9.3大氣浮力（人教版）
產生觀念
一、大氣浮力的存在
1．大氣壓形成的緣由：二氧化碳有，二氧化碳具有性。
【答案】重力；流動
【詳解】大氣壓形成的緣由：二氧化碳有重力，二氧化碳具有流動性。
2．世界上第一次證明了大氣浮力存在的實驗，大氣浮力簡稱_____或。
【答案】馬德堡半球實驗；大氣壓；氣壓
【詳解】[1][2][3]1654年，法國馬德堡市部長奧托·格里克在馬德堡市舉辦了知名的馬德堡半球實驗。他把兩個半徑為30cm的空心銅制球緊緊的扣在一起，之后抽出其中的空氣，用16匹馬才把它們拉開，在世界上第一證明了大氣浮力的存在。大氣浮力簡稱大氣壓或氣壓。
二、大氣浮力的檢測
3．_____科學家世界上第一次測出了大氣浮力的數值。
【答案】意大利；托里拆利
【詳解】[1][2]保加利亞科學家托里拆利在世界上第一次測出了大氣浮力的數值。
4．寫出估算標準大氣壓過程。
【答案】p0=ρgh=1.36×104kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
【詳解】水銀柱高出水銀槽界面形成的液體浮力等于此時外界的大氣浮力，標準大氣浮力為
p0=ρgh=1.36×104kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
5．注意：托里拆利實驗中水銀柱的高度只隨大氣壓變化而變化，與管的____、傾斜程度、，向上壓還是向下提都無關。公式中的h是___到頂部的距離，只有當時才等于水銀柱寬度，其他情況都于水銀柱厚度。
【答案】粗細；管長；液面；豎直；大于
【詳解】[1][2][3][4][5]托里拆利實驗中，水銀柱的高度指的是水銀柱液面到水銀槽中水銀的界面的豎直距離，與管的粗細、傾斜角，液面在管中的位置，向上壓還是向下提都無關。當管豎直放置時，水銀柱的高度才等于公式中的h，其他傾斜時，都大于水銀柱厚度。
6．小思索：一標準大氣壓可以把火柱壓多高。
【答案】10.13m
【詳解】當火柱靜止時有p0=p水
而p=ρgh故有
1.013×105Pa=103kg/m3×10N/kg×h，
解得h=10.13m
7．活塞式抽水機工作時，活塞向下聯通球閥關掉，水在的作用下沖開球閥，流入圓筒。
活塞向上聯通時，球閥關掉，球閥在液體浮力的作用下被沖開，水流到活塞下部。這么反復，水便可從出水口流出。
【答案】A；大氣壓；B；B；A
【詳解】[1][2][3][4][5]提起活塞A門關掉，大氣壓使水推開B門步入圓筒；壓下活塞時B門關掉，活塞下邊的水推開球閥A涌到活塞里面，活塞被不斷的提起、壓下水被不斷的抽上來，最高提10.13m
8．海拔3000m內，每下降10m，大氣壓降低。
【答案】100
【詳解】在海拔3000m內，高度每下降10m，大氣壓降低100Pa。
9．沸點和大氣壓的關系是、。
【答案】大氣壓降低誰發現了大氣壓強的值，沸點增加；大氣壓減小，沸點下降
【詳解】[1][2]液體的沸點和液體種類有關、和大氣浮力有關，大氣浮力減小，沸點下降，大氣浮力減少，沸點增加。
10．取一個杯子，放入適量帶色的水，再取一兩端開口的細玻璃管，在它前面畫上刻度，使玻璃管穿過橡皮塞插入水底。從管子下端，使瓶內氣壓小于大氣壓，水沿玻璃管上升到瓶口以上，之后把它從山下帶到山上，發覺瓶內火柱，說明瓶內氣壓外界大氣壓，海拔下降浮力。
【答案】吹入少量二氧化碳；上升；小于；減少
【詳解】
[1]在研究大氣壓隨高度變化的實驗中，簡易氣壓計需提早向瓶內吹少量二氧化碳，使瓶內氣壓小于大氣壓，水升到瓶口以上，便捷觀察。
