資源簡介

蘇科版八年級下冊
第十章《壓強和浮力》
10.3氣體的壓強
【知識梳理】
一、大氣壓
1．概念：大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓，一般用P0表示。
說明：“大氣壓”與“氣壓”（或部分氣體壓強）是有區別的，如高壓鍋內的氣壓——指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。
2．產生原因：因為空氣受重力并且具有流動性。
3．有關大氣壓的實驗：
（1）大氣壓的存在——實驗證明：
①歷史上著名的實驗——馬德堡半球實驗
②小實驗——覆杯實驗
（2）大氣壓的實驗測定：托里拆利實驗。
①實驗步驟：在長約1m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后，管內水銀面下降一些后不在下降，這時管內外水銀面的高度差約為76cm。
②原理分析：在管內，與管外液面相平的地方取一液片，因為液體不動，故液片受到上下的壓強平衡。即向上的大氣壓＝水銀柱產生的壓強。
③結論：大氣壓P0 ＝76cmHg ＝1.0×105Pa （水銀高度差隨著外界大氣壓的變化而變化）
④說明：
A．實驗前玻璃管里水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置后，水銀上方為真空；若未灌滿，則測量結果偏小；
B．不用水做本實驗的原因：水的密度較水銀小的多，管內外的液面高度差將超過10m，器材準備不方便；
C．將玻璃管稍上提或下壓，管內外的高度差不變，將玻璃管傾斜，高度不變，長度變長。
D．標準大氣壓：支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。一個標準大氣壓即：1.013×105Pa（76cmHg）
E．如果玻璃管內混入了空氣，會導致測量結果偏小。
（3）大氣壓的粗測
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內空氣。然后，用蠟或橡皮帽封住注射器的小孔；
②用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度L側面，用這個長度去除它的容積V，由得活塞的橫截面積S；
③用細線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，然后慢慢地拉動注射器，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數（即大氣對活塞的壓力）F；
④再由計算得出大氣壓值。
⑤實驗誤差分析：
誤差一：由于實驗中不可能將空氣排盡，針筒內空氣對活塞會有壓力，將使得測量結果偏小。
如圖所示，活塞受力平衡，所以F0=F+F1，則F＜F0，因此測得的大氣壓力（彈簧測力計示數）小于真實的大氣壓力。
改進措施：如下圖所示，先用注射器吸入一定量的水，然后將針頭朝上，將所有水推出，就像醫生給病人打針前排空氣那樣，再用蠟或橡皮帽封住注射器的頭。
誤差二：由于實驗中不可避免的會存在摩擦，從而導致測量結果會偏大。
如圖所示，活塞受力平衡，所以F0+f=F，則F＞F0，因此測得的大氣壓力（彈簧測力計示數）大于真實的大氣壓力。
改進措施：a.在活塞與針筒壁之間涂抹潤滑油。
b.測量出摩擦力的大小，利用二力平衡知識，計算出大氣壓力，即F0=F- f。具體做法是：如下圖所示，先不要排針筒內空氣及封頭，使得針筒內氣壓始終等于大氣壓，按照正常的實驗步驟拉動注射器，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數，此示數即為活塞受到的摩擦力，即F’+F0=f+F0，F’ =f。
4．大氣壓的特點
（1）大氣壓特點與液體壓強特點類似，可把大氣想象成放在一個以地面為容器底部，大氣層外邊界為液面的液體。因此大氣壓有以下特點：
①空氣內部向各個方向都有壓強，且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。
②大氣的密度越大，壓強越大。而大氣的密度與地點、天氣、季節的變化有關。水蒸氣比空氣密度小，而夏天或陰天空氣中的水蒸氣含量高與冬天或晴天，所以冬天或晴天的空氣密度更大。所以，一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。
③大氣壓隨高度增加而減小（類似于液體中深度越小的地方，壓強越小），其原因是越高的地方空氣越稀薄，空氣密度越小，壓強越小。
（2）大氣壓變化規律研究：在海拔2000米以內，每上升10m，大氣壓大約降低100Pa。
（3）測量工具：測定大氣壓的儀器叫氣壓計。水銀氣壓計和無液氣壓計。
（4）部分氣體壓強：
質量一定的氣體，溫度不變時，氣體的體積越小，壓強越大，氣體體積越大，壓強越小；
質量一定的氣體，體積不變時，溫度越高，壓強越大，溫度越低，壓強越小。
（5）沸點與壓強：內容：一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。
應用：高壓鍋。
