初中物理中考复习 专题18 大气压的测量（解析版）-2022年中考物理二轮专项复习核心考点突破与必刷题型汇编（全国通用）

专题18 大气压的测量

【核心考点讲解】

1、托里拆利实验法

【实验器材】1米以上的长玻璃管，水银槽，水银，刻度尺。

【实验步骤】

（1）将开口向上的玻璃管内装满水银；

（2）用手指堵住管口，将其倒立在装有适量水银的水银槽内；

（3）用刻度尺测量出管内外水银面的高度差h。

【实验结果】由于玻璃管上方是真空，水银柱产生的压强与大气压强平衡，

2、“吸盘”测量法

【实验器材】吸盘，玻璃板（或水平桌面），弹簧测力计，刻度尺，尼龙绳。

【实验步骤】

（1）用刻度尺测出吸盘的直径d；

（2）将吸盘按在光滑的水平桌面上，挤净里面的空气；

（3）用弹簧测力计测量刚好把吸盘拉离玻璃时的大气压力F。

【实验结果】

3、“注射器”测量法

【实验器材】注射器、弹簧测力计，刻度尺，尼龙绳。

【实验步骤】

（1）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；

（2）用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钩相连，然后水平慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下测力计的示数F；

（3）用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L，根据注射器的最大刻度对应容积V，计算得出活塞的横截面积S。

【实验结果】

【必刷题型精练】

1．（2021•自贡中考）如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是（　　）

A．玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强 

B．外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强 

C．玻璃管竖直时，上端无水银的部分肯定是真空 

D．玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出

解：由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，倾斜后水银高为74cm。

A、大气压不变，仍能支持76cm的水银柱，而倾斜后水银充满全管，水银高为74cm，水银柱产生压强减小，所以水银对玻璃管上端有压强，故A正确；

B、由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，所以外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强，故B正确；

C、玻璃管倾斜后能够充满全管，说明上端无水银的部分肯定是真空，若不是真空，管内水银不会充满全管，故C正确；

D、玻璃管倾斜后，上端碰出一小孔，试管上端也存在大气压强，管内水银在重力作用下会下降，而不会向上喷，故D错误。

答案：D。

2．（2021•哈尔滨模拟）塑料吸盘是家庭常用的小工具，小明做了如图的实验，在实验中吸盘都保持静止，但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物，你认为正确的是（　　）

A．甲图中如果将塑料吸盘戳个小孔，吸盘仍能吸在墙面上 

B．甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力 

C．利用乙图的实验可以粗略测量大气压强的值 

D．利用乙图的实验在海拔更高的地区仍能提起该重物

解：A、甲图中如果将塑料吸盘戳个小孔，内外大气压相等，吸盘不能吸在墙面上，故A错误；

B、甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力，并且二力是一对平衡力；在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力，二力也是一对平衡力；因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系，故B错误；

C、乙图中下面吸盘受到大气向上的压力和物体向下的拉力，并且二力是一对平衡力，故大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力；能求出大气对吸盘的压力，故可以粗测大气压的值；故C正确；

D、用乙图的实验在海拔更高的地区，气压减小，大气对下面吸盘的压力小于钩码的重力，不能再提起该重物，故D错误；

答案：C。

3．（2021•成都模拟）如图所示，一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气，当外界大气压强为1标准大气压时，管内水银柱高度l1小于76厘米，此时弹簧秤示数为F1．若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面升高2厘米，则玻璃管内的水银柱高度l2和弹簧秤的示数F2应满足（　　）

A．l2＝l1，F2＝F1 B．l2＞l1，F2＞F1 

C．l2＜l1，F2＜F1 D．l2＜l1，F2＞F1

解：（1）由题意可知，管内气体压强与水银柱压强之和等于外界大气压，即p空气+p水银柱＝p0，加入水银后，由于空气的密度远小于水银的密度，因此管内空气体积明显变小，压强会变大，而大气压不变，故p水银柱变小，所以l2＜l1；

（2）同样由题意可知，以试管为研究对象，它受到向下的重力+向下的大气压力＝向上的拉力F1+管内气体向上的压力，弹簧秤的示数＝（试管重力+向下的大气压力）﹣管内气体向上的压力，由于相对原来管内水银柱长度变小了，空气压强变大，对试管向上的压力变大，所以弹簧测力计示数减小，则弹簧秤的示数F2＜F1。

综合上述分析，若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面升高，l2＜l1，F2＜F1，只有选项C符合题意。