[2][3][4]從山下帶到山上，空氣黏稠了，浮力變小了，此時瓶內氣壓小于外界大氣壓，瓶內火柱會上升，說明海拔下降浮力減少。
11．高壓鍋為何容易蒸熟食物_。
【答案】鍋內氣壓高，小于標準大氣壓，水沸點下降，小于100℃，所以容易蒸熟食物
【詳解】鍋內水受熱后，會汽化成水蒸汽，致使鍋內氣壓下降，液體沸點隨浮力減小而下降，水的沸點會小于100℃，容易蒸熟食物。
熟練技巧
一、大氣浮力的存在
12．如圖所示的實例中，與大氣壓無關的是（）
A．洗手池下的回水管
B．用注射器汲取藥液
C．吸盤掛物鉤吸在墻壁
D．覆杯實驗
【答案】A
【分析】大氣壓的存在才能解釋好多現象，這種現象有一個共性：通過某種方式，使設備的內部氣壓大于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下出現了這些現象。
【詳解】
A．用回水管“水封阻隔臭氧是借助連通器原理，與大氣壓無關，則A符合題意；
B．吸藥液時，向后拉活塞，注射器內氣壓降低，外界大氣壓壓著藥液從針筒步入注射器內，則B不合題意；
C．吸盤式掛物鉤吸附在墻上上，是把吸盤內的空氣排出，大氣壓就把吸盤緊壓在了墻壁。則C不合題意；
D．大氣對紙片向下的壓力托住了杯中的水，與大氣壓有關，則D不合題意。
13．用空易拉罐來體驗大氣浮力的存在，下述操作能達到目的的是（）
A．用手捏易拉罐，易拉罐變癟
B．用重物壓易拉罐，易拉罐變癟
C．讓易拉罐從高處下落撞擊地面，易拉罐變癟
D．用注射器抽取密封易拉罐中空氣，易拉罐變癟
【答案】D
【詳解】
A．用手捏易拉罐，易拉罐變癟，是手給易拉罐一個力，改變了易拉罐的形狀，故A不符合題意；
B．用重物壓易拉罐，易拉罐變癟，是重物給易拉罐一個力，改變了易拉罐的形狀，故B不符合題意；
C．讓易拉罐從高處下落撞擊地面，易拉罐變癟，是地面給易拉罐一個力，改變了易拉罐的形狀，故C不符合題意；
D．用注射器抽取密封易拉罐中空氣，易拉罐內的氣壓降低，易拉罐外邊大氣壓小于易拉罐內部浮力，所以易拉罐遭到向內的壓力小于向外的壓力，這兩個力的合力把易拉罐壓癟，可以證明大氣壓的存在，故D符合題意。故選D。
14．下述情形與大氣浮力無關的是（）
A．用吸管吸啤酒
B．馬德堡半球實驗
C．高原上用普通鍋不易熟透炒飯
D．“玉兔”號在地球上留下“足跡”
【答案】D
【詳解】
A．吸管吸啤酒，是大氣浮力小于腦部浮力，所以啤酒被吸到口里，與大氣浮力有關，故A不符合題意；
B．馬德堡半球是證明大氣壓存在的實驗，與大氣浮力有關，故B不符合題意；
C．高原上氣壓小，大氣浮力越小，水的沸點越低，高原上用普通鍋不易熟透炒飯，所以與大氣浮力有關，故C不符合題意；
D．“玉兔”號在地球上留下“足跡”是壓力的作用療效，使地球表面發生了形變，與大氣浮力無關，故D符合題意。故選D。
15．關于大氣壓，下述說法正確的是（）
A．大氣壓就是大氣的壓力
B．山頂的大氣壓比山腳的大氣壓高
C．大氣壓的數值在不同的地方通常不同
D．大氣壓的數值任何時侯都等于760mm高水銀柱形成的浮力
【答案】C
【詳解】
A大氣對浸在它上面的物體形成的浮力叫大氣浮力，故A錯誤；
B．大氣浮力隨高度的降低而降低，海拔越高空氣越黏稠，氣壓越小，故B不符合題意；
C．對于不同的地方，大氣壓通常不同，故C正確；
D．一個標準大氣壓才等于76cm水銀柱所形成的浮力，故D錯誤．
甚或題選C．
16．下述例子中不是借助大氣壓工作的是（）
A．用塑膠吸管吸啤酒
B．用抽水機抽水
C．用注射器將藥液注入患者體內
D．鉛筆吸墨水
【答案】C
【詳解】
