大氣壓強(qiáng)的存在大氣壓強(qiáng)的測(cè)定大氣壓與人類(lèi)生活大氣壓強(qiáng)的變化(拓展閱讀)
1. 大氣壓強(qiáng) 在大氣內(nèi)部的各個(gè)位置都存在著壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫作大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓。2. 大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因 大氣受到重力的作用且具有流動(dòng)性。
3. 平時(shí)感覺(jué)不到大氣壓存在的原因 因?yàn)槿松眢w內(nèi)也有壓強(qiáng)，身體各部分內(nèi)外所受的壓力是 平衡力，互相抵消。4. 最早證明大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn) 馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。
1654年，德國(guó)馬德堡市市長(zhǎng)格里克做了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，證明大氣壓強(qiáng)不僅存在，而且很大。
5. 生活中證明大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象(圖1)
深度理解由于地球?qū)諝庥形饔?，使空氣壓在地面上，地面上的物體單位面積上受到的大氣壓力，在數(shù)值上等于大氣壓強(qiáng)。
[中考·東營(yíng)]如圖所示，下列現(xiàn)象不能說(shuō)明大氣壓強(qiáng)存在的是( )
解題秘方：根據(jù)現(xiàn)象產(chǎn)生的物理知識(shí)分析。
解析：橡皮膜向左凸出的原因是右側(cè)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于左側(cè)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)；紙片不下落、用吸管吸飲料、吸盤(pán)被壓在光滑墻壁上，都是大氣壓強(qiáng)作用的結(jié)果。
1. [中考·蘇州] 如圖所示，一根水平放置、兩端開(kāi)口的透明亞克力管，下部的抽氣孔與抽氣機(jī)相連。將一個(gè)略小于管內(nèi)徑的紙團(tuán)置于管中，打開(kāi)抽氣機(jī)，在______的作用下，兩塑料片分別緊緊“ 吸附”在管子兩端。當(dāng)管內(nèi)氣壓較低時(shí)關(guān)閉抽氣機(jī)，快速?gòu)楅_(kāi)______側(cè)塑料片，紙團(tuán)會(huì)從左側(cè)管口飛出。
1. 精確測(cè)量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)——托里拆利實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖2 所示，在長(zhǎng)約1 m 的一端封閉的玻璃管中灌滿(mǎn)水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中，放開(kāi)堵住管口的手指后，管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降，這時(shí)管內(nèi)外水銀面高度差約760 mm，水銀處于靜止?fàn)顟B(tài)。把玻璃管傾斜，水銀柱的豎直高度差不變。
(2)實(shí)驗(yàn)分析：玻璃管上方是真空，管外水銀面上方是空氣，玻璃管內(nèi)的水銀之所以能高于水銀槽內(nèi)的水銀面而不下落，是因?yàn)榇髿鈮褐沃@段水銀柱，數(shù)值上大氣壓等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①通常把760 mm 水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。②標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p大氣=p水銀=ρ水銀gh=1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m≈ 1.01×105 Pa。③粗略計(jì)算時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可取1.0×105 Pa。
深度理解托里拆利實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)：1. 玻璃管中要充滿(mǎn)水銀，不能混有空氣。若玻璃管內(nèi)混入少量空氣，由于這部分空氣也有壓強(qiáng)，管內(nèi)外水銀面高度差會(huì)變小，導(dǎo)致測(cè)得的大氣壓強(qiáng)偏小。2. 管內(nèi)水銀柱的高度會(huì)隨外界大氣壓的變化而變化，而與管的粗細(xì)、長(zhǎng)度、形狀、玻璃管口在水銀槽內(nèi)的深度無(wú)關(guān)。
