重力产生；
（2）深度越深，压强越大；
（3）在同一位置，向各个方向的压强都相等；
（4）压强大小还跟气体和液体密度有关.
不同点：
（1）深度选择的基点不同，液体的深度以自由液面为准，大气压则以地平表面的压强为准，因人们生活在大气的底部，不可能以气体的上表面为基准；
（2）液体具有不可压缩性质，所以液体密度可视为上下均匀，气体具有可压缩性质，气体密度在高空与地表是不同的，所以气体压强不能用p=ρgh来计算某处压强．
（5）大气压强与沸点的关系.
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latm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，而家用高压锅内水的沸点将达到120℃左右．
如图：
烧瓶中的水停止沸腾后，若从烧瓶中往外抽气，会看到水又沸腾起来，这是由于从密闭烧瓶中往外抽气时可使瓶内气压降低，而沸点的高低与大气压有关，如果气压降低，沸点就降低，所以停止沸腾的水又重新沸腾．
【例9】在高山上饭菜不易煮熟，是因为高山比平原地区大气压强______（高、低、保持不变），使得水的沸点比山脚下水的沸点低的缘故。
【答案】低
【例10】在高山上煮食物，如果用我们平常所看到的锅，则食物不会熟，而要用高压锅，请说说高压锅的原理？
【答案】因为大气压强随高度增加而减小，而气压减小，液体的沸点也随着降低。
在高山上，水沸腾时的温度要低于100℃，而食物要熟的话，温度必须应该达到100℃，因此食物不会熟。
高压锅的密封性很好，不漏气，锅内气压值可高于外界大气压，而液体的沸点随压强增大而增大，水在高压锅内沸腾时的沸点就会高于100℃，这样使饭熟得快。
知识点二：
大气压强测量
（1）托里拆利实验
实验过程：
1，玻璃管中装满水银2，将玻璃管倒立并置于水银槽中
3，待液体静止后，测量玻璃管中液柱的高度约760mm
4，将玻璃管倾斜，测量玻璃管中液柱的高度为仍为760mm
玻璃管内液柱产生的压强只与液柱的竖直高度有关与管的粗细、弯曲、倾斜无关。
管倾斜时，水银柱长度增加，但高度不变。
实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，因此，是大气压支持管内这段水银柱不下落，大气压的数值就等于这段水银柱所产生的压强．测得的水银柱高为
，通常把这样大小的大气压叫做标准大气压：
，在粗略的计算中，标准大气压还可以取作
．
注意的问题：
⏹实验前玻璃管里水银灌满的目的是：
使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小；
⏹本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10．3m；
⏹将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长；
【例11】历史上首先测定出大气压强值的科学家是（）
A.卢瑟福;B.托里拆利;C.伽利略;D.阿基米德
【答案】B
【例12】在做托里拆利实验时，如果漏进了一点空气，那么大气压的测量值将比实际值（）
A.偏小;B.偏大;C.无任何影响;D.无法判断
【答案】A
【例13】通常把等于____毫米水银柱的大气压叫做标准大气压；1标准大气压等于______帕。
【答案】
【例14】做托里拆利实验时，如果把玻璃管倾斜，在倾斜过程：
（）
A，玻璃管中的水银柱长度始终不变；
B，玻璃管中的水银柱长度变大、竖直高度始终不变；
C，玻璃管中的水银柱的长度和竖直高度都变大；
D，玻璃管中的水银柱的长度不变、竖直高度变小。
【答案】B
【例15】用离心式水泵抽取地下的水，当时大气压为76厘米水银柱，这离心水泵能抽出的水面距水泵的距离为（）
A．76厘米 B．13.6米C．10.3米 D．103米
【答案】C
【例16】做托里拆利实验中，当玻璃管内的水银柱稳定后，在管顶穿一个小孔，那么管内水银将（ ）
A、往上喷出 B、稍微下降
C、保持原来的高度不变 D、降到与管个水平面相平
【答案】D
【例17】做托里拆利实验时，在下列情况下，会出现什么现象？
是否会影响实验结果？
（1）如果管子倾斜
（2）把管子换成粗的或细的
（3）把管子换成比1m长得多或短得多
（4）把管子在水银中向上提起一点或深入一点
（5）管子中混入少量的空气
【答案】不影响不影响长不影响、短会影响上提不影响、深入可能会影响偏小
（2）气压计
在生活中我们经常用专门的测量气压的仪器即气压计来测量大气压．
1水银气压计
取一个瓶子，装上带色的水．取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上吹少量的气体，使瓶内气压大于大气压强，水沿玻璃管上升到瓶口以上，这样就制成了一个简易的水银气压计（见下图）当大气压变大时，瓶内气压和大气压之差变小，管内液面降低．当大气压减小时，瓶内气压和大气压之差变大，管内液面会升高．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金属气压计
生活中用得比较多的是金属盒式气压计，又叫无液气压计，例如氧气瓶上的气压计就是金属盒气压计．金属盒气压计便于携带但误差较大．（如图所示）
知识点三：
大气压强实际应用
（1）活塞式抽水机.
