52023年秋初二科学讲义5大气压及相关计算教师版

5大气压强及相关计算一、大气层1．大气的存在概念理解：包围地球的空气层就叫_大气层_，由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等组成，主要集中在地表以上_1000_千米左右的高度内。大气作用：(1)保护地球；(2)保温作用；(3)是人类不可缺少的资源；(4)大气中的水蒸气是形成云的重要条件；(5)为飞机的飞行、鸟类的飞翔等提供了重要的物质条件。大气的温度：大气温度随高度的升高而_变化；大气温度的变化范围约在－84～2500℃之间。在85千米以上，大气的温度呈逐渐上升趋势；在0～12千米、55～85千米之间气温随高度的增加而_降低_；在12～55千米之间，气温随着高度的增加而_升高_。3．大气的分层分层依据：大气温度在_垂直_方向上的变化。大气分层：根据大气的温度、密度和物质组成等特点，把大气层分为五层，即_对流层_、平流层_、中间层、_暖层/电离层_和_外层/散逸层_，各层的温度随高度上升的变化分别是下降_、升高_、下降_、升高_、升高。4．对流层对流层的厚度：对流层在两极地区的厚度约为_8_千米，到赤道则增大到_17～18_千米。其他12千米_对流_运动;B.各种复杂的天气现象（如云、雨、雪、雷电等）都发生在对流层对流层集中了地球3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质C.对流层的厚度不均匀，表现在两极厚度小，赤道厚度大对流运动规律：热空气上升_，冷空气下沉_。拓展：(1)对流层——气温垂直递减率为0.6℃/100米；(2)平流层——_臭氧_集中层，能大量吸收太阳_紫外线_，使气温随高度增加而迅速上升_；(3)中间层——陨石在此燃尽（也有对流现象）；(4)暖层——电离层，气温高达_1000_℃以上，反射电磁波信号；(5)外层——空气稀薄，在1000千米以上的高度，大气密度非常小，到距地表5000千米处接近真空。二、大气压（1）、大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强a.用纸片将盛满水的杯子严密盖住，可倒置提在空中，水不会流出来，d.自来水笔吸墨水；e.吸管吸饮料，吸尘器除尘f.用吊瓶向静脉注射药物时，要在药水瓶的橡皮塞上再插进一个针头（2）、马德堡半球实验证明——1）大气压强的存在2）大气压强是很大的（1）、标准大气压P=1.01×105Pa（在海平面的大气压）即760mm水银柱（2）、大气压的大小常用空盒气压计或水银气压计进行测量（3）、大气压的大小跟大气的密度直接相关，离地面越高的地方，大气压就越小；（4）、人体内也有压强，它抗衡着体外的大气压。3.流速与压强的关系气体（液体）的压强会随流速的增大而减少（1）当火车高速行驶时，人不能离铁轨太近，原因是：流速大，压强小，离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强，会被大气压向铁轨处，非常危险。（2）两船平行行驶时，要保持一定的距离（3）把乒乓球放在漏斗里，对着漏斗吹气，乒乓球不会掉下来（4）飞机飞行时，其机翼上侧的气流速度比下侧快，所以机翼上侧的气压比下侧小。（1）、在同一高度，不同区域的大气压不一定相同；在同一高度，同一区域，不同时间的大气压不一定相同；（2）、在相同高度上，气压高的区域叫高压区，气压低的区域叫低压区，（3）、高压区：地面气压高，密度大，气体向四周扩散，高空气体下沉补充，气体气温升高，水汽消散天气晴朗，空气干燥；低压区：地面气压低，密度小，气体向上方扩散，气体温度降低，容易凝结成云雨，多为阴雨天气，天空多云。（1）、高原反应（2）、拔火罐原理（3）、飞机在高空飞行时，机舱内必须进行增压（4）、宇航员在太空行走时必须穿上加压的宇航服（1）、气压增大时，液体沸点升高，（2）、气压减小时，液体沸点降低，应用：在高山上，气压降低，沸点降低。