初中八年级物理（五四学制）大气压强知识清单

初中八年级物理（五四学制）大气压强知识清单

一、大气压强的基础认知与核心概念

（一）大气压强的定义与产生原因

1、定义：大气压强，简称大气压或气压，是指大气层中的空气由于受到重力作用且具有流动性，而对浸在其中的物体表面产生的压强。【核心概念】【基础】

2、产生原因：大气有质量，受地球引力作用；大气具有流动性，因此其内部向各个方向都有压强。这与液体内部压强的产生原因类似，是气体压强的基本特性。【重要】

3、大气压的存在：大气压强是客观存在的，虽然我们平时感觉不到，但通过许多实验和生活现象可以证实其存在。

（二）证明大气压存在的经典实验【高频考点】

1、马德堡半球实验：【非常重要】

（1）实验背景：1654年由德国马德堡市市长奥托·冯·格里克完成。

（2）实验过程：将两个直径约30多厘米的空心铜半球密合，抽出球内空气，使球内接近真空。然后用两队马匹向相反方向拉半球，结果用了很大的力气才将半球拉开。

（3）实验结论与意义：有力地证明了大气压强的存在，并且表明大气压强是非常大的。这是历史上第一个公开演示大气压存在的著名实验，给人们留下了深刻印象，推动了大气压研究的进展。

2、覆杯实验：用硬纸片盖住装满水的玻璃杯，倒置后，纸片不会掉下，水也不会流出。这是因为大气压向上托住了纸片。

3、瓶吞鸡蛋实验：将点燃的棉花投入广口瓶内，迅速将剥壳的熟鸡蛋小头朝下堵住瓶口，片刻后，鸡蛋被“吞”入瓶中。这是由于瓶内空气受热膨胀部分逸出，冷却后气压降低，外界大气压将鸡蛋压入瓶中。

4、吸盘挂钩：将塑料吸盘内的空气挤出，吸盘在大气压作用下被紧紧压在光滑墙壁上，可以悬挂物品。

（三）大气压强的大小与测量【核心内容】

1、托里拆利实验：【非常重要】【高频考点】

（1）实验者：意大利科学家托里拆利。

（2）实验装置：长约1米、一端封闭的玻璃管，装满水银，用手指堵住管口，倒立放入水银槽中，然后松开手指。

（3）实验现象：管内水银面下降，当下降到一定高度时，管内外水银面高度差保持约为760毫米。

（4）实验原理：在玻璃管上部形成真空（托里拆利真空）。管外水银面上受到大气压强大小的作用，这个压强支持着管内760毫米高的水银柱。因此，大气压强的值等于管内760毫米高水银柱产生的压强。

（5）实验计算：根据液体压强公式p=ρgh，其中ρ水银=13.6×10³kg/m³，g=9.8N/kg，h=0.76m，计算得：

p大气=ρ水银gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10⁵Pa。

（6）标准大气压：通常把1.013×10⁵Pa的大气压叫做标准大气压。在粗略计算中，标准大气压可以取为1×10⁵Pa。

（7）实验拓展与思考：

【易错点】若玻璃管倾斜，管内水银柱长度增加，但垂直高度（即高度差）保持不变。

【易错点】若玻璃管加粗或变细，管内水银柱高度差不变。

【易错点】若玻璃管顶端破了一个小孔，管内水银柱会下降，直到与水银槽液面相平，因为此时管内外连通，大气压对管内水银面也产生压强。

【易错点】若实验过程中，管内有少量空气残留，则测量值会偏小，因为管内空气也会产生一部分压强。

2、气压计：【基础】

（1）定义：用来测量大气压强的仪器。

（2）常见类型：

水银气压计：根据托里拆利实验原理制成，测量准确，但携带不便，常用于实验室。

无液气压计（金属盒气压计）：主要部分是一个抽成真空的、表面为波纹状的金属盒。大气压变化时，盒的厚度发生变化，通过传动机构带动指针偏转。这种气压计体积小、携带方便，可用于航空、登山等。

