第8講大氣與大氣壓強（原卷版）

大氣與大氣壓強【銜接導(dǎo)入】大氣污染大氣污染對大氣物理狀態(tài)的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發(fā)生，為一般人所難以覺察，但任其發(fā)展，后果有可能非常嚴(yán)重。大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進程相當(dāng)緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界范圍的殷切關(guān)注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進行研究、防范、治理。控制大氣污染，保護環(huán)境，已成為當(dāng)代人類一項重要事業(yè)。一、大氣的重要性地球周圍被一層很厚的空氣包圍著，它一直延伸到3000千米的高空（主要集中在1000千米的高度）。包圍地球的空氣層叫大氣層，空氣也叫大氣。1.大氣的成分：由氮氣、氧氣、二氧化碳、稀有氣體、臭氧、水蒸氣以及懸浮在其中的固體雜質(zhì)等物質(zhì)組成。2.大氣作用：①保護地球，如避免流星的襲擊②大氣中的各種氣體，都是人類不可缺少的資源（舉例：氧氣進行生命活動必需的；二氧化碳是光合作用的重要原料）③臭氧層能保護地面上的生物免受太陽紫外線的傷害④水蒸氣能成云致雨二、大氣的溫度特點：①大氣溫度的變化范圍約在－84℃2500℃之間。②在85千米以上，大氣的溫度呈逐漸上升趨勢（想一想為什么？太陽輻射強）。③在0－12千米、55－85千米之間氣溫隨高度的增加而降低④在12－55千米之間，氣溫隨著高度的增加溫度升高。三、大氣的分層根據(jù)大氣的溫度、密度和物質(zhì)組成等特點（大氣溫度在垂直方向上的變化是我們對大氣進行分層的主要依據(jù)。），把地球大氣層分為五層，即①對流層（0－17千米）②平流層（17－50千米）③中間層（50－80千米）④暖層（80－500千米）⑤外層（500千米以上）外層就是地球大氣與宇宙間的過渡層。1000千米以上，大氣變得十分稀薄，密度很小。5000千米以外，大氣已接近真空。四、對流層的特點1、對流層是大氣的底層。2、在兩極和赤道地地區(qū)的厚度不同。兩極厚度約8千米，在赤道增大到17－18千米。3、對流層集中了地球四分之三的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)。4、對流層最顯著的特點有強烈的對流運動。大氣壓強的存在馬德堡半球?qū)嶒灒?654年時，當(dāng)時的馬德堡市長奧托·馮·格里克于神圣羅馬帝國的雷根斯堡（今德國雷根斯堡）進行的一項科學(xué)實驗，目的是為了證明大氣壓的存在。馬德堡半球?qū)嶒?.帕斯卡木桶試驗：在1648年做了一個著名的實驗：他用一個密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長的管子，從樓房的陽臺上向細(xì)管里灌水．結(jié)果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了，桶里的水從裂縫處流了出來．帕斯卡木桶實驗托里拆利實驗托里拆利實驗：托里拆利實驗器（J2116型），水銀，1米以上的長玻璃管（或兩根玻璃管中間用橡皮管連接），水槽（燒杯)。1643年6月20日，意大利科學(xué)家托里拆利首先進行了這個實驗，故名托里拆利實驗。這個實驗測出了1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小為約760mm汞柱或10.3m水柱。六、大氣壓的大小大氣壓的大小跟我們的生活密切相關(guān)，我們應(yīng)該知道大氣壓的測量方法。