煮饭要用高压锅（1）、真空压缩保存袋（2）、吸尘器：利用大气压工作的一种清洁工具三、大气压计算相关题型1.高压锅相关计算利用对高压锅减压阀的受力平衡公式来计算大气压P大气压×减压阀出气孔面积+减压阀重力=P高压锅内气压×减压阀出气孔面积P气×S+G=P锅内×S2.吸盘相关计算利用对吸盘的受力平衡公式来计算大气压P大气压×吸盘面积=吸盘重力/吸盘及挂重总重力P气×S=G3.针筒相关计算利用针筒左右压力平衡公式来计算大气压P大气压×针筒面积=活塞拉力（考虑活塞与针筒摩擦力的时候，根据活塞运动情况，增加反向的摩擦力）P气×S=F4.实验相关题型四、典型例题（一）考点：大气层【例1】（2022建功期中）2020年12月17日，经过23天的太空之旅，嫦娥五号返回器携带2千克月壤样品成功从月球返回地球。航天器进入地球大气层后速度极大，与大气剧烈摩擦产生大量热量，以下关于地球大气层的说法不正确的是()A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层B.随着高度的上升，大气逐渐变得稀薄C.大气温度在垂直方向上的变化，是大气层分层的主要依据D.返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层【答案】D【例2】（2022绍初期中）小捷暑假乘飞机旅行，起飞时天阴沉沉的，下着蒙蒙细雨。起飞一段时间后，突然窗外阳光明媚，天碧蓝碧蓝的，白云竟都在他的脚下，看上去像无际的雪原。下列小明对这些现象作出的分析中错误的是()A.“天阴沉沉的，下着蒙蒙细雨”描述的是当时的气候特征B.飞机起飞的原理是利用“流体压强与流速关系”的原理C.地面阴雨绵绵，高空却阳光灿烂，这是因为飞机进入了平流层D.云、雨、雪等天气现象都发生在对流层【答案】A【例3】（2023·浙江期中）下列不是地球大气层的功能的是（）A．为人类提供资源 B．对地球有恒温保温的作用C．为生物提供氧气 D．为植物光合作用提供能量【答案】D【例4】（2022建功单元）读气温的垂直分布图，完成下列问题：(1)在ABCD四层中,C为_________;D为_________.(2)用图中字母填空：天气现象发生在_________，臭氧主要集中在_________与人类生活关系最密切的是_________，有利于高空飞行的_________航天飞船活动的主要空间是_________(3)D中气温随高度增加而降低，说明了__________(填字母)【答案】平流层对流层DCDCAC（二）考点：大气压【例1】（2022建功单元）先在烧瓶中装满沸水，再倒掉沸水，然后在烧瓶口放入去壳的鹌鹑蛋(不留缝隙)，如图所示，将烧瓶口向右或向左或向下，发现鹌鹑蛋一直向烧瓶底部运动。对整个探究活动的分析正确的是()A.探究问题：大气压强有多大B.探究假设：大气向各个方向都有压强C.探究目的：研究大气的压强与热水温度的关系D.探究结论：大气各个方向压强都相等【答案】B【例2】（2022建功单元）2016年7月1日起，全省二级以上医院(除儿童医院)全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物：如图是医院为病人输液部分装置，图中A为输液瓶，B为滴壶，C为透气管与大气相通，则在输液过程中(瓶A中尚有液体)，下列说法正确的是()①瓶A中液面下降，但A中上方气体的压强不变；②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大：③在瓶中药液输完以前，滴壶B中的气体压强保持不变；④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小；A.①③