（3）气压计的应用：根据气压变化预测天气（气压降低一般预示阴雨天气，气压升高一般预示晴朗天气）；测量高度（海拔越高，气压越低，可制成高度计）。

（四）大气压强与海拔高度的关系【重要】

1、规律：大气压强随着海拔高度的增加而减小。【高频考点】

2、原因：海拔越高，空气越稀薄，空气密度减小，大气层的厚度也变薄，因此大气压降低。

3、变化特点：在海拔3000米以内，大约每升高10米，大气压减小100Pa（粗略值）。但这不是严格均匀变化的。

（五）大气压强与沸点的关系【重要】

1、规律：液体的沸点随液体表面气压的增大而升高，随气压的减小而降低。【高频考点】

2、应用：

（1）高压锅：通过限制锅内蒸汽的排出，提高锅内气压，从而使水的沸点超过100℃，食物更容易煮熟。【热点】

（2）高原地区煮饭：高原地区气压低，水的沸点低于100℃，食物不易煮熟，因此需要使用高压锅或用压力锅来解决。

（3）工业上的减压蒸馏：通过降低液面气压，使液体在较低温度下沸腾，从而实现某些热敏性物质的分离或提纯。

（六）大气压强的单位【基础】

1、国际单位制：帕斯卡，简称帕，符号Pa。

2、常用单位：

（1）标准大气压（atm）：1atm=1.013×10⁵Pa。

（2）厘米汞柱（cmHg）或毫米汞柱（mmHg）：常用于医学（如血压）和气象学。760mmHg=1atm。

（3）工程大气压（at）：1at=1kgf/cm²≈0.98×10⁵Pa，在工程中有时使用。

（4）巴（bar）和毫巴（mbar）：1bar=10⁵Pa，1mbar=100Pa，常用于气象学。

二、大气压强相关原理与深层分析

（一）气体压强与流速的关系【跨学科视野】【非常重要】

1、伯努利原理：在流体（气体和液体）中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。【核心原理】

2、现象解释：

（1）飞机机翼升力：机翼上表面呈弧形，空气流速快，压强小；下表面平直，空气流速慢，压强大。上下表面的压强差产生向上的升力，使飞机飞上天空。【热点】

（2）两船并行相撞：两艘船并行时，中间水流速快，压强小，外侧压强大，会将两船推向中间，导致相撞。

（3）列车站台安全线：列车高速驶过时，带动周围空气流速加快，压强减小。若人离得太近，身后空气压强大，会把人推向列车，非常危险。因此站台上必须设置安全黄线。

（4）喷雾器：当推动活塞时，管口空气流速加快，压强减小，容器内药液在大气压作用下被压上来到管口，被高速气流吹散成雾状。

（5）足球中的“香蕉球”：由于球在空中旋转，带动周围空气旋转，使得球两侧空气流速不同，压强不同，从而形成弧线运动。

（二）大气压强的微观解释

1、气体由大量做无规则运动的分子组成。

2、大气压强就是这些气体分子对器壁或物体表面频繁碰撞产生的平均作用力的宏观表现。分子数密度越大（空气密度大），温度越高（分子运动剧烈），则单位时间内对单位面积的碰撞次数和力就越大，压强就越大。

3、海拔升高，空气分子数密度减小，所以压强减小。

三、大气压强在生活中的应用与实例【重要】【热点】

（一）利用大气压工作的日常用品

1、吸管喝饮料：吸走吸管内空气，使管内气压降低，外界大气压将饮料压入吸管，进入口中。

2、钢笔吸墨水：挤压笔胆排出部分空气，放手后笔胆恢复原状，内部气压降低，外界大气压将墨水压入笔胆。

3、注射器吸药液：将活塞推至底部，排出空气，然后向上拉活塞，使针筒内气压降低，药液在大气压作用下被压入针筒。

4、真空包装：抽出包装袋内的空气，使袋内气压小于外界大气压，包装袋被紧紧压在食品上，隔绝空气，达到保鲜防腐的目的。

5、吸尘器：电动机带动叶片高速旋转，使集尘箱内空气被排走，形成局部真空，外界大气压带着灰尘和垃圾通过吸管进入集尘箱。

6、抽水机（活塞式抽水机）：依靠大气压将水压入抽水机内，但由于大气压只能支持约10.3米高的水柱，所以抽水机的吸水扬程理论上限约为10.3米，实际中通常小于此值。【易错点】