1.大氣壓的大小可以用空盒氣壓計或水銀氣壓計進行測量。2.大氣壓的變化：①大氣壓的大小與大氣的密度有關(guān)－－原因：大氣壓的產(chǎn)生是由于大氣有重力。②大氣壓的大小隨著高度的增加而減小－－原因：大氣的密度隨著高度而減小。③在海平面附近，大氣壓的數(shù)值接近1.01×105帕（760毫米汞柱）規(guī)定：這個大氣壓值稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。大氣壓與人類生活（1）大氣壓對天氣的影響①大氣壓的特點：②大氣壓隨高度的增大而減?、弁桓叨鹊牟煌瑓^(qū)域，大氣壓的數(shù)值也不一定相同④同一地點的不同時間，大氣壓也會不同⑤大氣壓對天氣的影響：高氣壓多晴朗天氣，低氣壓區(qū)多陰雨天氣。（2）大氣壓對人體的影響①人的情緒、心情受氣壓影響較大②人對氣壓的變化有逐步適應(yīng)的過程③減壓實驗說明：人體內(nèi)也有壓強。當(dāng)體內(nèi)外壓強失去平衡后，也會對人體產(chǎn)生不良的影響。（3）氣壓對液體沸點的影響：當(dāng)氣壓增大時，液體的沸點升高；當(dāng)氣壓減小時，液體的沸點會降低。（四）生活用品與大氣壓①真空壓縮保存袋；②吸塵器③高壓鍋、低壓鍋④吸盤掛鉤⑤抽水井高壓鍋吸盤掛鉤手押抽水井七、流體壓強與流速的關(guān)系1、流體壓強與流速的關(guān)系在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強；流速越小的位置，壓強大。2、飛機的升力飛機運動時，機翼上方空氣流速快、壓強小，下方空氣流速慢、壓強大，在機翼的上下表面產(chǎn)生了壓強差，從而使飛機獲得了向上的升力。3、應(yīng)用（1）化油器：當(dāng)氣流通過狹窄管道時，流速快，壓強小，汽油噴出形成霧狀（2）飛機機翼的原理（3）賽車尾翼的原理【例題分析】例1．小特在玻璃杯內(nèi)盛滿水，杯口蓋上一張硬紙片（不留空氣），然后托住紙片，將杯子倒置或傾斜，水都不流出，紙片也不掉下（如圖所示）。該活動所研究的問題是（）A．大氣壓強有多大 B．水的重力與大氣壓力之間的關(guān)系 C．大氣對各個方向是否都有壓強 D．液體向各個方向都有壓強例2．科學(xué)興趣小組進行了如圖實驗：先在燒瓶中裝滿沸水，再倒掉沸水，然后在燒瓶口放入去殼的鵪鶉蛋（不留縫隙），將燒瓶口向右或向左或向下，發(fā)現(xiàn)鵪鶉蛋一直向燒瓶底部運動該興趣小組的實驗?zāi)康氖菫榱颂骄浚ǎ〢．大氣壓的存在 B．大氣向各個方向都有壓強 C．大氣各個方向壓強都相等 D．大氣的壓強與熱水溫度的關(guān)系例3．用真空采血管抽血時，將采血針一端刺入人體靜脈后，另一端插入真空采血管的膠塞，血液便會自動流入采血管。血液能夠流進真空采血管的動力來自（）A．大氣壓 B．人體內(nèi)血壓 C．護士的拉力 D．血液自身重力例4．2016年7月1日起，全省二級以上醫(yī)院（除兒童醫(yī)院）全面停止門診患者靜脈輸注抗菌藥物：如圖是醫(yī)院為病人輸液部分裝置，圖中A為輸液瓶，B為滴壺，C為進氣管，與大氣相通，則在輸液過程中，（瓶A中尚有液體），下列說法正確的是（）①瓶A中液面下降，但A中上方氣體的壓強不變；②瓶A中上方氣體的壓強隨液面的下降而增大；③在瓶中藥液輸完以前，滴壺B中的氣體壓強保持不變④滴壺B中的氣體壓強隨A中液面的下降而減小。A．①③ B．②③ C．①④ D．②④例5．為了更好地證明大氣壓的存在，老師對覆杯實驗進行了改進（如圖甲所示），如果抽氣接近真空，你看到的現(xiàn)象將是（）A．B． C． D．例6．小明制作了一個如圖所示的簡易氣壓計。將橡皮膜平鋪在敞口容器上，并用膠帶綁緊。