人教版八年级下册第九章 压强9.3 大气压强导学案及答案

这是一份人教版八年级下册第九章 压强9.3 大气压强导学案及答案，共12页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，做一做，想一想，实验现象，想想议议等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
1. 通过观察、实验，检验大气压强的存在。能通过实例说出大气压在生产、生活中的应用。
2. 能简单描述托里拆利实验，能说出标准大气压的数量级，能说出大气压随高度变化的规律。
3. 能说出液体沸点跟气压的关系。
4. 了解活塞式抽水机的工作过程和原理。
【学习重点】
大气压强的存在。
【学习难点】
1. 大气压强的存在。
2. 大气压的测量。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1.大气压：因为空气有重力，所以对浸没在它里面的物体有压强。因为空气具有流动性，所以空气像液体一样，向各个方向都有压强。把大气对浸入其中的物体产生的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。
2. 最早证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验，最早测出大气压强值的实验是托里拆利实验。1标准大气压等于1.013×105pa。
3.大气压随海拔高度的增加而减小；水的沸点随着大气压的增大而升高。
【合作探究】
探究一、大气压的存在
【想一想】地球被大气层笼罩着，我们就生活在大气海洋的底部，大气是否对我们也产生压强？
【做一做，想一想】“覆杯实验”。
(1)将硬纸片平放在平口玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，看到什么现象？
(2)将塑料杯装满水,仍用硬纸片盖住杯口，用手按住，并倒置过来，放手后看到什么现象？
(3)再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看什么现象？
【实验现象】在实验（1）中硬纸片会落下；在实验（2）中，硬纸片不会落下来；在实验（3）中，硬纸片不会落下（均选填“会”或“不会”）。
【分析】硬纸片受重力作用，且受水向下的压力作用，没有下落，一定会受到向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气，证明大气存在压强。把杯口向各个方向转一圈，硬纸片不会落下，表明空气和液体一样，向各个方向都有压强。

1．大气压强
①定义：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强。简称为大气压或气压。
②产生原因：空气受重力作用且具有流动性。
2. 大气压强的存在
①最著名的证明大气压存在实验是马德堡半球实验。
②生活中证明大气压存在的现象
甲 什么力把塑料吸盘压在光滑的墙上
乙 什么力使悬空塑料管里的水不会流出来
丙 什么力使饮料
上升到嘴里
【想想议议】①图甲中，如果把塑料吸盘戳个小孔，吸盘还能贴在光滑的墙面上吗？
②图乙中，如果把悬空倒置的塑料管的上端跟大气相通，水还能留在管中吗？
③图丙中，如果把杯口密封起来，使空气不能进入杯内，我们还能吸到饮料吗？
【分析】在甲图中空气通过小孔进入吸盘和光滑的墙面之间，内外压强相等，吸盘便不能贴在光滑的墙面上。
图乙中，如果把悬空倒置的塑料管的上端跟大气相通，上、下大气压强相等，水就不能留在管中。
图丙中，如果把杯口密封起来，使空气不能进入杯内，我们便无法不断地吸到饮料。
这些实验证明，大气压强确实是存在的。
【想一想】大气压在我们周围时刻存在着，我们为什么感受不到？
平时感觉不到大气压存在的原因：大气压在我们周围时时存在，我们却没感觉到，是因为人身体内外空气相通，身体部位内外所受大气压强相同，身体部位内外所受大气压力相互平衡。
探究二、大气压的测量
1. 托里拆利实验
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。
1. 托里拆利实验：
（1）实验器材：长约1m一端封闭的玻璃管、 水银、水银槽 、刻度尺.
（2）实验步骤：
①在长度大约1米、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。
②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。