（二）与人体相关的应用

1、呼吸：吸气时，肋间肌和膈肌收缩，胸腔容积扩大，肺内气压降低，外界空气在大气压作用下进入肺部。呼气时相反。

2、拔火罐：用火在罐内短暂燃烧，消耗部分氧气，使罐内空气受热膨胀逸出，然后迅速扣在皮肤上。罐内冷却后气压降低，在大气压作用下，皮肤被吸入罐内，促进局部血液循环。

3、血压测量：血压计利用袖带充气加压，然后缓慢放气，通过听诊器听取血流通过的声音，同时观察水银柱高度，从而测出收缩压和舒张压。其原理也涉及对大气压的测量。

四、考点精析与考向预测【非常重要】

（一）核心考点分布

1、大气压的存在验证实验（选择题、填空题）：马德堡半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋等。

2、托里拆利实验（实验探究题、选择题、填空题）：

（1）实验原理、步骤、现象。

（2）实验误差分析（如管内混入空气、玻璃管倾斜、玻璃管粗细、海拔变化、水银槽液面变化等）。

（3）计算结果（标准大气压的值）。

3、大气压与海拔高度的关系（选择题、填空题）：

（1）定性关系：海拔越高，气压越低。

（2）应用：根据气压变化估算高度，高原反应的原因。

4、大气压与沸点的关系（选择题、填空题、简答题）：

（1）定性关系：气压越高，沸点越高。

（2）应用：高压锅的工作原理，高原煮饭困难的原因及解决方法。

5、气体流速与压强的关系（伯努利原理）（选择题、填空题、简答题、实验探究题、综合应用题）：

（1）生活中的实例分析：飞机升力、安全线、喷雾器、窗帘飘出窗外、乒乓球悬浮、风吹门自动关上等。

（2）实验探究：探究流体压强与流速的关系。

（二）常见题型与解题思路【解题指导】

1、选择题/填空题：

（1）直接考查概念：如标准大气压的值、托里拆利实验中的高度差含义等。

（2）现象辨析：给出生活现象，判断其是否与大气压有关，或属于哪种原理（大气压的存在、气压与流速、气压与沸点等）。

【解题步骤】首先明确现象发生的核心过程，是气体被排出形成压强差（吸、压），还是气体流动导致压强变化。如果是“吸”的动作，往往是排出了部分空气，使内部气压降低，外部大气压作用的结果。如果是物体在气流中的运动，优先考虑伯努利原理。

2、实验探究题：

（1）托里拆利实验的变式与误差分析。

【解题步骤】牢记实验原理p大气=ρ水银gh。h是管内外水银面的垂直高度差，与管的形状、倾斜、粗细无关。分析误差时，看测量值（h）是偏大还是偏小。若管内混入空气，则管内空气对水银柱有向下的压强，导致水银柱高度h减小，测量值偏小。若管顶端破裂，则内外连通，h为0。若将实验搬到高山上，外界大气压变小，h变小。

（2）探究流体压强与流速的关系实验。

【解题步骤】通常给出两纸片中间吹气、向漏斗口吹气使乒乓球悬空、飞机机翼模型等情境。分析时要明确，流速大的地方压强小，物体两侧产生压强差，从而产生某种现象（如纸片靠拢、乒乓球不掉、机翼获得升力）。

3、简答题/综合应用题：

（1）解释生活现象。

【解题步骤】

第一步：点明涉及的物理原理。例如，“这是由于大气压强的作用”或“这是由于流体流速大的地方压强小”。

第二步：具体描述现象中气体或液体的流动情况，哪部分流速大，哪部分流速小。

第三步：分析由此产生的压强差方向。

第四步：得出最终现象结果。

例如，解释“火车驶过时，人不能离得太近”。答：当火车高速驶过时，会带动周围空气流速加快。根据伯努利原理，流速大的地方压强小。因此，靠近火车一侧的空气压强变小，而人身后的大气压强相对较大，形成了一个指向火车的压强差，会将人推向火车，非常危险。所以人必须站在安全线以外。