如圖是家庭常用的高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界大氣壓相等（外界大氣壓為1.0×105Pa）。當鍋內溫度升高至100℃時，鍋內氣體會把氣孔1的活塞頂起，這時鍋被密封。鍋內溫度繼續升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔2上的限壓閥，使得鍋內氣壓維持一大于大氣壓的定值而不會繼續增大。從而更快的做熟食物。氣孔3正常情況下無作用，圖中未畫出。
5．大氣壓應用：
用吸管吸飲料 鋼筆吸水 使用帶吸盤的掛衣勾
活塞式抽水機
二、流體壓強與流速的關系
1．流體：具有流動性的液體和氣體統稱為流體。
2．流體壓強與流速的關系：流速越大的位置，流體的壓強越小。
3．實驗證明：
4．應用：飛機機翼
飛機機翼做成上弧面下平面的形狀，當空氣氣流從機翼上下方通過時，由于氣流通過上下表面的時間相同，但經過上表面的路程大于下表面的路程，所以上表面空氣氣流速度更快，壓強更小，于是下表面受到的向上的壓力F2大于上表面受到的壓力F1，使得機翼獲得了向上的升力F升=F2-F1。
5．流體在一根管道中流動，越細的位置流速越快。
【典例分析】
1．（2023·湖南岳陽·八年級期中）下列說法正確的是（　　）
A．墨水會被吸進鋼筆，是利用了大氣壓強
B．船閘、注射器、鍋爐水位計利用了連通器原理
C．托里拆利實驗中換用更粗的玻璃管實驗，測量值偏小
D．用高壓鍋能更快地把食物煮熟，是因為氣壓越高沸點越低
【答案】A
【詳解】A．鋼筆能夠吸墨水其原因在于鋼筆皮囊擠出空氣后壓強小于外面的大氣壓，在墨水瓶中撒開捏著皮囊的手，墨水在外面大氣壓強的作用下被擠進皮囊中，故A正確；
B．船閘、鍋爐水位計利用了連通器原理，注射器不是連通器，故B錯誤；
C．水銀柱產生的壓強跟水銀柱的粗細無關，所以把管子換成粗的或細的，管內水銀的豎起高度不會變，測量值不變，故C錯誤；
D．用高壓鍋能更快地把食物煮熟，是因為高壓鍋內氣壓高，氣壓越高沸點越高，故D錯誤。
故選A。
2．（2023·廣東深圳·八年級期中）如圖所示，不能用流體壓強與流速的關系來解釋的是（　　）
A．用漏斗向下吹氣，乒乓球不下落 B．站在安全線以外候車
C．向兩張紙中間吹，紙張向中間靠攏 D．水杯倒置，紙片沒有掉下來
【答案】D
【詳解】A．用漏斗向下吹氣，乒乓球上方空氣流速變快，壓強變小，下方空氣流速慢，壓強較大，產生向上的壓強差，所以乒乓球不下落，故A不符合題意；
B．列車進站時，由于速度較大，使車體與人體之間空氣流動速度增大，列車附近氣體的壓強變小，人外側的壓強不變，在內外壓強差的作用下，乘客容易被壓向列車出現事故，故B不符合題意；
C．對著兩張紙的中間吹氣，兩張紙中間的空氣流速變大，壓強變小，小于紙外側的大氣壓，產生了一個向內的壓強差，將紙壓向中間，能用流體壓強與流速的關系來解釋，故C不符合題意；
D．圖中紙片受到水對它向下的壓強和外界大氣壓對它向上的壓強，大氣壓強大于水對紙片向下的壓強，所以紙片不會掉下來，利用的是大氣壓，故D符合題意。
故選D。
3．（2022·湖北十堰·八年級月考）如圖是老師在課堂中所做的大氣壓強演示實驗。
（1）圖甲中馬德堡半球實驗不僅證明大氣壓存在，而且說明______；
（2）如圖乙，向A中瓶內充氣，原先沸騰的水停止沸騰；從B中瓶內抽氣，停止沸騰的水又重新沸騰。其中與高壓鍋原理相同的是______，能驗證“在液面氣壓減小時，液體沸點降低”的是______（均選填圖乙中“A”或“B”）。
【答案】 大氣壓很大 A B
【詳解】（1）[1]將兩個銅制空心半球合在一起，抽去里面的空氣，用兩支馬隊向相反方向拉兩個半球，當兩側的馬匹達到16匹時，才將半球拉開，這就是著名的馬德堡半球實驗，這個實驗不僅證明大氣存在壓強，而且說明了大氣壓很大。
（2）[2]高壓鍋內氣壓高，所以水的沸點高，食物容易煮熟。向A中瓶內充氣，瓶內液面上方氣壓變大，水的沸點變高，所以原先沸騰的水會停止沸騰，這和高壓鍋的原理相同。
[3]從B中瓶內抽氣，瓶內液面上方氣壓變小，水的沸點降低，所以停止沸騰的水又重新沸騰，這說明在液面氣壓減小時，液體沸點會降低。
【奪冠訓練】
一、單選題
1．（2023·廣西南寧·中考模擬）下列利用流體壓強與流速的關系的做法是（　　）
A．用吸管吸飲料 B．設置站臺安全線
C．盆景自動供水 D．茶壺蓋上開小孔
【答案】B
【詳解】A．用吸管吸飲料，是利用大氣壓把飲料壓入吸管內的，故A不符合題意；
B．站臺設置安全線，是因為列車快速行駛時，帶動周圍的氣體快速流動，氣壓變小，站臺上候車的旅客如果距離列車太近，在身體兩側壓強差的作用下，有可能被推向行駛的列車，發生危險，故B符合題意；
C．盆景自動供水是利用大氣壓工作的。一旦水面低于瓶口，水就從瓶內流出，當水面升高超過瓶口，在大氣壓作用下，水就不再流出，故C不符合題意；
D．茶壺蓋上開小孔，是為了保持茶壺內外氣壓相等，便于壺內的水順利倒出，故D不符合題意。
故選B。
2．（2023·河南開封·中考模擬）同學們梳理了教材中與壓強知識相關的實驗，如圖所示，其中分析正確的是（ ）
A．甲圖中，裝有水的瓶子豎直放在海綿上，瓶中水越少，海綿凹陷越明顯
B．乙圖中，當壓強計的探頭在水中的深度增大時，U形管兩邊液面高度差變小
C．丙圖中，測出拉開吸盤時的拉力和吸盤的面積，可以估測出大氣壓強的值
