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大气压强考点梳理

2021-09-10黄继奎

初中生学习指导·提升版 2021年4期
关键词:沸点高压锅玻璃管

黄继奎

大气压强是《压强》单元的重点内容,此类问题能有效考查同学们分析和解决实际问题的能力,是中考的热点和高频考点。下面通过4道中考真题对考点进行梳理。

一、大气压的存在

包围在地球周围的空气层叫大气层。大气层对浸在它里面的物体表面产生的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而对浸在它里面的物体产生压强。大气层内部向各个方向都有压强,且在同一高度向各个方向的压强大小相等。

例1(2020·湖南·湘潭)用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )。

A. 用手捏易拉罐,易拉罐变瘪

B. 用重物压易拉罐,易拉罐变瘪

C. 让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪

D. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪

解析:用手捏易拉罐、用重物压易拉罐和让易拉罐从高处下落撞击地面分别是手、重物、地面对易拉罐施加力的作用而使其变瘪,故A、B、C错误;用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐内的气压减小,易拉罐外部的大气压大于易拉罐内部压强,所以易拉罐受到的向内的压力大于向外的压力,这两个力的合力把易拉罐压瘪,可以证明大气压的存在,故D正确。答案:D

二、大气压的测量

1. 托里拆利实验:意大利科学家托里拆利最早通过实验准确测出了大气压强的数值。托里拆利实验测量大气压强运用了等效替代法。由于水银柱上方是绝对真空的,玻璃管内外水银柱高度差所产生的压强等于外界大气压。由[p=ρgh]可知,当压强和密度一定时,高度h不变(与玻璃管的粗细、插入槽内的深度以及玻璃管的倾斜情况无关)。

2. 标准大气压:大气压随高度的升高而降低,且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。因此,人们把760 mm高水银柱产生的压强叫做标准大气压,用[p0]表示。[p0] = 1. 013 × 105 Pa,在粗略计算中,[p0]取1. 0 × 105 Pa。

3. 氣压计:用来测量大气压的仪器。气压计分两类:水银气压计和金属盒气压计。

例2 如图1所示,在一个标准大气压下,用1 m长的玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为 mm。

(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况。将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将 (选填“升高”“不变”或“降低”,下同)。将玻璃管向上提升一点,水银柱高度将 。

(2)如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管,若管口刚好在水面上且保证不漏气,此时玻璃管内底部的压强为 Pa。(g=10 N/kg,结果用科学记数法表示,保留一位有效数字)

解析:1个标准大气压能支持760 mm高的水银柱,故此时玻璃管内水银柱高度为760 mm。(1)将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱高度也不变,但长度会变大一些。将玻璃管竖直上提,水银柱产生的压强等于大气压,即高度不变,还是760 mm水银柱。(2)1标准大气压能支持10. 4 m高的水柱,故水会充满玻璃管。根据p=ρ水gh=1.0 × 103 kg/m3 × 10 N/kg × 1m=1 × 104 Pa,则玻璃管内底部的压强为1.0 × 105 Pa - 1 × 104 Pa=9 × 104 Pa。

答案:760 (1)不变 不变 (2)会 9 × 104

三、大气压的应用

大气压在生产生活中的应用非常广泛,如:人的呼吸、用针管吸药液、用吸管吸饮料、吸盘吸在光滑墙壁上、活塞式抽水机和离心式水泵抽水等。

例3(2020·贵州·毕节)如图2甲所示,将一个塑料吸盘压在平板玻璃上,挤出里面的空气,在吸盘下的挂钩上挂上重物,吸盘不会掉下来,请你解释原因。如果把这套装置移入玻璃钟罩内,用抽气机抽出里面的空气,如图2乙所示,请你预测发生的现象。

解析:首先用力将塑料吸盘压在平板玻璃上,将塑料吸盘中的空气排出,松手后,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在玻璃上,在吸盘下的挂钩上挂上重物,吸盘不会掉下来。把这套装置移入玻璃钟罩内,用抽气机抽出里面的空气,随着气体的减小,气体压强逐渐减小,在重力大于吸盘所受空气压力时,挂钩会掉下。

四、液体沸点跟气压的关系

液体的沸点随液体表面气压的升高而升高,随液体表面气压的降低而降低。生活中的高压锅就是依据这个原理制成的,用高压锅煮饭,既能节省燃料,还可以节约时间。

例4(2020·浙江·舟山)下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )。

A. 吸饮料 B. 拔火罐 C. 高压锅煮饭 D. 吸盘紧贴在墙面

解析:吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的。高压锅是根据气压越大沸点越高来工作的,高压锅密封性好,锅内气压高于外面大气压,而液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高,所以高压锅内水的沸点高于100 ℃,故本题选C。

答案:C

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