B.②③

C.①④

D.②④【答案】B【例3】（2022建功单元）下列关于气压、高度、气温三者关系的叙述，正确的是()①气压随高度增加而减小

②在对流层，气温随高度增加而降低③在同一高度上气温高气压低

④气体的流速越大，气压越大⑤空气总是由低压的地方流向高压的地方A.①②③

B.②④⑤

C.①③⑤

D.①②④【答案】A【例4】（2022建功单元）如图所示是工厂房顶安装的无动力风帽，其凸起的球状体为涡轮，在自然风的推动下，快速旋转，能有效将室内气体向外抽出的通风设施。下列与它工作原理相同的是()A.

覆杯实验B.

吸盘挂钩C.

真空压缩袋D.

飘出的窗帘【答案】D【例5】（2022建功单元）小明将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风，在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于如图所示的位置。你认为下列说法合理的是()A.此实验原理与高压锅工作原理相同B.三个通道的左端口处，C处压强最小C.增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显D.若通道变宽，乒乓球向左移动更明显【答案】C【例6】（2022建功单元）如图所示是测量大气压强的实验装置，此时管内外水银液面高度差为760mm，下列对此实验的描述正确的是()

A.如果管中进了些空气，管内外水银面的高度差将大于760mmB.将它从山下移到山上，管内外水银面的高度差将变大C.如果不小心管顶部破了个洞，管中的水银将从上面喷出D.将玻璃管稍微倾斜一些，管内水银柱的长度将变大【答案】D【例7】（2022绍初期中）如图是小捷自制的盛水容器的示意图，容器口的橡皮塞中插有一根两端开口的玻璃管，橡皮塞与玻璃管之间、橡皮塞与容器口之间都是密闭的，玻璃管内的水面恰好与下端管口相平。打开阀门K，接一杯水后，关闭阀门，此时玻璃管的下端仍在水中。对此说法正确的是()A.接水后与接水前相比较，玻璃管外的水面上升B.接水后与接水前相比较，玻璃管口的水面上升C.接水过程中，容器底内表面a点的压强减少D.接水过程中，容器内的水中出现了气泡【答案】D（三）考点：大气压相关计算【例1】（2022绍初期中）家庭常用的高压锅(图甲)与普通锅主要不同之处在于它的密封性好，图乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压相等(外界大气压为1.0×105(Pa)。当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图乙未画出。设锅内气压每增加5×10³Pa,水的沸点相应增加1℃。此高压锅限压阀的质量为100g,气孔2的面积为10mm²，则锅内的最高温度可达到多少？(2)经商品质量检验部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×10⁵Pa，要使此高压锅能继续安全使用，应配一个质量为多大的限压阀?【答案】(1)120℃(2)80g【例2】（2022浙江专题）小科想测量大气压的大小，实验过程如图所示。（1）将吸盘紧压在厚玻璃板上，往小桶里慢慢加沙，直到吸盘被拉下来为止，如图甲所示。把吸盘和装有沙的小桶放在天平上称量，横梁恢复平衡时。右盘砝码与游码位置如图乙所示，则桶和沙的总质量m=_______克。（2）如图丙，用刻度尺测出吸盘的直径D=_________毫米。（3）根据上面的测量，写出大气压的表达式：p=，（用m、D、g、等字母表示）（4）实验中，小科正确使用了测量仪器，且读数正确，但他发观测量结果总是偏小，其主要原因是。【答案】56.215.0吸盘中的空气没有完全被挤出/未称量吸盘质量【例3】（2022建功期中）如图是小明利用V=2ml的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。(1)利用刻度尺测量出__________的长度L为10cm，即可算出活塞横截面积为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，再水平向右缓慢拉动注射器筒，当__________时，记下弹簧测力计的示数F=2.1N，据此可测得大气压值p=__________Pa。(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦，小明继续拉动一小段距离后，慢慢退回注射器筒。在活塞刚要到针筒内底部时弹簧测力计示数为F’，则摩擦力f=__________，大气压值P=__________(用F、F’、V、L表示)【答案】注射器带刻度部分活塞刚好被拉离底部/活塞刚好开始相对针筒滑动时105000(FF’)/2(F+F’)L/2V五、学力训练A组夯实基础1.（2022台州期末）2021年6月17日，神舟12号载人飞船成功发射，中国人首次进入自己的空间站。在飞船顺利升空过程中，下列说法不正确的是（）A．必须穿过对流层、平流层 B．周围大气密度一直在变小C．周围环境温度一直在降低 D．周围大气压强一直在变小【答案】C2.（2023·湖州中考）2023年5月28日，中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是（）

A.