檢查氣密性后，將吸管的A端粘在橡皮膜中心，B端靠近卡紙上的M處。外界氣壓的變化會引起橡皮膜凹凸程度的變化，從而使吸管繞O點轉(zhuǎn)動，指示氣壓大小變化。（外界氣溫的變化對容器內(nèi)氣壓的影響極小）（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值接近于Pa。（2）檢查該儀器氣密性時，將綁有橡皮膜的容器浸沒在水中，輕壓橡皮膜，如果觀察到，則氣密性不好。（3）小明將該氣壓計從山腳帶到山頂，發(fā)現(xiàn)吸管B端的指向?qū)⑾蛞苿印＠?．張老師在圓柱形玻璃杯內(nèi)裝滿水，用平滑的塑料片緊貼水面蓋住杯口，壓緊后將杯子倒置，放手后水和塑料片都不會掉下來，如圖甲所示，此現(xiàn)象能說明的存在。張老師接著將倒置的杯子插進密閉鐘罩內(nèi)的水槽中并把杯子懸掛起來，把塑料片取走，杯內(nèi)的水仍不會下落，如圖乙所示。當(dāng)用抽氣機持續(xù)抽出鐘罩內(nèi)空氣，杯內(nèi)的水會掉下來，判斷理由；如果再把空氣放進鐘罩內(nèi)，水（選填“會”或者“不會”）被“吸”到杯內(nèi)。例8．在自主學(xué)習(xí)探究過程中，小張利用帶拉環(huán)的吸盤，固定在墻上的平面鏡，水、刻度尺來測量大氣壓強的大小。具體實驗步驟是：①用刻度尺測出吸盤的直徑，算出吸盤平面面積為10平方厘米；②用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N；③將吸盤沾水濕潤后，壓在平面鏡上，排盡吸盤內(nèi)空氣；④用彈簧秤水平拉動吸盤，直至恰好脫落，讀出此時彈簧秤示數(shù)為95N；⑤記錄整理數(shù)據(jù)；⑥算出大氣壓的值，分析實驗結(jié)論。實驗裝置如圖甲。請結(jié)合你所學(xué)的知識分析，（1）上述的實驗步驟中，哪一步是多余的（填序號）。（2）將吸盤沾水潤濕的目的是：。（3）在實驗時，如果拿一個吹風(fēng)機對著吸盤自上而下吹冷風(fēng)，如圖乙，則你預(yù)計的彈簧秤示數(shù)可能會（“變大”變小”或”不變”）。（4）若丙裝置活塞與注射器筒內(nèi)壁間的摩擦力為4N，小剛用14N拉力慢慢拉動注射器該注射器有刻度的部分長度為10cm，注射器容積為10毫升，則該地的大氣壓為Pa。【鞏固提高】一．選擇題（共10小題）1．如圖，小徐同學(xué)用吸管吸飲料時出現(xiàn)了一個怪現(xiàn)象，她用力吸也不能將飲料吸上來。造成此現(xiàn)象的原因可能是（）A．所用吸管太細(xì) B．液面上方的吸管壁有破損 C．當(dāng)時大氣壓偏小 D．吸管浸入液面部分太長2．大氣壓在抗擊新冠肺炎疫情中發(fā)揮了重要作用。如“負(fù)壓病房”，所謂“負(fù)壓”是指內(nèi)部的氣壓低于外部的氣壓，下列現(xiàn)象中有可能處于“負(fù)壓”狀態(tài)的是（）A．正在熬粥的高壓鍋內(nèi) B．吹大后的氣球內(nèi) C．充滿氣后的氧氣罐內(nèi) D．人吸氣時肺的內(nèi)部3．下列操作沒有用到大氣壓的是（）A．用針筒注射藥水 B．離心式水泵抽水 C．吸飲料 D．中醫(yī)里的拔火罐4．下列情境中，不能說明存在大氣壓的是（）A．醫(yī)生用針筒把藥液注射進病人肌肉 B．用吸管能從汽水瓶中把汽水吸入口中 C．堵上茶壺蓋上的小孔，茶壺里的水不容易被倒出來 D．化學(xué)實驗時，用滴管吸取試劑5．在塑料瓶蓋上插入連有橡皮管的玻璃管，用止水夾夾住橡皮管，使整個裝置保持良好的氣密性，在電子天平上稱出塑料瓶的質(zhì)量，然后打開止水夾，用打氣筒往塑料瓶內(nèi)打氣，關(guān)閉止水夾，再撐出塑料瓶的質(zhì)量，下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．