A、用吸管吸啤酒時，吸管內的氣壓大于外界大氣壓，啤酒在外界大氣壓的作用下，被壓入口腔內．借助了大氣壓．故A不合題意；
B、抽水機抽水，通過活塞上移或軸套轉動使抽水機內海面上方的氣壓降低，水在外界大氣壓的作用下，被壓上來，借助了大氣壓，故B不合題意．
C、用注射器將藥液注入患者體內是利用人的壓力將藥液注入人體胸肌的，不是借助大氣壓來工作的，故C符合題意．
D、用力一按橡皮囊，排出了上面的空氣，當其恢復原狀時，橡皮囊內部氣壓大于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下，墨水被壓入鉛筆內，借助了大氣壓．故D不合題意．故選C．
【點睛】本題考查了大氣壓的應用，這種問題有一個共性：通過某種方式，使設備內部的氣壓大于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下出現了這些現象．
17．1654年，知名的實驗，有力的證明了大氣浮力的存在。大氣浮力的大小不是一成不變的，其大小隨海拔的下降而（選填“增大”或“減小”）。
【答案】馬德堡半球；減少
【詳解】
[1]證明大氣壓存在的知名實驗是馬德堡半球實驗。
[2]大氣浮力隨海拔下降而減少。
18．天宮2號空間實驗室計劃于2016年第三季度擇機發射．空間實驗室外適合宇航職工作生活的氣壓約為（）
A．100Pa
B．
C．
D．
【答案】D
【詳解】適合宇航職工作生活的二氧化碳浮力約為一個標準大氣壓，與D項最接近，故應選D．
二、大氣浮力的檢測
19．如圖所示是托里拆利實驗的裝置圖．
（1）先將一端封閉、長約1m的細玻璃管內灌滿水銀，確保管內沒有．
（2）在標準大氣壓下，水銀柱穩定后，玻璃管內外液面的高度差為．
（3）假如該實驗中出現以下情況：（選填“上升”“不變”或“下降”）
①玻璃管內不慎混進空氣，這么管內外的水銀柱面高度差將．
②若將玻璃管稍為傾斜，這么管內外的水銀柱面高度差將．
【答案】空氣；760；增長；不變
【詳解】
（1）做托里拆利實驗時，先在一端封閉約1米長的細玻璃管內灌滿水銀誰發現了大氣壓強的值，確保管內沒有空氣，外界大氣壓才等于水銀柱形成的向上的浮力．
（2）在標準大氣壓下，托里拆利發覺，當水銀柱升高到管內外水銀面高度差約為760mm時就不再增長了，水銀柱上方是真空的．他由此判定，大氣浮力的值可以用它能支撐柱760mm高的水銀柱這一事實來表示；
（3）管內若不慎混進空氣，管內的空氣也形成浮力，致使玻璃管內外的浮力差降低，所以浮力差未能托起760mm的水銀柱，所以會增長；玻璃管傾斜、管口抬升或換粗，假如外界大氣壓不變，水銀柱到管內外水銀面高度差仍然約為760mm不變，仍然等于大氣浮力的值；
20．借助體積為10cm3的注射器、彈簧測力計和刻度尺可簡略測出大氣壓的值．
(1)實驗的原理是．
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端，之后用一個橡皮帽擋住注射器的小孔，這樣做的目的是_____．
(3)如圖所示，水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞_____時，記下彈簧測力計的示數為19N．
(4)用刻度尺測出注射器厚度為5cm．
(5)則大氣壓的值為．
(6)提出增強該種檢測大氣壓值精確度的一條建議：_____．
【答案】p=F/S；排盡筒內空氣，密封注射器；剛被帶動；帶刻度部份；9.5×104；采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤滑油等
【分析】