3. 若在管的頂部開(kāi)一小孔，根據(jù)連通器原理知管中水銀不能?chē)姵?，反而要下降，最終管內(nèi)外水銀面相平。4. 若用水做托里拆利實(shí)驗(yàn)，則水柱的高度
2. 測(cè)量大氣壓的儀器——?dú)鈮河?jì)(1)水銀氣壓計(jì)：在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，如果玻璃管旁立一刻度尺，讀出水銀柱的高度就可知道當(dāng)時(shí)的大氣壓，這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的水銀氣壓計(jì)。水銀氣壓計(jì)讀數(shù)準(zhǔn)確，但攜帶不便，常用于氣象站和實(shí)驗(yàn)室。
(2)金屬盒氣壓計(jì)：它的內(nèi)部有一個(gè)抽成真空的金屬盒，靠彈簧片的支撐而不被壓扁，大氣壓強(qiáng)的變化會(huì)引起盒的形變程度發(fā)生改變，從而使彈簧片的彎曲程度發(fā)生改變，彈簧片再帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，連桿帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，在刻度盤(pán)上指示出大氣壓強(qiáng)的值，如圖3 所示。
[中考·錦州]關(guān)于托里拆利實(shí)驗(yàn)，下面說(shuō)法中正確的是( )A. 玻璃管內(nèi)徑越大，管內(nèi)和管外水銀面高度差越小B. 往水銀槽內(nèi)多倒些水銀，管內(nèi)和管外水銀面高度差增大C. 玻璃管傾斜，管內(nèi)和管外水銀面高度差不變D. 玻璃管內(nèi)水銀柱上方進(jìn)入一些空氣，管內(nèi)和管外水銀面高度差不變
解題秘方：利用托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理“p大氣=p水銀”進(jìn)行分析。
解析：大氣壓強(qiáng)p 大氣不變，則p 水銀不變，由公式p 水銀=ρ水銀gh 知水銀柱的壓強(qiáng)跟水銀柱的粗細(xì)(玻璃管內(nèi)徑)、水銀柱是否傾斜(玻璃管是否傾斜)、水銀的多少?zèng)]有關(guān)系。若玻璃管內(nèi)水銀柱上方進(jìn)入一些空氣，由于這部分空氣也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，則p大氣>p水銀，故管內(nèi)外水銀面高度差會(huì)變小。
2. 如圖所示是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下完成的托里拆利實(shí)驗(yàn)，原來(lái)玻璃管豎直，后來(lái)讓玻璃管傾斜，水銀充滿(mǎn)全管。
下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A. 玻璃管傾斜后，水銀對(duì)玻璃管上端有壓強(qiáng)B. 外界大氣壓強(qiáng)等于76 cm 高水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)C. 玻璃管豎直時(shí)，上端無(wú)水銀的部分肯定是真空D. 玻璃管傾斜后，若不慎將上端碰出一小孔，則水銀會(huì)向上噴出
1. 氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系 一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，體積減小，它的壓強(qiáng)就增大；體積增大，它的壓強(qiáng)就減小。2. 大氣壓的應(yīng)用 吸盤(pán)掛鉤、用吸管吸飲料、鋼筆吸墨水、活塞式抽水機(jī)、離心式水泵等。
3. 活塞式抽水機(jī)活塞式抽水機(jī)是利用大氣壓工作的，它能抽水的最大高度不超過(guò)10 m。圖4 所示為活塞式抽水機(jī)的工作過(guò)程。
4. 離心式水泵離心式水泵是利用大氣壓工作的，使用前先向泵殼中灌滿(mǎn)水的目的是排出泵殼內(nèi)的空氣，工作時(shí)使泵殼內(nèi)壓強(qiáng)小于外面的大氣壓，水在大氣壓的作用下進(jìn)入泵殼。
延伸拓展標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，大氣壓只能支持10.336 m高的水柱，活塞式抽水機(jī)密封性能不是很好，提水高度一般只能7 ～ 8 m；離心式水泵實(shí)際揚(yáng)程=汲水揚(yáng)程+壓水揚(yáng)程，其中汲水揚(yáng)程受大氣壓的影響。