答案：C。

4．（2021•苏州模拟）如图所示，把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上，玻璃管A由支架固定，且跟水银槽B的底部不接触。当大气压强是1.0×105Pa时，电子秤的示数为Q，若外界大气压强下降时，电子秤的读数将（　　）

A．等于Q B．大于Q C．小于Q D．无法确定

解：由图知：托盘电子秤称的是水银槽和槽中的水银；而管中的水银处于大气压所产生向上的力和重力的平衡力；大气压强下降时，进入玻璃管的水银减少，使水银槽中的水银增多，水银槽中的水银增加，使水银槽及槽中的水银所受的重力增加，故示数大于Q。

答案：B。

5．（2021•镇江模拟）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，某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，g＝10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计，则所测大气压的值应为（　　）

A．1.26×105Pa B．1.10×105Pa C．1.01×105Pa D．0.96×105Pa

解：当注射器中的活塞开始向左滑动时，G1＝（0.88+0.1）kg×10N/kg＝9.8N，对活塞受力分析：f+F＝G1＝9.8N；

当注射器中的活塞开始向右滑动时，G2＝（0.46+0.1）kg×10N/kg＝5.6N，对活塞受力分析：F﹣f＝G2＝5.6N；

两式联立解得：F＝7.7N；

∴p＝＝＝1.10×105Pa；

答案：B。

6．（2021•呼和浩特模拟）小梁同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米，一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，如图所示。

（1）已知水银的密度为13.6×103kg/m3，她通过数据计算得出大气压的值为 　9.3296×104　Pa。

（2）如果我们将此装置拿到海平面去测量，则测量结果将 　大于　她测量的值。（选填“大于”或“小于”）

（3）小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值，他把水银换成水，将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时，发现管中的水柱不会下降。如果你来测量，且能够测出，则玻璃管长度 　可以小于10m　。（选填“必须大于10m”或“可以小于10m”）

解：（1）测量得到的大气压强值为p＝ρgh＝13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.7m＝9.3296×104Pa；

（2）海拔越高，气压越低，海拔越低，气压越高，如果将此装置拿到海平面去测量，则测量结果将大于海拔高处测量的值；

（3）把水银换成水，由p＝ρ水银gh水银＝ρ水gh水可得，

9.3296×104Pa＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×h，

h＝9.52m＜10m，

所以试管的高度可以小于10m。

答案：（1）9.3296×104；（2）大于；（3）可以小于10m。

7．（2021•佛山模拟）晓宇设计了用吸盘测量大气压值得实验，请帮助晓宇做好以下工作

（1）请补充完整该实验相关步骤：

①如图所示，将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上，挤出里面的空气；

②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接，向小桶中缓慢注入细沙，直到恰好脱离板面；

③用天平测出细沙和小桶的质量M；

④用刻度尺 　测量塑料吸盘的半径r　；

⑤大气压强表达式为：　p＝　。

（2）本实验存在误差的原因是（写出两个）

①　吸盘内有空气　；②　测量塑料吸盘的半径r有误差　。

（3）晓宇和同学决定对这个实验进行改进，找来约12m长的透明细软橡胶管、水盆、足够长的卷尺、细绳、铁夹及足量的水，用这些器材测出了当天的大气压值，请你简述实验过程及所需测量的物理量并写出大气压强的表达式。

解：（1）④用刻度尺测量塑料吸盘的半径r，利用S＝πr2求得测量塑料吸盘的半径r；则F＝G＝mg．p＝＝＝；

⑤吸盘脱离玻璃板时，小桶对吸盘的拉力（即桶和细砂的重力）等于大气压对吸盘的压力，

（2）吸盘内有空气；吸盘及挂钩、细绳的重量；测量吸盘的直径误差较大；测量了吸盘的外径；吸盘受到大气压强的面积不同；桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力；吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因；

（3）①将橡胶管注满水，用两个铁夹夹紧橡胶管的两端，一端浸没于装有水的水盆中，另一端用细绳提至10m以上高处；

②松开橡皮管底部的铁夹，待橡皮管内水面下降至静止时，用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度，计为h；