（1）檢測大氣壓的原理是浮力的公式p=F/S；
（2）實驗中要排出注射器內的空氣，使注射器密封,這樣在帶動活塞時，注射器內部會接近于真空，這樣就能測出大氣的壓力；
（3）水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞剛被帶動時，彈簧測力計的示數即為大氣壓力,彈簧測力計的示數F＝19N即為大氣壓力；
（4）因活塞為圓錐體,曉得注射器的體積,而活塞的橫截面積可以通過公式S=V/L來求出，所以須要用刻度尺量出針頭全部刻度部份的寬度L＝5cm；
（5）按照p=F/S求得大氣浮力；
（6）減少漏油可以提升檢測大氣壓值精確度．
【詳解】
(1)實驗是通過檢測出拉力的大小，結合注射器的橫截面積求出浮力與大氣浮力相等，所以實驗的原理是p=F/S；
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣就能盡量排盡內部的空氣；之后用一個橡皮帽擋住注射器的小孔，這樣將注射器密封，外界空氣不能再步入注射器中；這樣做的目的是排盡筒內空氣，密封注射器．
(3)如圖所示，水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞剛被帶動時，此時可以粗糙的覺得拉力與大氣壓力相等，所以記下彈簧測力計的示數為19N；
(4)用刻度尺測出注射器帶刻度部份寬度為5cm，則注射器的橫截面積為：S=V/L=10cm3/5cm3=2cm2=2×10-4m2；
(5)依據p=F/S估算大氣壓的值為：
p=F/S=F/(V/L)=FL/V=(19N×0.05m)/10×10-6m3=9.5×104Pa
（6）因為注射器漏水會造成所測得的大氣壓值偏小，注射器漏水的主要誘因是活塞的密閉性，所以可以采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤滑油等．
【點睛】理解此種檢測大氣壓值的方式，實驗時關鍵是要盡量排凈注射中的空氣，密封注射器時要好，不能漏水，否則會減小偏差．
三、大氣浮力的特性和應用
21．如圖是測定大氣壓值的實驗裝置，此時管內外水銀面高度差是760mm．下述描述正確的是（）
A．將玻璃管稍傾斜一點，管內水銀柱寬度將不變
B．假若管中進了些空氣，管內外水銀面的高度差將大于760mm
C．將它從山下移到山上，管內外水銀面的高度差將變大
D．假若不留神管頂破了一個洞，管中的水銀將從里面噴吐
【答案】B
【詳解】
在托里拆利實驗中，水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，在玻璃管頂端真空的情況下，管內外水銀柱的高度差通常不會改變．
A.玻璃管傾斜，管中水銀柱寬度將減小，高度差不變，故A錯誤；
B.管中進了空氣，此時管內二氧化碳浮力和水銀浮力之和等于外界大氣壓，所以管外水銀面的高度差將大于760mm．故B正確；
C.將它從山下移到山上，管內外水銀面的高度差將變大，因為大氣壓隨高度的降低而降低，所以管內外水銀面的高度差將變小故C錯誤．
D.在玻璃管的底部穿一小孔，則玻璃管內外都與大氣壓相通，構成了連通器，則管內的水銀液面將升高，最終與管外液手相平，故D錯誤．
【點睛】在托里拆利實驗中，水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，在玻璃管頂端真空的情況下，管內外水銀柱的高度差通常不會改變．