（2）高压锅相关问题。

【解题步骤】

第一步：明确高压锅工作原理（通过限压阀限制排气，提高锅内气压，从而提高沸点）。

第二步：计算题中可能涉及限压阀的质量、排气孔面积，求锅内最大气压或限压阀质量。这需要综合运用压强定义式p=F/S和力的平衡知识。

【解答要点】锅内气压等于外界大气压加上限压阀（由于重力）对排气孔产生的压强。即p内=p0+mg/S。其中m为限压阀质量，g为常数，S为排气孔面积。

第三步：根据气压与沸点的关系，判断食物熟得快的原因。

（三）易错点与难点剖析【易错警示】

1、混淆大气压的存在与大气压的利用。

【易错点】认为所有涉及“吸”的现象都是“吸”力作用，而不是大气压的“压”力作用。

【正解】“吸”实质上是通过减小内部气体压强，使外部大气压把物体“压”过来。例如，吸管喝饮料不是嘴把饮料“吸”上来的，而是大气压把饮料“压”上来的。

2、对托里拆利实验中“高度差”的理解。

【易错点】认为玻璃管倾斜或加粗时，水银柱高度会变化。

【正解】只要外界大气压不变，管内外水银面的垂直高度差h就保持不变。倾斜时，为保持h不变，水银柱长度会变长；加粗时，h不变。

3、忽略液体沸点与气压的关系。

【易错点】认为水的沸点永远是100℃。

【正解】水的沸点随气压改变。在高原地区，气压低，沸点低于100℃；在高压锅内，气压高，沸点高于100℃。

4、气体流速与压强关系中的方向性判断。

【易错点】在分析两艘船并排行驶或两纸片中间吹气时，错误认为流速快的地方压强大。

【正解】牢记“流速大，压强小”。因此，纸片中间流速大，压强小，两侧压强大，纸片向中间靠拢。

5、计算大气压对物体表面的压力。

【易错点】计算时忘记使用总受力面积，或单位换算错误（特别是面积单位m²与cm²的换算）。

【正解】根据p=F/S，可得F=pS。要注意S是受力面积，单位必须用m²，p用Pa（N/m²），F单位才是N。常用换算：1cm²=10⁻⁴m²。一个标准大气压约1×10⁵Pa，对成年人身体表面（约1.5m²）产生的压力巨大（约1.5×10⁵N），但人没感觉是因为人体内外同时受到大气压的作用，基本平衡。

（四）跨学科与STS（科学·技术·社会）联系【拓展视野】

1、地理与气象：高压区与低压区的天气特征。高压控制区天气晴朗干燥，低压控制区多阴雨天气。

2、生物与医学：呼吸过程、血压、潜水病（潜水员从高压环境快速上升，体内溶解的氮气因压强减小迅速释放形成气泡，堵塞血管）。

3、工程技术：虹吸现象（利用大气压和液体压强差使液体通过弯管越过高处流向低处）、离心式水泵（主要靠叶轮高速旋转产生离心力使泵内形成低压区，大气压将水压入泵内，同时利用叶轮动能将水甩出，其吸水扬程仍受大气压限制）。

4、航空航天：高空飞行时，机舱必须密封并增压，以保证乘客的呼吸和舒适。航天服内部也必须维持一定气压，保护宇航员。

5、日常劳动：用吸盘挂钩挂东西、用茶壶倒水（壶盖上的小孔是为了使壶内外空气相通，保证水能在大气压作用下顺利流出。若堵住小孔，则倒不出水）。

五、典型例题解析与方法归纳【解题示范】

（一）托里拆利实验误差分析类例题

【例题】在做托里拆利实验时，下列哪种情况会使测得的大气压值偏小？（）

A、将玻璃管倾斜B、使用更粗的玻璃管

C、将实验从一楼搬到五楼D、玻璃管内水银面上方混入少量空气

【解析】

A：玻璃管倾斜，水银柱长度增加，但垂直高度不变，所以测量值不变。

B：玻璃管粗细，不影响垂直高度，测量值不变。

C：从一楼搬到五楼，海拔升高，外界大气压减小，水银柱高度减小，测量值偏小。但题目问的是“会使测得的大气压值偏小”的操作或条件，这里C是外界大气压真实变小，测量值准确反映了这一变化，不是误差，而是真实值变化。严格意义上，这不算“误差”导致测量值偏小，而是条件改变导致真实值改变。但题目若作为选择题，可能C也是一个选项，需要根据题意判断。