D．丁圖中，向外拉活塞，燒瓶內停止沸騰的水再次沸騰，說明氣壓減小，水的沸點升高
【答案】C
【詳解】A．甲圖中，裝有水的瓶子豎放在海綿上，瓶中水越少，對海綿的壓力越小，受力面積不變，對海綿的作用效果越不明顯，故A錯誤；
B．乙圖中，當壓強計的探頭在水中深度逐漸增大時，受到的壓強變大，U形管兩邊液面高度差越大，故B錯誤；
C．丙圖中，測出拉開吸盤時大氣對吸盤的壓力F和吸盤的面積S，可以估測大氣壓強，故C正確；
D．液體的沸點與液體表面的氣壓有關，氣壓越大、沸點越高。丁圖中，向外拉活塞，燒瓶內停止沸騰的水再次沸騰，可知試管內氣壓減小、沸點降低，水才能再一次沸騰，故D錯誤。
故選C。
3．（2023·湖南長沙·九年級期中）1912年，海上發生了兩船相撞的詭異事件，當時海上航行的“奧林匹克號”與一艘突然從后面高速趕來的巡洋艦并排前行一段時間后，突然被一只看不見的巨手推動使兩船相撞，據專家分析相撞原因是兩船中間流體流速較大導致的。你認為下列圖片中展示的原理與兩船相撞的原因相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【詳解】A．流體流速越大的地方，壓強越小。如圖A所示，乒乓球上方空氣流速大，壓強小，下方空氣流速小，壓強大。在這種壓強差的作用下，形成升力，從而導致乒乓球緊貼在漏斗上，故A符合題意；
B．如圖B所示，吸飲料是利用大氣壓，故B不符合題意；
C．如圖C所示，U型管內液面有高度差，是測量液體內部壓強特點，故C不符合題意；
D．如圖D所示，船閘是利用連通器原理工作，故D不符合題意。
故選A。
4．（2020·湖北武漢·中考模擬）水沸騰后把水倒進燒瓶，水會停止沸騰。迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，如圖所示，在向瓶底澆冷水的過程中，關于燒瓶內液面上方的氣體的描述錯誤的是（　　）
A．分子的無規則運動會減慢 B．內能會減小
C．質量不變 D．壓強會變大
【答案】D
【詳解】水沸騰后把水倒進燒瓶，水會停止沸騰；迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，此時瓶內水蒸氣溫度降低而液化變成水，瓶內氣體減少，氣壓降低，水的沸點降低，所以瓶內的水會重新沸騰起來；由于水重新沸騰，瓶內水蒸氣又增多，依此重復循環，直到瓶內的水不再沸騰，所以這個過程中瓶內氣體的質量不變；由于瓶內氣體的溫度降低，所以內能減小，分子無規則運動會減慢。故ABC正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。
故選D。
5．（2023·山東棗莊·八年級月考）在冬天，剩有半瓶熱水的暖水瓶經過一個夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，且不易拔出，其主要原因是（　　）
A．軟木塞受潮膨脹
B．瓶口因溫度降低而收縮變小
C．瓶內氣體因溫度降低而壓強減小，大氣壓把瓶塞壓緊
D．瓶內氣體溫度降低而把瓶塞吸住
【答案】C
【詳解】在冬天，裝有半瓶熱水的熱水瓶的上方空間內大部分氣體是水蒸氣，經過一個夜晚后，由于水蒸氣液化，即瓶內的空氣變少，造成了瓶內氣壓小于外界大氣壓，即瓶塞在外界大氣壓的作用下被緊緊的壓在瓶口，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
6．（2021·福建廈門·八年級月考）我國著名發明家鄒德俊發明了一種“吸盤式”掛衣鉤，如圖所示，將它緊壓在平整、清潔的豎直瓷磚墻面上后，可掛上衣帽等物品而不會掉下，其原因是（ ）
A．因為重力比大氣壓小 B．因為大氣壓力和重力平衡
C．因為摩擦力等于重力 D．以上說法均不對
【答案】C
【詳解】吸盤掛衣鉤其工作過程是通過排除吸盤與墻壁之間的空氣，松手后，吸盤恢復原狀的過程中，導致內部氣壓小于外界大氣壓，外界大氣壓將其壓在墻壁上，吸盤處于靜止狀態，吸盤受到豎直向上墻面對掛衣鉤的靜摩擦力和豎直向下的拉力，二力大小相等，方向相反，是一對平衡力，拉力大小等于重力，所以不會掉下來的原因是摩擦力等于重力，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
7．（2022·廣東佛山·八年級期中）用水平風吹如圖所示的四個模型，其中使模型受到向上升力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】A．氣流在相同時間內通過上下方，該模型上方水平，流速小，壓強大；下方凸起，流速大，壓強小；形成了一個向下的壓強差，模型會受到向下的力，故A不符合題意；
B．氣流在相同時間內通過上下方，該模型上方向上凸起，下方向下凸起，流速相同，壓強相同，不會形成壓強差，也就不會使模型受到升力，故B不符合題意；
C．氣流在相同時間內通過上下方，該模型上方凸起，流速大，壓強小；下方水平，流速小，壓強大；形成了一個向上的壓強差，模型會受到向上的升力，故C符合題意；
D．氣流在相同時間內通過上下方，該模型上下方一樣，流速相同，壓強相同，不會形成壓強差，也就不會使模型受到升力，故D不符合題意。
故選C。
8．（2022·廣西南寧·八年級期中）你是否有這樣的經歷：撐一把雨傘行走在雨中，如圖所示，一陣大風吹來，傘面可能被“吸”， 嚴重變形。下列有關這一現象及其解釋，正確的是（　　）