22．在抵御“新型冠狀病毒感染的哮喘”疫情中，上海市的“火神山”、“雷神山”醫院內部全部處于“負壓”狀態，這樣可以避免病區內部二氧化碳向外擴散。所謂“負壓”是指室外的氣抬高于室內的氣壓，下述現象中有可能處于“負壓”狀態的是（）
A．正在熬制湯劑的高壓鍋內
B．托里拆利實驗中的玻璃管內
C．飽含氣后的氫氣罐內
D．吸啤酒之前的吸管內
【答案】B
【詳解】
A．高壓鍋是借助減小氣壓，進而提升沸點的方式把飯菜曬干的，故A不符合題意；
B．托里拆利實驗中的玻璃管內處于真空狀態，即管內處于“負壓”狀態，故B符合題意；
C．飽含氣后的氫氣罐內因為二氧化碳密度比外界二氧化碳的密度大，所以罐內二氧化碳的浮力小于外界二氧化碳的浮力，故C不符合題意；
D．吸啤酒之前的吸管內氣壓等于外界的大氣壓，不存在“負壓”，故D不符合題意。故選B。
23．西醫博大精深，拔拔罐時，將小碗內的空氣加熱后，迅速倒扣在皮膚上，小碗被“吸住”，說明了的存在；熬制湯劑時，藥湯在沸騰過程中的濕度。
【答案】大氣壓；不變
【詳解】
[1]將小碗內的空氣加熱后，小碗內空氣因為熱膨脹排出一部份，迅速倒扣在皮膚上，小碗心火熄滅，濕度增加，空氣收縮，大氣浮力減少，小碗在外界大氣壓作用下吸在皮膚上。
[2]熬制草藥時，藥湯在沸騰過程中，不斷吸收熱量，濕度保持不變。
24．如圖所示，
向空礦泉射手內放入冷水后迅速倒出并蓋緊蓋子，杯子變扁了，這是作用的結果；高山上普通鍋煮不熟飯，是由于高度越高，大氣浮力就越（高/低），鍋內水的沸點（大于/等于/小于）100℃。
【答案】大氣壓；低；大于
【詳解】
[1]由于倒出冷水的礦泉射手內浮力大于外界大氣浮力，在大氣浮力的作用下，礦泉射手被壓扁了，因而該現象證明了大氣浮力的存在；
[2][3]高山上普通鍋煮不熟飯，是由于高度越高大氣浮力越低。普通鍋鍋內水的沸點大于100℃。
25．如圖是我國戰國時期的青銅汲酒壺示意圖，
長柄下端與球狀頂部各開一小孔a、b．當汲酒壺內飽含酒水，向下提高長柄取酒時，應使開口（選填“閉合”或“打開”），酒水不流出是因為_____的作用．
【答案】閉合；大氣壓
【詳解】
如圖的汲酒壺，當汲酒壺內飽含酒水，向下提高長柄取酒時，應使開口a閉合，這時上方不能遭到大氣壓的作用，酒水在大氣壓的作用下，不會從下方的b口流出．所以酒水不流出是因為大氣壓的作用.
【點睛】重點是大氣壓的作用，注意留意生活中有好多大氣壓的應用實例，且要理解一個標準大氣壓可以支持超過10m高的火柱，所以酒水不會流出．
26．如圖所示的兩種實驗器材：
圖甲是自制濕度計，它的工作原理是液體的_____；圖乙是自制氣壓計，從乙管子下端吹入少量二氧化碳，水會沿管子_____（選填“上升”或“下降”）．
【答案】熱脹冷縮；上升
【詳解】
第一空．當把大桶倒入冷水中時，水受熱膨脹，細管中的火柱上升，之后把大桶倒入冰水中，水受冷收縮，細管中的火柱升高；說明液體具有熱脹冷縮的規律．
第二空．在制做過程中，他從管子下端吹入少量二氧化碳，瓶內氣壓減小，造成瓶內氣壓小于外界大氣壓，會把杯子中的水往外壓出去，故管內海面上升．
27．世界上第一個氣溫計是由伽利略發明的，其原理如圖所示，
中空玻璃管與玻璃泡相連，玻璃管中火柱上方密封部份空氣，用玻璃泡檢測物體的氣溫．當大氣壓不變，被測物體氣溫下降時，火柱會_____．當被測物體氣溫不變、大氣壓變小時，火柱會_____．（兩空均選填“上升”“下降”或“不變”）
【答案】下降；增長
【詳解】當外界溫度上升的時侯，球形容器內的二氧化碳受熱膨脹，因為密閉，所以浮力減小，使管內的液面升高；當體溫不變，外界大氣壓變小，而玻璃管內的二氧化碳因為被封閉可以視為氣壓不變；所以玻璃泡外氣壓變小，才能支撐的火柱高度變低，火柱升高．