（3）实验现象：管内水银面下降到一定高度停止下降；改变管子倾斜度，其高度不变。
（4）实验结论：
大气压能够支持760mm高的水银柱，即大气压等于760mm水银柱产生的压强。
大气压强的值：P0＝P水银柱＝ρ水银g h＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m＝1.013×105Pa。
2. 标准大气压
把760mm高水银柱产生的压强叫做标准大气压。1标准大气压＝1.013×105Pa。在粗略计算中，1标准大气压可以取1×105Pa。
3. 托里拆利实验拓展
【想想议议】
①为什么管子倒转时，管内水银面会下降？ 回答：水银受到重力的作用。
②为什么下降到一定程度后又不继续下降？ 回答：被大气压支持住了。
③管子倾斜水银柱竖直高度是否发生变化？ 回答：水银长度增大，但竖直高度不变。
④管子直径加粗，管中水银柱高度怎样变化？ 回答：不变化。因为水银柱的压强只与竖直高度有关，与玻璃管的粗细无关。
⑤若玻璃管内混有少量空气，会影响水银柱的高度吗？回答：水银柱的高度会偏小，即测量的结果比实际大气压小。
⑥现在将玻璃管稍稍上提或将玻璃管稍稍往下压些，观察水银柱的高度是否变化？回答：不变的。
⑦托里拆利实验为什么不用水做？回答：因为1标准大气压能支持水柱约为10.3m高，不方便。
【例题1】如图所示，在一个标准大气压下，用1m长玻璃管做托里拆利实验，操作正确。假定移动玻璃管的过程均不漏气，请描述如下情况中玻璃管内水银柱的变化情况：

①此时玻璃管中水银柱高度为________mm。
②将玻璃管倾斜放置，水银柱的高度将_____，长度将_______。
③将玻璃管向上提升一点，水银柱的高度将_______。
④若用水来代替水银做实验，水________（选填“会”或“不会”）充满玻璃管。
【答案】①760；②不变，变长；③不变；④会。
【解析】在托里拆利实验中，管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，玻璃管水银上方是真空，所以玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。
①把760mm高水银柱产生的压强叫做1标准大气压。
②当把玻璃管倾斜时，大气压不变，水银柱产生的压强不变，故水银柱的高度不变，但是长度变长。
③将玻璃管向上提升一点，因为水银柱的压强始终等于大气压，所以管内封闭水银柱高度不变，仍为760mm。
④如果用水来代替水银做实验，则水的高度可达10.3m，所以会充满玻璃管。
4. 气压计
（1）测量大气压的仪器叫做气压计。
（2）气压计的种类：水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）。
①水银气压计
在托里拆利实验中，如果在玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时的大气压了。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。
水银气压计 金属盒气压计 自制气压计
②金属盒气压计
其主要部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒盖中央相连的弹簧片。盒的表面是波纹状的，大气压变化时，盒的厚度及弹簧片的弯曲程度随着变化，传动装置将这种变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。
（3）自制气压计
取一个瓶子，装入适量带色的水，再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。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。
根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小。当外界大气压强降低时，水柱高度变大。
5. 大气压的变化
【做一做】拿着自制气压计从一楼到五楼，记录并观察玻璃管内水柱的高度（即管内与瓶内水面的高度差）。
实验现象：随着高度的增加，管内水柱高度变大。
实验表明：大气压随高度的增加而减小。
（1）大气压与高度的关系：海拔越高，大气压越小；海拔越低，大气压越大。
在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压大约减小100Pa。如图所示，珠穆朗玛峰峰顶的大气压约32000pa。

（2）其它因素对大气压的影响（如天气、温度、体积等）：
①天气：通常晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高。
②温度：当质量和体积不变时，气体温度越高，气压越大。
③体积：当质量和温度一定时，体积越小，气压越大。
（3）水的沸点与大气压的关系
大气压增大时水的沸点升高，气压减小时水的沸点降低。1标准大气下，水的沸点是100 ℃。大气压低于1标准大气压时，水的沸点低于100℃。
（4）水的沸点与海拔高度的关系：
因为海拔越高，大气压越低；气压越低，水的沸点越低；所以海拔高度越高，水的沸点越低。在青藏高原有的地方，水的沸点不到80℃，做饭时会出现水已沸腾，但饭或菜煮不熟的情况。可以用高压锅做饭增大水的沸点。
6. 活塞式抽水机
活塞式抽水机是利用大气压工作的。活塞式抽水机由圆筒、活塞、出水管、两个单向阀门A、B等组成，通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来，最大抽水高度达10米。
甲 乙 丙
甲：提起活塞时，A阀门关闭，大气压将阀门B压开，水进入机内。
乙：压下活塞时，B阀门关闭，A阀门打开，水从A上至活塞上。
丙：再次重复之后，水位上升至出水管，水从出水管流出。
【例题3】如图所示，是小强同学自制的气压计，把它放在水平桌面上，当外界大气压减小时，下列说法正确的是（ ）
A. 细管内液柱高度上升 B. 细管内液柱高度不变
C. 细管内液柱高度下降 D. 瓶子对桌面的压力减小