A．傘面被向下“吸”
B．傘上方的空氣流速大于下方，上方的壓強大于下方
C．傘上方的空氣流速大于下方，上方的壓強小于下方
D．傘上方的空氣流速小于下方，上方的壓強小于下方
【答案】C
【詳解】雨傘上凸下平的形狀，使雨傘上方的空氣流速大于下發的空氣流速，根據流體壓強與流速額關系，流速越大的位置壓強越小，因此雨傘上方的壓強小于下方的壓強，產生向上的壓強差，雨傘會被向上“吸”，故C正確，ABD 錯誤。
故選C。
二、填空題
9．（2023·廣東佛山·八年級期中）某同學利用兩個相同玻璃瓶、帶孔的橡皮塞、細玻璃管，分別組成如圖甲、乙所示的兩個裝置。用力擠壓甲玻璃瓶會看到細管中的水面升高，松手后水面降低到原來的高度，這個實驗說明玻璃瓶發生了___________（選填“彈性”或“塑性”）形變。乘坐電梯把乙玻璃瓶從1樓拿到28樓，因為氣壓隨海拔高度的升高而___________（選填：“減小”、“不變”或“增大”），會看到細管中的水面___________（選填：“降低”、“不變”或“升高”）。
【答案】 彈性 減小 升高
【詳解】[1]甲瓶中裝滿水，用力擠壓甲玻璃瓶會看到細管中的水面升高，說明瓶子發生了形變，松手后水面降低到原來的高度，說明瓶子恢復了原來的形狀，故玻璃瓶發生的是彈性形變。
[2][3]大氣壓與高度有關，高度越高，大氣壓越低。把乙玻璃瓶從1樓拿到28樓，隨著高度的增加，大氣壓減小，而瓶子內的氣體氣壓不變，與大氣壓的差值變大，就會把水壓入細管中，所以會看到細管中的水面升高。
10．（2022·廣東佛山·八年級期中）如圖所示的托里拆利實驗中，測得的大氣壓強等于 ___________m高水銀柱所產生的壓強，該氣壓下水的沸點 ___________（選填“高于”、“低于”或“等于”）100℃。
【答案】 0.75 低于
【詳解】[1]讀圖可知，玻璃管內水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度為
因此，當時的大氣壓強等于0.75m高水銀柱產生的壓強。
[2]由于此時的氣壓要小于1標準氣壓（1標準大氣壓為760mm水銀柱），所以測得水的沸點將低于100℃。
11．（2023·重慶市·中考一診）如圖甲所示為日常生活中用的高壓鍋，用高壓鍋煮食物熟得快，其原因是液面上方氣壓越高，液體的沸點______；如圖乙所示裝置，當向塑料管A中用力吹氣時，細管B中液面將會______。
【答案】 越高 上升
【詳解】[1]液體的沸點與液面上方氣體壓強有關，氣壓越高，沸點越高，高壓鍋是利用這一原理提高鍋內液體的沸點來提高液體的溫度的。
[2]流體壓強與流速有關，當向塑料管A中用力吹氣時，細管B上端的空氣流速變快，壓強變小，大氣壓將液體壓入B中，B中液體向上面將上升。
12．（2022·吉林四平·八年級期中）一玻璃管如圖所示，當從左端吹氣時，B端液面會 ___________，原因是流速越大的地方，壓強越 ___________。
【答案】 上升 小
【詳解】[1][2]由圖知，水平管左邊較粗，右邊較細，當從左端吹氣時，A端液面上方空氣流速小壓強大，B端液面上方空氣流速大壓強小，A端液面上方氣壓大于B端液面上方氣壓，所以，B端液面會上升。
13．（2021·貴州遵義·八年級期中）如圖甲是我國某地區風力發電的外景，風力發電機組主要由風機葉片和發動機組成。
（1）風力發電利用的是風能，風能是清潔的、___________（可再生/不可再生）能源；
（2）風機葉片具有質量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度大的復合材料制成；葉片形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產生壓強差，而受到向___________（上/下）的力使風葉旋轉。
【答案】 可再生 上
【詳解】（1）[1]風能是取之不盡用之不竭的能源，所以風能是可再生資源。
（2）[2]葉片上面弧形，下面平面，風經過葉片時，上方風速大于下方風速。根據流體壓強與流速關系可知：上方的空氣壓強小，下方的空氣壓強大。故葉片受到一個向上的壓力。
14．（2023·安徽合肥·中考模擬）小明用如圖所示的方法測量大氣壓強：將一個面積為的輕質吸盤按壓在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，當彈簧測力計示數為9.8N時輕質吸盤剛好被拉開，則大氣壓強值約為______Pa。
【答案】
【詳解】由題意可知，輕質吸盤可忽略吸盤的質量，所以剛好將吸盤拉開時，大氣壓作用在吸盤上的壓力大小與拉力大小相等，即
根據可得，此時大氣壓強值約為
15．（2023·廣東珠海·中考模擬）如題圖，水平桌面上平行放上兩支鉛筆做導軌，導軌上放上兩只乒乓球。用吸管往兩球之間吹氣，發現兩球會相互___________（選填“靠近”或“遠離”）。這是因為吹氣時，兩球間的空氣流速___________，造成兩球之間的氣體壓強。如題圖，兩個完全相同的機翼模型a和b被固定在豎直方向，只能上下自由運動，A、B兩彈簧測力計的示數分別為FA、FB，當相同的風速吹向飛機模型時，FA___________FB（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 靠近 變大 小于