B．C．D．A对着漏斗嘴向下吹气，乒乓球不掉下来

B

用吸管吸牛奶，牛奶盒发生形变C加热空气后，热气球不断上升

D

覆杯实验中松手后，硬纸片不会掉下【答案】A3.（2022建功单元）小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起，用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气，发现塑料杯被吹出，如图，有人认为这是因为“上杯口流速大、压强小”使杯子飞出，也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释，下列方案最不可行的是()A.上面的塑料杯底开一个孔，再次重复实验，观察杯子情况B.将下面的塑料杯的底剪去，再次重复实验，观察杯子情况C.将两塑料杯的底都剪去，再次重复实验，观察杯子情况D.将上面塑料杯的杯口剪去，使其低于下面塑料杯的杯口，再次重复实验，观察杯子情况【答案】C4.（2022建功期中）小明利用废旧饮料瓶制作了如下图装置来模拟风的形成，将其放置在无风的环境中，先点燃大瓶内蜡烛，再点燃小瓶瓶口附近的线香。图中C点线香烟雾的飘动方向为(）A.向上

B.向下

C.向左

D.向右【答案】C5.（2023浙江一模）如图所示，某同学将挂有重物的吸盘用力按压在竖直的玻璃板上，再将该玻璃板放置在密闭的玻璃钟罩内，不断抽出钟罩内的空气，一段时间后吸盘滑下。下列是对“抽气后吸盘滑下”原因的解释：①玻璃板受到吸盘的压力减小；②吸盘受到玻璃板的摩擦力减小；③钟罩内气体被抽出，气压减小；④当吸盘受到的摩擦力小于其自身重力与所挂重物重力之和时，开始下滑。该解释的合理顺序是（）

A．②①④③ B．③①②④ C．④③①② D．③②①④【答案】BB组强化提高1.（2023浙江期中）下列现象中与大气压无关的是（）A．山下带的密封食品包装袋到山顶会鼓起来B．用注射器注射药液C．用吸管吸饮料盒中的牛奶D．瓷砖表面的“吸盘式”挂钩，是利用大气压将吸盘紧压在瓷砖表面【答案】B2.（2022浙江期中）用锅煮鸡蛋，水沸腾后，为使鸡蛋快速煮熟，将一大碗倒扣在鸡蛋上方（图甲），熄火后过一会儿，发现碗外面的水几乎全跑到碗里去了（图乙）。下列现象中，与碗外的水进入碗内的原因相同的是（）A．用螺丝钉拧紧的挂钩可以悬挂重物B．用手握紧瓶子，瓶子不会掉下来C．使用高压锅炖汤，汤熟得更快D．装热水的杯子拧紧，冷却后却盖得更紧了【答案】D3.（2022建功期中）中国南极泰山站采用轻质材料装配而成，为了避免被南极强横风吹得移位，其独特的支架悬空形状发挥了作用。泰山站的悬空形状接近于下图中的()【答案】A4.（2022绍初期中）下列都是《科学》课本中的活动，下列分析正确的是()A.在如图位置加热，对流管内液体会沿顺时针方向循环流动B.当用注射器向烧瓶内充气时，正在沸腾的液体停止沸腾C.通过纸飞机实验，可知风向是风向标箭尾所指的方向D.用力将注射器的活塞向右推送气体，“潜水艇”做下沉运动【答案】B5.（2023浙江期中）将平底装满水的瓶子倒放在水槽里，如图所示，如果瓶底破了个小孔，则瓶里的水会（）A．从小孔流出B．水既不从小孔流出，也不下降到水槽中C．水槽中水面下降D．水流入水槽，直至瓶内外水面相平【答案】D6.（2022建功单元）如图所示.甲、乙容器中分别盛有水和酒精，当在A处沿水平方向快速吹气时，会发现B、C管中的液体高度上升，设B管内水柱产生的压强为P1,C管内器精产生的压强为P2则p1____p2,h₁_____h₂(选域“>”“=”或“<”)