【答案】A。
【解析】当外界大气压减小时，瓶内压强大于大气压，因此细管内液柱高度会上升；由于物体的质量不随气压的改变而改变，因此瓶子对桌面的压力不变。所以选A。
【例题4】在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80 ℃的温度下提取，应采取的方法是（ ）
A. 增大容器内的气压，使水的沸点低于80 ℃
B. 降低容器内的气压，使水的沸点降低
C. 缩短加热沸腾的时间
D. 用微火加热使其沸腾
【答案】B。
【解析】A. 增加容器内气压，水的沸点会升高，高于80℃，该方法错误；
B. 降低容器内气压，水的沸点也会降低，可以低于80℃，此方法可行；
C. 如果不降低气压，即使缩短加热沸腾时间，水的温度仍为100℃，方法不可行；
D. 若不降低气压，即使用微火加热，水的沸腾温度仍为100℃，方法不可行．
【精讲点拨】
1. 在解释与大气压有关的现象中，要把握住要点：一切吸液体（或气体）的过程都是靠管内外气体的压强差将液体“压入”的过程。
2．除托里拆利实验外，还可以根据p= eq \f(F,S) 原理粗略测量大气压。用到的器材有：弹簧测力计、吸盘、玻璃板、刻度尺等。将吸盘紧贴玻璃板，挤压吸盘，用弹簧测力计拉住吸盘，缓慢向上拉，至吸盘脱离板面时，记录弹簧测力计的示数F；测量并计算出吸盘与玻璃板的接触面积S；算出大气压强p= eq \f(F,S) 。（该实验误差大）

3. 大气压随高度的变化而变化，大气压是由于大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，上面的大气层越薄，空气的密度也越小，那里的大气压强越小。
4．一切液体的沸点都是气压增大时升高，气压减小时降低。 通常说的沸点，都是指在1标准大气压下。例如说水的沸点是100 摄氏度，必须强调是在1 标准大气压下。
【归纳整理】
大气压
的测量
①托里拆利实验：首次测量出大气压的大小。
②实验原理：大气压支持着玻璃管内的水银柱，
则大气压等于水银柱产生的压强.
③测量仪器：水银气压计（最精确）、
无液气压计、自制气压计等。
④标准大气压值：通常把760mm水银柱产生的压强叫做
标准大气压，大小p0=1.013×105Pa
⑤海拔高度越高，气压越低，水的沸点越低。
大气压的应用：吸管，真空吸盘，活塞式抽水机等。
大气压强
①大气对浸入其中的物体产生的压强叫做大气压强。
②产生原因：空气受重力，且具有流动性。
③有关现象：马德堡半球实验、覆杯实验、吸盘等。

大气压强的存在

【课堂练习】
1．下列现象不是利用大气压的是（ ）
A. 活塞式抽水机 B. 盆景自动供水装置 C.茶壶 D.吸饮料
【答案】C.
【解析】A．抽水机工作时，内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下将水压入抽水机内，进而实现把水从低处压到高处的目的，故A不合题意；
B．盆景自动给水装置上端不开口，是利用大气压来工作的，故B不合题意；
C．茶壶壶盖上有小孔，壶嘴上端有口，底部相连通，是连通器，故C符合题意；
D．用吸管吸饮料时，吸出管中的部分空气，使吸管内的气压减小，瓶中饮料在大气压的作用下上升进入口中，利用了大气压，故D不合题意。所以选C。
2. 下列事例中没有利用大气压强的是（ ）
A. 用活塞式抽水机将水抽到高处
B. 护士用注射器给病人注射药液
C. 用吸管吸饮料盒中的牛奶
D. 吸盘可以吸在光滑的墙上
【答案】B。
【解析】注射时，护士用力推动活塞，使针筒内药液的压强增大，从而将药液推入病人肌肉中，该过程和大气压无关。其它选项都利用了大气压强。所以选B。
3．大气压随海拔高度的升高而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。如图3所示，小娟同学拿着自制气压计从峨眉山脚的报国寺爬到山上的金顶时，发现玻璃管内水柱的高度h______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】减小；增大。
【解析】高度越大，上方大气层的厚度越小，空气越稀薄。所以高度越大，大气压越小。瓶内的气体是封闭的。向上运动时，外界的气压减小，在里面气体压强的作用下，玻璃管内水柱会上升。
图3 图4