【詳解】[1][2]對著兩乒乓球的中間吹氣，兩乒乓球中間的空氣流速變大，壓強變小，小于外界的大氣壓，產生了一個向內的壓強差，將兩球壓向中間。
[3] a的形狀類似于機翼，氣流流過時，上方空氣流速大、壓強小，下方空氣流速小、壓強大，會產生向上的升力，所以彈簧測力計A的示數變小；圖中b的形狀是裝反了的機翼，氣流流過時，下方空氣流速大、壓強小，上方空氣流速小、壓強大，會產生向下的力，所以彈簧測力計B的示數變大，所以
FA＜FB
三、實驗題
16．（2023·江蘇無錫·八年級期末）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，當針筒中的活塞開始滑動時，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）實驗時同學們發現注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡，這將會使測量結果______（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；
（3）測量前，有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處：一是活塞的密封性好；二是可以______。實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減小______對實驗的影響，從而提高實驗的精確程度；
（4）若同學們用圖乙中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______；
（5）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，g取，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓值為______。
A．2.2×105Pa　　Ｂ．1.37×105Pa C．1.1×105Pa D．1.07×105Pa
【答案】 活塞 偏小 減小摩擦 活塞自重 C C
【詳解】（1）[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）[2]注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，即有殘余氣體，注射器內還會有一定氣壓，這樣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小。
（3）[3]涂抹潤滑油可以減小摩擦對實驗結果的影響，同時也可以增加裝置的密封性能。
[4]當彈簧測力計和注射器筒不在水平方向時，由于活塞受重力的作用，使得測力計的拉力不等于大氣壓力，從而影響測得的大氣壓，所以讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小活塞自身重力對實驗的影響，從而提高實驗的準確程度。
（4）[5]因為大氣的壓強是一定的，根據公式可知，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，可換用橫截面積更小的注射器，故選C注射器。
[6]活塞的面積
將測量結果代入壓強公式得
；
（5）[7]當注射器中的活塞開始向左滑動時，杯子重力
此時活塞受水平向右的大氣壓力F、水平向右的摩擦力f以及水平向右的拉力G1，則
即
①
當注射器中的活塞開始向右滑動時，杯子重力
此活塞受水平向右的大氣壓力F、水平向左的摩擦力f以及水平向左的拉力G2，則
即
②
聯立①②解得。
所以
故選C。
四、計算題
17．（2023·廣東深圳·八年級期中）如圖是家庭常用的高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界大氣壓相等（外界大氣壓為1.0×105Pa）。當鍋內溫度升高至100℃時，鍋內氣體會把氣孔1的活塞頂起，這時鍋被密封。鍋內溫度繼續升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔2上的限壓閥。氣孔3正常情況下無作用，圖中未畫出。設鍋內氣壓每增加3.6×103Pa，水的沸點相應增加1℃。鍋內水的初始溫度為20℃。取g＝10N/kg。
（1）鍋內溫度升高到120℃時，鍋內的氣壓是多大？
（2）此高壓鍋限壓閥的質量為70g，氣孔2的面積為7mm2則鍋內的最高溫度可達到多少？（結果保留整數）
【答案】（1）1.72×105Pa；（2）128℃
【詳解】解：（1）外界大氣壓為:p0=1.0×105Pa，水的沸點為100℃；當鍋內溫度為120℃時，溫度升高了
鍋內氣壓的增加量為
因此鍋內溫度升高到120℃時，鍋內的氣壓是
（2）限壓閥的重力為
G＝mg＝0.07kg×10N/kg＝0.7N
根據限壓閥平衡條件，得
p鍋內S＝G+p0S
故鍋內壓強為
根據題目中沸點與鍋內壓強的關系，得
解得，鍋內最高溫度為：t′≈128℃。
答：（1）鍋內溫度升高到120℃時，鍋內氣壓為1.72×105Pa；