D：管内混入空气，空气有压强，会抵消一部分大气压，导致水银柱高度减小，测量值小于真实值。所以D是导致测量值偏小的误差原因。

【答案】D（若题目明确为实验操作误差）

（二）流体压强与流速关系类例题

【例题】如图所示，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开。乒乓球会掉下来吗？请解释原因。

【解析】

（1）乒乓球不会掉下来。

（2）原理：当从漏斗口向下吹气时，乒乓球上方（漏斗颈部）的空气流速加快，压强减小；乒乓球下方（周围空间）的空气流速相对较慢，压强较大。

（3）这样就形成了一个向上的压强差，产生了一个向上的压力差，这个力大于或等于乒乓球的重力，从而托住了乒乓球，使其不会下落。

（三）高压锅压强计算类例题

【例题】家庭常用的高压锅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1.0×10⁵Pa）。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在出厂时就已略有不平，在它的上面盖着一个较重的金属片，当锅内气压过大时，气体可以冲开金属片从气孔3排出，以防止意外事故。已知高压锅的限压阀的质量为100.8g，排气孔的面积为7mm²。求：（g取10N/kg，1mm²=10⁻⁶m²）

（1）锅内气体的压强最大可达多少？

（2）设锅内压强每增加3.6×10³Pa，水的沸点就增加1℃，则锅内的最高温度可达多少？

【解析】

（1）限压阀对排气孔产生的压强：

p阀=F/S=mg/S=(0.1008kg×10N/kg)/(7×10⁻⁶m²)=1.008N/(7×10⁻⁶m²)=1.44×10⁵Pa。

锅内最大气压等于外界大气压加上限压阀产生的压强：

p内=p0+p阀=1.0×10⁵Pa+1.44×10⁵Pa=2.44×10⁵Pa。

（2）锅内气压比外界大气压增大了：

Δp=p内-p0=2.44×10⁵Pa-1.0×10⁵Pa=1.44×10⁵Pa。

题目给出，每增加3.6×10³Pa，沸点升高1℃，则沸点升高的温度Δt为：

Δt=(1.44×10⁵Pa)/(3.6×10³Pa/℃)=40℃。

在标准大气压下，水的沸点为100℃，所以在该高压锅内，水的沸点（即锅内的最高温度）为：

t=100℃+40℃=140℃。

【答案】（1）2.44×10⁵Pa；（2）140℃。

六、复习策略与思维拓展【学习方法】

（一）构建知识网络图

以大气压强为核心，向外辐射出“定义与产生原因”、“证明实验”、“测量实验”、“变化规律”、“应用实例”五个主要分支。在每个分支上再细化具体知识点、公式、易错点。例如，“测量实验”分支下，包含“托里拆利实验（原理、步骤、值、误差）”、“气压计（水银、无液）”。

（二）对比记忆法

1、对比大气压与液体压强：产生原因（都受重力，都具有流动性）、特点（液体内部向各个方向都有压强，且随深度增加而增大；大气压也向各个方向，但随高度增加而减小）、计算公式（液体p=ρgh，大气压通过托里拆利实验间接测量）。

2、对比大气压与固体压强：定义、影响因素、计算方法的异同。

3、对比证明大气压存在的实验：分析每个实验是如何通过改变内部气压来凸显外部大气压作用的。

（三）生活现象观察与分析

在日常生活中，有意识地观察并思考哪些现象与大气压有关。例如，用吸尘器打扫卫生时，想想它的工作原理；喝盒装饮料时，观察吸管插入后，盒体会发生什么变化（变瘪，因为吸走部分空气，内部气压降低）；使用胶头滴管吸取液体时，挤压和松手的动作分别起到什么作用。尝试用学过的原理去解释，并口头表述出来，这能极大提升对知识的理解和应用能力。

（四）实验探究能力的培养

1、对于托里拆利实验，不仅要记住结论，更要能动手模拟（如果有条件）或在脑中模拟整个实验过程，思考每一步操作的目的和可能带来的影响。

2、对于流体压强与流速关系，可以设计简单的家庭小实验。如：将两张纸平行悬挂，向中间吹气，观察现象；用两张纸条，一张自然下垂，一张在纸条上方吹气，观察纸条的运动（上方吹气，纸条飘起，证明上方流速大，压强小）。通过这些实验，加深对伯努利原理的直观感受。

（五）关注科技前沿与热点问题

1、关注与大气压相关的新型科技应用，如新型真空技术、气动设备、无人机飞行原理等。

2、关注社会热点事件中蕴含的大气压知识，例如航天员出舱活动（舱外航天服维持内部气压）、高原铁路建设（高原环境下设备与人员如何适应低气压）、极端天气下的气压变化等。这有助于培养将物理知识应用于实际情境的综合素养。

七、综合素养提升与跨学科实践【高阶思维】

（一）探究性学习课题建议

1、课题名称：不同楼层大气压强的变化及其对沸点影响的实验