活塞式抽水机是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差的作用下上升并抽出（见下图）．当活塞压下时，进水阀关闭而排气阀门打开；当活塞提上时，排气阀门关闭，进水阀门打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出．活塞式抽水机完全靠气压差使水升高，因此从理论上讲，抽水高度不超过10m．由于水泵的排气效果及管道摩擦等因素，实际抽水高度将更低．活塞式抽水机结构简单，对于水位较高，需水量不太大的情况，常选用此类抽水机．
（2）离心式水泵
离心式水泵构造较复杂（见右图）．它的抽水过程可以分为两个阶段．
（1）当核心部分的叶轮高速转动时，就把泵体内预先灌入的水“甩”出，造成泵壳内真空，在管外大气压就将水压入泵壳内．这个过程中的提水高度叫做吸水扬程．它等于水面到离心泵机芯的距离，从理论上讲也不会超过10m．
（2）叶轮片高速旋转，被叶片甩出的水，由于惯性作用，将沿管道克服重力再上一段距离，这个提水高度叫压水扬程．这个距离的大小完全由离心泵的功率来决定．两个扬程之和，就是离心泵能抽水的高度，总体可达几十米．离心泵在使用前，为了能使叶轮旋转时产生真空效应，因此使用前必须将管道内灌满水，否则就不能使用．
【例18】中医常用“拔火罐”治疗风湿等病症。
“拔火罐”是将一酒精棉球点燃放在一个广口瓶中，过会将瓶子口扣在病痛的位置上，广口瓶就会牢牢吸在皮肤上，这是为什么？
【答案】广口瓶冷却时管内气压明显降低，在大气压的作用下牢牢压在皮肤上。
【例19】如图所示是北美草原许多洞穴横截面示意图，洞穴深达2m，洞口有两个出口，一个是平的，而另一个则有凸起的圆形土堆。
（1）甲猜想：
犬鼠为了建一处视野开阔的了望台；乙猜想，犬鼠为了作一个识别自己洞穴的记号；丙猜想，犬鼠是在挖洞时泥土就近堆放。
究竟为什么？
（2）分析：
若风从如箭头所示的方向吹过，根据空气流速大的地方，气体压强小的原理，是________洞口（填“1”和“2”）处气压小。
（3）结论：
风从平坦的洞口________，从降起的洞口______是犬鼠的空调系统。
（选填“出”或“入”）
【答案】
（1）利用两洞口气体压强不同，促进洞内空气循环
（2）2（3）入，出
知识点四：
流体流速与压强的关系
（1）流体流速与压强的关系
液体和气体都没有一定的形状，并且容易流动，因此液体和气体统称为流体．
用手握着两张纸，让纸自由下垂，在两张纸的中间向下吹气，这两张纸会向中间吸过来．
如图，农村炉灶里的烟之所以顺着烟囱排到屋外，其原因之一是风吹过烟囱顶端，使那儿空气的流速大，压强小，所以烟就顺着烟囱排到屋外．
实验证明：
流体流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大．
（2）飞机的升力
当机翼在空气中运动，并将空气上下一分为二时，飞机就会升起来．一半空气流过机翼上部，另一半空气从机翼下部通过．流过机翼附近的空气在碰撞点被一分为二，并分别从机翼上下外表面流过．机翼上表面的弯曲度比较大，因此机翼上表面比下表面长，流过机翼上表面的空气的表面面积要比流过下表面的面积大．从机翼上部流过的空气行程长，因此它的流动速度比从机翼下部流过的气流要快．机翼上表面上的较快的气流对机翼上部的压力要比下表面上的气流对机翼下表面的压力要小，这样就产生了压力差，即机翼上表面与下表面之间的压力不平衡，这个压力将机翼向上托，使得飞机上升．
【例20】我国铁路大提速后，站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化，为了有效地防止安全事故的发生，站台的安全线距离由原来的1m变为2m．关于列车与乘客间空气流速及压强的变化，判断正确的是（）
A.空气流速变大，压强变小B.空气流速变大，压强变大
C.空气流速变小，压强变大D.空气流速变小，压强变小
【答案】A
【例21】当两列高速行驶的火车相对驶过时，它们必须减速，否则车窗玻璃将会被损坏，如果真的发生了这种现象，那么（）
A．碎玻璃将会飞向车内B．碎玻璃向车外飞出
C．碎玻璃沿竖直方向下落D．碎玻璃向车顶飞出
【答案】B