4. 如图4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
【答案】A.
【解析】在托里拆利实验中，管内外水银面的高度差是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度，玻璃管水银上方是真空，所以玻璃管内水银柱的高度由大气压决定。
A．当把玻璃管倾斜时，大气压不变，水银柱产生的压强不变，故水银柱的高度不变，所以管内外水银面的高度差不发生变化，仍为760mm，故A正确；
B．向上提起一段距离，管口未离开水银面，因为水银柱的压强始终等于大气压，所以管内封闭水银柱长度不变，仍为760mm，故B错误；
C．若玻璃管内混入少量空气，空气也会产生压强，所以大气压支持的水银柱高度会降低，测出的大气压值偏小，故C错误；
D．由于大气压随高度的增加而降低，所以将该装置从山脚移到山顶，玻璃管中水银柱的液面将下降，即玻璃管内外水银面高度差变小，故D错误。
所以选A。
5．如图5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
【答案】A。
【解析】A．甲图中水银柱的压强就是大气压强，大气压变大时，管内液面会上升，故A正确；
B．乙图中大气压变小时，由于瓶内气压大于外界大气压，玻璃管内的液面会上升，故B错误；
C．由于气压随高度的升高而减小，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大，故C错误；
D．因为玻璃瓶内外气压不等，乙装置更能大概显示气压随高度变化的情况，不能准确地测量出大气压的值，故D错误。 所以选A。
图5 图6
6. 如图6所示是一种便携式“碘伏棉签”，塑料管内装有碘伏消毒液，它的上端封闭，这样消毒液就不会从下端流出。使用时将封盖掰开，消毒液会自动向下流入药棉中，请解释为什么在使用前消毒液不会流出塑料管，而使用时才会流出？
【答案】使用前，由于大气压的作用，使消毒液不会流出；使用时，打开瓶盖，与外界大气相通，消毒液在重力作用下，向下流入药棉。
7. 右表记录了在不同海拔高度时的气温和气压值，请依据表中的信息回答：
①当海拔高度为8800米时，气压为_______百帕；
②根据相关信息，猜想在海拔为16000米的高度时，气温为______℃；
③当海拔高度在20000米到30000米之间时，气温随海拔高度增加而____，气压随海拔高度增加而_______。
【答案】①316.7；②-56.5；③升高，降低.
【解析】①当海拔高度为8800米时，气压为316.7百帕；
②根据相关信息知道，海拔高度在11000～20000米的范围时，气温为-56.5℃且不变，所以猜想在海拔为16000米的高度时，气温为-56.5℃；
③当海拔高度在20000米到30000米之间时，气温随海拔高度增加而升高，气压随海拔高度增加而降低。
8. 小宁同学利用小注射器（容积为V）、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：

①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，目的是 。
②小明用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚刚开始运动时，记下弹簧测力计的示数F，并用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为L，请用以上已测量或已知量的字母，推导出待测大气压强的表达式为： 。
其他数据均记录在下表中。依照他的数据算出大气压的值为 Pa。
③小明的测量值比标准大气压偏小，造成这一结果的原因可能是 。
【答案】①排尽注射器内空气；②eq \f(FL, V)，9×104Pa；③空气没有排尽.
【解析】①将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气。
②大气压强的表达式为：p大气= eq \f(F,S) = eq \f(F,V/L) = eq \f(FL, V)
注射器可容纳的药水容积为10mL=10cm3，这10cm3的注射器筒的长度为5cm，
故活塞的横截面积为S= eq \f(V,L) = eq \f(10cm3, 5cm) =2cm2=2×10-4m2
可计算出大气压强的值为： p大气= eq \f(F,S) = eq \f(18N, 2×10-4m2)=9×104Pa
③从实验结果看，测量结果小于1标准大气压，造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等。
9. 小杨同学用下列方法粗测大气压的大小：将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在光滑水平板上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力F。
他又测量了吸盘的直径为D，计算出吸盘与桌面的接触面积，算出大气压的大小。请你推导出大气压大小的表示式。

【答案】eq \f(4F, πD2)
【解析】拉力与大气压力是平衡力，大小相等；
大气压强的大小：
p= eq \f(F,S) = eq \f(F, π（D/2）2) = eq \f(4F, πD2)
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？海拔（m）
气温（℃）
气压（百帕）
0
15
1013.3
2000
2.0
795.0
8800
-42.2
316.7
11000
-56.5
226.3
14000
-56.5
141.0
20000
-56.5
54.7
24000
-52.5
29.3
30000
-46.5
11.7
容积V
有刻度部分的长度L
拉力F
大气压强
10mL
5cm
18N