[中考·錦州]某制藥廠在制藥時(shí)，為了從藥液中提取抗菌素粉劑，采用加熱的方法使水沸騰除去水分，但要求藥液的溫度必須保持不超過(guò)80 ℃，下列方法可行的是( )A. 用微火加熱使其沸騰 B. 縮短加熱時(shí)間C. 降低容器內(nèi)的氣壓，使藥液的沸點(diǎn)低于80 ℃D. 增大容器內(nèi)的氣壓，使藥液的沸點(diǎn)低于80 ℃
解題秘方：根據(jù)沸點(diǎn)的影響因素分析判斷。
解析：標(biāo)準(zhǔn)氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ℃，求藥液在不超過(guò)80 ℃的溫度下沸騰，只有減小液面上的氣壓，使水的沸點(diǎn)降低。
3. 如圖所示，將燒瓶?jī)?nèi)的水加熱至沸騰后移去火焰，水會(huì)停止沸騰，迅速塞上瓶塞把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，燒瓶?jī)?nèi)的水又沸騰起來(lái)，在瓶底被澆冷水后，忽略瓶?jī)?nèi)水的體積變化，燒瓶?jī)?nèi)水的沸點(diǎn)______(填“升高”“不變”或“降低”)。
大氣壓強(qiáng)的變化(拓展閱讀)
1. 大氣壓隨高度的升高而減小(1)在海拔2 000 m 以?xún)?nèi)，大約每升高12 m，大氣壓減小133 Pa。(2)海平面附近，大氣壓約等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。2. 一般晴天比陰天氣壓高，冬天比夏天氣壓高。
3. 沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系一切液體的沸點(diǎn)都隨氣壓減小而降低，隨氣壓增大而升高。
誤區(qū)警示由于液體的沸點(diǎn)與液面上方的氣壓有關(guān),因此，描述液體的沸點(diǎn)時(shí)，應(yīng)指明是否是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下。
關(guān)于大氣壓的變化，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A. 一般晴天的氣壓比陰天高B. 大氣壓隨高度的增大而均勻減小C. 海拔3 000 m 以?xún)?nèi)，每升高10 m 大氣壓降低約100 PaD. 通常冬天的氣壓比夏天高
解題秘方：根據(jù)大氣壓的變化規(guī)律分析解答。
解析：一般晴天的氣壓比陰天高，冬天的氣壓比夏天高，故A、D 正確；隨著高度的增加，空氣密度變小，大氣壓減??；在海拔3 000 m 以?xún)?nèi)，每升高10 m，大氣壓降低約100P a ；超過(guò)3000 m，大氣壓不再均勻變化，故B 錯(cuò)誤，C 正確。
4. 有關(guān)大氣壓的變化，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A. 大氣壓的數(shù)值在不同的地方一般不同B. 大氣壓的數(shù)值跟天氣有密切關(guān)系C. 離海平面越高，大氣壓的數(shù)值越小D. 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于76 c m 水銀柱
易錯(cuò)點(diǎn) 不理解活塞式抽水機(jī)的工作原理例5 [教材改編題]如圖5 所示，當(dāng)將活塞式抽水機(jī)的C桿向下壓時(shí)，A、B閥門(mén)的狀態(tài)是( )A. A、B閥門(mén)均打開(kāi)B. A、B閥門(mén)均閉合C. A閥門(mén)打開(kāi)，B閥門(mén)閉合D. A閥門(mén)閉合，B閥門(mén)打開(kāi)
思路導(dǎo)引：使用時(shí)，將C 桿向下壓、活塞向上提，閥門(mén)A受到大氣壓的作用而關(guān)閉，活塞的下面空氣稀薄，氣壓小于外界大氣壓，低處的水受到大氣壓的作用推開(kāi)閥門(mén)B進(jìn)入缸筒；
在溫度不變的條件下，一定質(zhì)量的氣體，體積減小壓強(qiáng)增大，體積增大壓強(qiáng)減小。
C 桿向上提，活塞向下壓，閥門(mén)B在其上方水的壓力的作用下關(guān)閉，閥門(mén)A被水頂開(kāi)，水進(jìn)入活塞上方；再將C 桿向下壓，活塞向上提，閥門(mén)A在其上方水的壓力作用下關(guān)閉，水從出水管流出，同時(shí)，低處的水在大氣壓作用下推開(kāi)閥門(mén)B進(jìn)入缸筒。
診誤區(qū)：兩閥門(mén)都是單向閥門(mén)，均只能向上打開(kāi)；A 是被缸筒中的水頂開(kāi)，只能發(fā)生在活塞向下壓時(shí)；B 是被其下方的水頂開(kāi)，只能發(fā)生在活塞向上提時(shí)。

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第四節(jié) 大氣壓強(qiáng)

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