（2）鍋內最高溫度為128℃。蘇科版八年級下冊
第十章《壓強和浮力》
10.3氣體的壓強
【知識梳理】
一、大氣壓
1．概念：大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓，一般用P0表示。
說明：“大氣壓”與“氣壓”（或部分氣體壓強）是有區別的，如高壓鍋內的氣壓——指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。
2．產生原因：因為空氣受重力并且具有流動性。
3．有關大氣壓的實驗：
（1）大氣壓的存在——實驗證明：
①歷史上著名的實驗——馬德堡半球實驗
②小實驗——覆杯實驗
（2）大氣壓的實驗測定：托里拆利實驗。
①實驗步驟：在長約1m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后，管內水銀面下降一些后不在下降，這時管內外水銀面的高度差約為76cm。
②原理分析：在管內，與管外液面相平的地方取一液片，因為液體不動，故液片受到上下的壓強平衡。即向上的大氣壓＝水銀柱產生的壓強。
③結論：大氣壓P0 ＝76cmHg ＝1.0×105Pa （水銀高度差隨著外界大氣壓的變化而變化）
④說明：
A．實驗前玻璃管里水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置后，水銀上方為真空；若未灌滿，則測量結果偏小；
B．不用水做本實驗的原因：水的密度較水銀小的多，管內外的液面高度差將超過10m，器材準備不方便；
C．將玻璃管稍上提或下壓，管內外的高度差不變，將玻璃管傾斜，高度不變，長度變長。
D．標準大氣壓：支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。一個標準大氣壓即：1.013×105Pa（76cmHg）
E．如果玻璃管內混入了空氣，會導致測量結果偏小。
（3）大氣壓的粗測
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內空氣。然后，用蠟或橡皮帽封住注射器的小孔；
②用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度L側面，用這個長度去除它的容積V，由得活塞的橫截面積S；
③用細線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，然后慢慢地拉動注射器，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數（即大氣對活塞的壓力）F；
④再由計算得出大氣壓值。
⑤實驗誤差分析：
誤差一：由于實驗中不可能將空氣排盡，針筒內空氣對活塞會有壓力，將使得測量結果偏小。
如圖所示，活塞受力平衡，所以F0=F+F1，則F＜F0，因此測得的大氣壓力（彈簧測力計示數）小于真實的大氣壓力。
改進措施：如下圖所示，先用注射器吸入一定量的水，然后將針頭朝上，將所有水推出，就像醫生給病人打針前排空氣那樣，再用蠟或橡皮帽封住注射器的頭。
誤差二：由于實驗中不可避免的會存在摩擦，從而導致測量結果會偏大。
如圖所示，活塞受力平衡，所以F0+f=F，則F＞F0，因此測得的大氣壓力（彈簧測力計示數）大于真實的大氣壓力。
改進措施：a.在活塞與針筒壁之間涂抹潤滑油。
b.測量出摩擦力的大小，利用二力平衡知識，計算出大氣壓力，即F0=F- f。具體做法是：如下圖所示，先不要排針筒內空氣及封頭，使得針筒內氣壓始終等于大氣壓，按照正常的實驗步驟拉動注射器，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數，此示數即為活塞受到的摩擦力，即F’+F0=f+F0，F’ =f。
4．大氣壓的特點
（1）大氣壓特點與液體壓強特點類似，可把大氣想象成放在一個以地面為容器底部，大氣層外邊界為液面的液體。因此大氣壓有以下特點：
①空氣內部向各個方向都有壓強，且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。
②大氣的密度越大，壓強越大。而大氣的密度與地點、天氣、季節的變化有關。水蒸氣比空氣密度小，而夏天或陰天空氣中的水蒸氣含量高與冬天或晴天，所以冬天或晴天的空氣密度更大。所以，一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。
③大氣壓隨高度增加而減小（類似于液體中深度越小的地方，壓強越小），其原因是越高的地方空氣越稀薄，空氣密度越小，壓強越小。
（2）大氣壓變化規律研究：在海拔2000米以內，每上升10m，大氣壓大約降低100Pa。
（3）測量工具：測定大氣壓的儀器叫氣壓計。水銀氣壓計和無液氣壓計。
（4）部分氣體壓強：
質量一定的氣體，溫度不變時，氣體的體積越小，壓強越大，氣體體積越大，壓強越小；
質量一定的氣體，體積不變時，溫度越高，壓強越大，溫度越低，壓強越小。
（5）沸點與壓強：內容：一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。
應用：高壓鍋。