.【答案】=<7.（2022建功单元）浸水后按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用最大刻度值是5N的弹簧测力计测量大气压力(如图所示)，然后计算大气压强，若大气压强为1.01×10⁵Pa，则吸盘受到的大气压力是__________.浸水的目的是_____________________小明发现不能用这个测力计完成测量，其原因是____________________【答案】101N排尽吸盘中的空气超出测力计量程8.（2022建功单元）某科学实验小组利用注射器、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)小明不能采用__________(填“甲”、“乙”)图的装置来测气体压强、其原因是__________(2)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，这样做的目的是__________(3)如图1.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上后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为40N.如图2，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后，计算活塞的横截面积为__________(4)同学们发现实验误差偏大，请分析，该实验过程中导致误差的原因__________(5)针对以上实验带来的误差，小明对该实验进行了改进：他采用了图3装置一将注射器固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞烧杯相连，向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯与水的总质量为4.4kg的烧杯中向外缓慢抽水，当抽出2.2kg水时，活塞又开始向右滑动，见活塞与注射器筒之间的摩擦力为__________N，所测大气压的值应为__________Pa【答案】乙活塞重量会影响测量准确度排尽空气，保证密封3.3平方厘米活塞与针筒有摩擦力11N1000009.（2022建功期中）美国东面是大西洋，西面是太平洋，每年都会受到龙卷风的袭击，造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时，室外的气压急剧下降到

9×104pa,

当时门窗紧闭，室内气压约为

1×105pa。(1)为什么龙卷风发生时，室外的气压会急剧下降?(２)若水平屋顶的面积为１００㎡，试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小并判断方向。【答案】当龙卷风发生时,室外空气的流速大,压强小(2)当龙卷风来临时,室内、外的压强差p=100kPa一90kPa=10000Pa，则室内、外的压力差F=pS=10000PaX100m=1X106N，方向由下向上10.（2022建功单元）开发和生产某种产品，应进行相应的科学研究。如研制压力锅，就应研究气压跟温度的关系。其研究结果用图像表示如下。现有一直径为24cm的压力锅，其限压阀由内阀和外套组成，测得限压阀的整体质量为125.6g，压力锅排气孔的直径为4mm。(1)烹调较嫩或易熟的菜时，宜采用__________方式(选择“低压烹饪”或“高压烹饪”，下同)：烹调肉类食品，宜采用__________的方式。(2)用高压锅煮粥，熄火后用冷水将锅冷却(即粥无法从锅体吸热)，拿去限压阀后打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾，而普通铝锅却看不到这样的现象。对此，下列说法正确的是()A.熄灭时，锅内温度降到100℃以下，但由于打开锅盖后气压降低，所以重新沸腾B.熄灭后，锅内温度仍高于100℃，即使不冷却、不拿去限压阀，粥还在沸腾C.熄灭后，锅内温度仍高于100℃，打开锅盖后锅内气压比原来低，所以重新沸腾D.粥的流动性差，不易降温，熄灭后即使不拿去限压阀，粥也要沸腾较长时间(3)当压力锅烧煮食物时限压阀排气，锅内最高温度大约能达到多少?(当时的大气压为100kPa)(4)经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗?若不能，应该再配备一个质量为多大的限压阀?【答案】C组瞄准中考1.（2022浙江专题）小乐将轻质塑料挂钩（质量不计）的吸盘压在玻璃餐桌的下表面，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为，同时将盛水塑料桶挂到挂钩上，如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶（）（设大气压为）A．10N B．50N C．100N D．1000N【答案】C2.（2022建功期中）如图所示，倒置的玻璃瓶内装有水、瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平、且水平端加接口段更细的硬管住为喷嘴，水从喷嘴射出，在瓶中水而降到A处以前的一段时间内()气压其始终等于大气压强 B.瓶内B处的压强越来越小C.从喷嘴射出的水流速度越来越小

D.从喷嘴射出的水流速度不变【答案】D3.（2022绍初期中）在测量大气压的实验中，为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响，小捷同学采用了图示装置，将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，活塞通过水平细线与烧杯相连，向烧杯中缓慢加水，当活塞刚开始向左滑动时，测得杯中水的质量为880g；然后向外缓慢抽水，当活塞刚开始向右滑动时，测得杯中水的质量为460g，烧杯质量为100g,活塞面积为7×10⁻⁵m²,轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压的值应为()A.1.26×10⁵PaB.1.10×10⁵PaC.1.01×10⁵PaD.0.96×10⁵Pa【答案】B4.（2022建功单元）科学中把具有流动性的液体和气体统称为流体.当流体处于流动状态时，其内部各处的压强有什么规律呢?小李同学将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上，当