該實驗說明空氣有質(zhì)量 B．打氣后瓶內(nèi)氣壓增大 C．在塑料瓶內(nèi)裝小部分水，過一會兒用止水夾夾住橡皮管、塑料瓶一定變癟 D．利用圖中的部分實驗器材還可以證明大氣壓的存在6．現(xiàn)代建筑多采用中空雙層玻璃窗隔熱，實驗表明，中空雙層玻璃窗的隔熱性能與兩層玻璃間空氣壓強有關(guān)，實驗測得中空雙層玻璃內(nèi)外溫差與中間空氣壓強關(guān)系如圖所示，則中空雙層玻璃中間空氣壓強（）A．等于大氣壓強時，沒有隔熱效果 B．小于10﹣1Pa時，隔熱效果變差 C．在10﹣1～102Pa時，隔熱效果最好 D．等于10﹣3Pa時的隔熱效果比104Pa時好7．小歡為寵物設(shè)計了一個“自動給水裝置”，如圖是模型圖。它的原理是當(dāng)水盆內(nèi)水位低于“供水管”下端開口時，“供水瓶”就會向水盆中自動供水。下列有關(guān)分析中，正確的是（）A．供水瓶中水面能高于水盆內(nèi)水面，是由于浮力的作用 B．供水瓶中水面能高于水盆內(nèi)水面，是由于瓶的支持力的作用 C．若供水瓶內(nèi)水未裝滿，留有少量空氣，水會立刻流下 D．若供水瓶底部有破洞，水會立刻流下8．在驗證大氣壓存在的覆杯實驗中，小柯認(rèn)為：“實驗中紙片不掉落完全是因為紙片被杯口的水粘住了，而與大氣壓無關(guān)”。下列能幫助小柯改變這種想法的實驗是（）A．如圖甲，換用不同種類的紙片做覆杯實驗，紙片都不掉落 B．如圖乙，覆杯實驗中將杯口朝向不同方向，紙片均不掉落 C．如圖丙，將一張濕紙覆蓋在空杯子的杯口，倒轉(zhuǎn)杯子紙片不掉落 D．如圖丁，在密閉鐘罩內(nèi)做覆杯實驗，抽出鐘罩內(nèi)空氣的過程中紙片掉落9．某同學(xué)自己設(shè)計了一個粗測大氣壓強的實驗：把兩個橡膠皮碗對在一起，用力擠出中間的空氣，如圖所示，把皮碗懸吊起來，在皮碗下掛重物，逐漸增加所掛的重物，測出最多能掛的物重G，再測出此時皮碗的直徑d，皮碗的重忽略不計，則根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算大氣壓p的公式是（）A．p=Gπd2 B．p=Gd C．p=4Gπd10．如圖是一種“吸盤式”掛衣鉤。將它緊壓在平整、光潔的豎直玻璃上，可掛衣帽等物品。它主要部件是一個“橡皮碗”，下面有關(guān)的說法錯誤的是（）A．被玻璃“吸”住后，皮碗內(nèi)的氣壓小于大氣壓 B．皮碗內(nèi)擠出的空氣越少，吸盤貼在玻璃上就越緊 C．皮碗與玻璃之間的摩擦阻止衣物向下的移動 D．不能緊貼在粗糙的水泥墻壁上，粗糙面與吸盤之間有縫隙、會漏氣二．填空題（共2小題）11．大氣壓與人們的關(guān)系非常密切。（1）很多生活、學(xué)習(xí)用品都是利用大氣壓工作的。下列現(xiàn)象與大氣壓強無關(guān)的是。A.把藥液注射進肌肉里B.鋼筆吸墨水C.吸塵器清潔地面（2）如圖所示，在裝有水的燒杯中倒扣一個玻璃瓶，其水面比燒杯內(nèi)水面低。則當(dāng)燒杯內(nèi)的水被加熱至沸騰時，玻璃瓶中的水騰。（選填“一定會”、“一定不會”或“可能會”）12．張強同學(xué)為研究“吸管中的飲料是被吸上來的，還是被壓上來的”這一問題時，設(shè)計了如圖所示的實驗。請結(jié)合所學(xué)的知識回答：（1）當(dāng)用力推注射器活塞時，廣口瓶內(nèi)的氣壓將（填“大于”、“小于”或“等于”）直玻璃管內(nèi)的氣壓，能觀察到的現(xiàn)象是。（2）此實驗（填“能”或“不能”）驗證“飲料是被氣壓壓上來的”這一結(jié)論。三．實驗探究題（共1小題）13．在自主學(xué)習(xí)探究過程中，①用刻度尺測出吸盤的直徑，算出吸盤平面面積為10厘米