如圖是家庭常用的高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界大氣壓相等（外界大氣壓為1.0×105Pa）。當鍋內溫度升高至100℃時，鍋內氣體會把氣孔1的活塞頂起，這時鍋被密封。鍋內溫度繼續升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔2上的限壓閥，使得鍋內氣壓維持一大于大氣壓的定值而不會繼續增大。從而更快的做熟食物。氣孔3正常情況下無作用，圖中未畫出。
5．大氣壓應用：
用吸管吸飲料 鋼筆吸水 使用帶吸盤的掛衣勾
活塞式抽水機
二、流體壓強與流速的關系
1．流體：具有流動性的液體和氣體統稱為流體。
2．流體壓強與流速的關系：流速越大的位置，流體的壓強越小。
3．實驗證明：
4．應用：飛機機翼
飛機機翼做成上弧面下平面的形狀，當空氣氣流從機翼上下方通過時，由于氣流通過上下表面的時間相同，但經過上表面的路程大于下表面的路程，所以上表面空氣氣流速度更快，壓強更小，于是下表面受到的向上的壓力F2大于上表面受到的壓力F1，使得機翼獲得了向上的升力F升=F2-F1。
5．流體在一根管道中流動，越細的位置流速越快。
【典例分析】
1．（2023·湖南岳陽·八年級期中）下列說法正確的是（　　）
A．墨水會被吸進鋼筆，是利用了大氣壓強
B．船閘、注射器、鍋爐水位計利用了連通器原理
C．托里拆利實驗中換用更粗的玻璃管實驗，測量值偏小
D．用高壓鍋能更快地把食物煮熟，是因為氣壓越高沸點越低
2．（2023·廣東深圳·八年級期中）如圖所示，不能用流體壓強與流速的關系來解釋的是（　　）
A．用漏斗向下吹氣，乒乓球不下落 B．站在安全線以外候車
C．向兩張紙中間吹，紙張向中間靠攏 D．水杯倒置，紙片沒有掉下來
3．（2022·湖北十堰·八年級月考）如圖是老師在課堂中所做的大氣壓強演示實驗。
（1）圖甲中馬德堡半球實驗不僅證明大氣壓存在，而且說明______；
（2）如圖乙，向A中瓶內充氣，原先沸騰的水停止沸騰；從B中瓶內抽氣，停止沸騰的水又重新沸騰。其中與高壓鍋原理相同的是______，能驗證“在液面氣壓減小時，液體沸點降低”的是______（均選填圖乙中“A”或“B”）。
【奪冠訓練】
一、單選題
1．（2023·廣西南寧·中考模擬）下列利用流體壓強與流速的關系的做法是（　　）
A．用吸管吸飲料 B．設置站臺安全線
C．盆景自動供水 D．茶壺蓋上開小孔
2．（2023·河南開封·中考模擬）同學們梳理了教材中與壓強知識相關的實驗，如圖所示，其中分析正確的是（ ）
A．甲圖中，裝有水的瓶子豎直放在海綿上，瓶中水越少，海綿凹陷越明顯
B．乙圖中，當壓強計的探頭在水中的深度增大時，U形管兩邊液面高度差變小
C．丙圖中，測出拉開吸盤時的拉力和吸盤的面積，可以估測出大氣壓強的值
D．丁圖中，向外拉活塞，燒瓶內停止沸騰的水再次沸騰，說明氣壓減小，水的沸點升高
3．（2023·湖南長沙·九年級期中）1912年，海上發生了兩船相撞的詭異事件，當時海上航行的“奧林匹克號”與一艘突然從后面高速趕來的巡洋艦并排前行一段時間后，突然被一只看不見的巨手推動使兩船相撞，據專家分析相撞原因是兩船中間流體流速較大導致的。你認為下列圖片中展示的原理與兩船相撞的原因相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2020·湖北武漢·中考模擬）水沸騰后把水倒進燒瓶，水會停止沸騰。迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，如圖所示，在向瓶底澆冷水的過程中，關于燒瓶內液面上方的氣體的描述錯誤的是（　　）
A．分子的無規則運動會減慢 B．內能會減小
C．質量不變 D．壓強會變大
5．（2023·山東棗莊·八年級月考）在冬天，剩有半瓶熱水的暖水瓶經過一個夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，且不易拔出，其主要原因是（　　）
A．軟木塞受潮膨脹
B．瓶口因溫度降低而收縮變小
C．瓶內氣體因溫度降低而壓強減小，大氣壓把瓶塞壓緊
D．瓶內氣體溫度降低而把瓶塞吸住
6．（2021·福建廈門·八年級月考）我國著名發明家鄒德俊發明了一種“吸盤式”掛衣鉤，如圖所示，將它緊壓在平整、清潔的豎直瓷磚墻面上后，可掛上衣帽等物品而不會掉下，其原因是（ ）
A．因為重力比大氣壓小 B．因為大氣壓力和重力平衡
C．因為摩擦力等于重力 D．以上說法均不對
7．（2022·廣東佛山·八年級期中）用水平風吹如圖所示的四個模型，其中使模型受到向上升力的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2022·廣西南寧·八年級期中）你是否有這樣的經歷：撐一把雨傘行走在雨中，如圖所示，一陣大風吹來，傘面可能被“吸”， 嚴重變形。下列有關這一現象及其解釋，正確的是（　　）
A．傘面被向下“吸”
B．傘上方的空氣流速大于下方，上方的壓強大于下方
C．傘上方的空氣流速大于下方，上方的壓強小于下方
D．傘上方的空氣流速小于下方，上方的壓強小于下方
二、填空題