【例22】“五一”游艺晚会上，陈思同学演示了如图所示的实验，排在——条线上的三个碗，中间碗内放一个乒乓球，当用小管向球斜上方吹气，乒乓球将（）
A．仍静止B．运动到左碗
C．运动到右碗D．无法确定
【答案】C
课后习题
1、关于大气压，下列说法错误的是（）
A．大气压是由于空气有质量产生的
B．大气中某一位置向任何方向都有压强，而且压强的值是相等的
C．大气压随高度的减小是不均匀的，但在海拨
内，可以近似认为是均匀减小的
D．同一地点，大气压不是固定的；不同的地点，大气压强可能相等
【答案】A
2、小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动．小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了，这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以（）
A．增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力
B．减小瓶盖与瓶口的接触面积
C．减小瓶内外气体的压力差
D．由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力
【答案】C
3、如右图所示，取一个瓶口直径小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺层沙子，点燃浸过酒精的棉花，把它放入瓶中，再用剥了皮的熟鸡蛋放在瓶口，结果鸡蛋进到瓶子里，这是因为（）
A．鸡蛋受重力作用进入瓶里
B．瓶子可以把鸡蛋吸到瓶里
C．鸡蛋有弹性挤进了瓶里
D．大气压把鸡蛋压进瓶里
【答案】D
4、医院里护士在用注射器抽吸青霉素等密闭药瓶内的药液时，总是在针头插入瓶塞后先向瓶内推进一些空气，这样做的目的是（）
A．便于摇匀药液B．用空气稀释药液C．便于抽吸药液D．防止针眼堵塞
【答案】C
5、为了使消防水枪能把水喷到20m高的楼层，加在储水箱中的水面上的最小压强（即水箱的水压力表的读数）约为（）
A．1个标准大气压B．2个标准大气压
C．3个标准大气压D．4个标准大气压
【答案】C
6、有一只自制的水银气压计，测得数据偏低，其主要原因是（）
A．玻璃管中有空气进入B．水银槽内水银太多
C．管子没有竖直放置D．管子太粗
【答案】A
7、小明同学做托里拆利实验时，不小心使玻璃管内进了一点空气，测得大气压值将（外界为1个标准大气压）（）
A．大于760毫米汞柱 B．小于760毫米汞柱
C．等于760毫米汞柱 D．无法判断
【答案】B
8、在制糖工业中，常用沸腾的办法除去糖汁中的水分，但为防止糖在沸腾时变质，沸腾的温度要低于
，正确的方法是（）
A．增大液体表面的气压B．减小液体表面的气压
C．缓慢加热，使糖水慢慢沸腾D．以上方法都行
【答案】B
9、如图所示，将一个普通的乒乓球轻轻放入漏斗中，用电吹风从管口向上吹，那么以下分析正确的是（）
A．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大
B．球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小
C．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大
D．球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小
【答案】D
10、杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道：
“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”．说的是大风掀起了屋顶，这一现象可用下列哪一条解释（）
A．振动产生声音
B．力的作用是相互的
C．屋顶上方空气流速快，压强小，屋内空气不流动，压强大，屋顶上下压力差将屋顶掀掉
D．运动和静止是相对的
【答案】C
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