9．（2023·廣東佛山·八年級期中）某同學利用兩個相同玻璃瓶、帶孔的橡皮塞、細玻璃管，分別組成如圖甲、乙所示的兩個裝置。用力擠壓甲玻璃瓶會看到細管中的水面升高，松手后水面降低到原來的高度，這個實驗說明玻璃瓶發生了___________（選填“彈性”或“塑性”）形變。乘坐電梯把乙玻璃瓶從1樓拿到28樓，因為氣壓隨海拔高度的升高而___________（選填：“減小”、“不變”或“增大”），會看到細管中的水面___________（選填：“降低”、“不變”或“升高”）。
10．（2022·廣東佛山·八年級期中）如圖所示的托里拆利實驗中，測得的大氣壓強等于 ___________m高水銀柱所產生的壓強，該氣壓下水的沸點 ___________（選填“高于”、“低于”或“等于”）100℃。
11．（2023·重慶市·中考一診）如圖甲所示為日常生活中用的高壓鍋，用高壓鍋煮食物熟得快，其原因是液面上方氣壓越高，液體的沸點______；如圖乙所示裝置，當向塑料管A中用力吹氣時，細管B中液面將會______。
12．（2022·吉林四平·八年級期中）一玻璃管如圖所示，當從左端吹氣時，B端液面會 ___________，原因是流速越大的地方，壓強越 ___________。
13．（2021·貴州遵義·八年級期中）如圖甲是我國某地區風力發電的外景，風力發電機組主要由風機葉片和發動機組成。
（1）風力發電利用的是風能，風能是清潔的、___________（可再生/不可再生）能源；
（2）風機葉片具有質量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度大的復合材料制成；葉片形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產生壓強差，而受到向___________（上/下）的力使風葉旋轉。
14．（2023·安徽合肥·中考模擬）小明用如圖所示的方法測量大氣壓強：將一個面積為的輕質吸盤按壓在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，當彈簧測力計示數為9.8N時輕質吸盤剛好被拉開，則大氣壓強值約為______Pa。
15．（2023·廣東珠海·中考模擬）如題圖，水平桌面上平行放上兩支鉛筆做導軌，導軌上放上兩只乒乓球。用吸管往兩球之間吹氣，發現兩球會相互___________（選填“靠近”或“遠離”）。這是因為吹氣時，兩球間的空氣流速___________，造成兩球之間的氣體壓強。如題圖，兩個完全相同的機翼模型a和b被固定在豎直方向，只能上下自由運動，A、B兩彈簧測力計的示數分別為FA、FB，當相同的風速吹向飛機模型時，FA___________FB（填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、實驗題
16．（2023·江蘇無錫·八年級期末）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，當針筒中的活塞開始滑動時，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）實驗時同學們發現注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡，這將會使測量結果______（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；
（3）測量前，有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處：一是活塞的密封性好；二是可以______。實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減小______對實驗的影響，從而提高實驗的精確程度；
（4）若同學們用圖乙中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______；
（5）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，g取，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓值為______。
A．2.2×105Pa　　Ｂ．1.37×105Pa C．1.1×105Pa D．1.07×105Pa
四、計算題
17．（2023·廣東深圳·八年級期中）如圖是家庭常用的高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界大氣壓相等（外界大氣壓為1.0×105Pa）。當鍋內溫度升高至100℃時，鍋內氣體會把氣孔1的活塞頂起，這時鍋被密封。鍋內溫度繼續升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔2上的限壓閥。氣孔3正常情況下無作用，圖中未畫出。設鍋內氣壓每增加3.6×103Pa，水的沸點相應增加1℃。鍋內水的初始溫度為20℃。取g＝10N/kg。
（1）鍋內溫度升高到120℃時，鍋內的氣壓是多大？
（2）此高壓鍋限壓閥的質量為70g，氣孔2的面積為7mm2則鍋內的最高溫度可達到多少？（結果保留整數）

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