③表达式：p＝ρ水gh。

答案：（1）④测量塑料吸盘的半径r；⑤p＝；（2）吸盘内有空气；测量塑料吸盘的半径r有误差；（3）见解答部分。

8．（2021•天津模拟）如图所示是托里拆利实验的装置图。

（1）先将一端封闭、长约1m的细玻璃管内灌满水银，确保管内没有　空气　。

（2）大拇指封闭玻璃管后，将管口倒转插入水银槽中待液面稳定后，读出此水银柱的高度h＝750mm。此时外界压强　＜　（选填“＞”“＜”或“＝”）标准大气压强。

（3）如果该实验中出现以下情况：（均选填“上升”“不变”或“下降”）

①玻璃管内不慎混入空气，那么管内的水银柱高度将　下降　。

②玻璃管的管口抬高些，但不离开槽内水银面，那么管内的水银柱高度　不变　。

③玻璃管换粗些，那么管内的水银柱高度将　不变　。

④若将玻璃管稍微倾斜，那么管内的水银柱高度将　不变　。

⑤若将实验由地面移到一口深井底（低于海平面）去进行，那么管内的水银柱高度将　上升　。

解：（1）做托里拆利实验时，先在一端封闭约1米长的细玻璃管内灌满水银，确保管内没有空气，外界大气压才等于水银柱产生的向下的压强；

（2）水银柱的高度为h＝750mm，小于760mm水银柱，说明此时外界压强小于1标准大气压强；

（3）①玻璃管内不慎混入空气，则会产生气体压强p气，因大气压强p大气＝p气+p水银，管内的水银柱高度下降；

②玻璃管的管口抬高些，但不离开槽内水银面，大气压不变，水银柱高度也不变，即管内的水银柱高度不变；

③玻璃管换粗些，大气压不变，水银柱高度也不变，即管内的水银柱高度将不变。

④若将玻璃管稍微倾斜，大气压不变，水银柱高度也不变，即管内的水银柱高度将不变。

⑤若将实验由地面移到一口深井底（低于海平面）去进行，高度减小，大气压增大，则管内的水银柱高度上升。

答案：（1）空气；（2）＜；（3）①下降；②不变；③不变；④不变；⑤上升。

9．（2021•苏州中考）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 　注射器带刻度部分　的长度l为10cm，即可算出活塞横截面积为 　0.2　cm2；

（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，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F＝2.1N，据此可测得大气压值p＝　1.05×105　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，缓慢退回注射器筒，在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F'，则大气压值p'＝　　（用题中出现的物理量符号表示）；

（4）实验时若筒内空气没有排尽，此因素将导致所测大气压值 　偏小　（偏大/偏小/不变）。

解：（1）注射器带刻度部分的容积为2mL，长度l为10cm，则活塞的横截面积：；

（2）大气压：＝；

（3）由题意知，设外界大气对活塞的压力为F0，筒与筒壁之间的摩擦为f，第一次活塞被拉出注射器时，活塞受力情况为：F＝F0+f，第二次活塞退回注射器时，活塞受力情况为：F0＝F′+f，则外界大气对活塞的压力为F0＝，故大气压值为；

（4）若筒内空气没有排尽，则所需拉力偏小，在受力面积一定时，所测大气压值就偏小。

答案：（1）注射器带刻度部分；0.2；（2）1.05×105；（3）；（4）偏小。

10．（2021•天水中考）学完大气压之后，老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验，如图甲所示。小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5N的弹簧测力计、玻璃板。

（1）他们设计了如下实验步骤：

A.记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力

B.小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘

C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直至吸盘刚要离开玻璃板

D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d，计算吸盘与玻璃板的接触面积S＝1.0×10﹣4m2

E.根据P＝，计算出大气压的大小P

你认为合理的实验步骤顺序应该是 　②　（选填“①”或“②”）；

①：DBACE

②：BDCAE

（2）排好序后进行实验，弹簧测力计拉至最大读数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×105Pa计算，弹簧测力计量程至少要大于 　10　N；

（3）因为没有多余的大量程弹簧测力计，小刚运用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量，保持轻杆水平，在吸盘刚要离开玻璃板时，弹簧测力计读数是 　2.6　N，可计算出大气压值为 　7.8×104　Pa；

（4）他们发现实验结果明显比真实气压值小，其中的原因可能是 　吸盘内有空气（测量吸盘的直径d有误差）　。（答1条即可）

解：（1）用吸盘方法测量大气压强：①将吸盘吸在光滑玻璃板上，排尽吸盘内空气，为了密封，先将吸盘蘸水；②测量吸盘与玻璃板之间的接触面积；③用弹簧测力计拉动吸盘至吸盘刚好离开玻璃板，读出弹簧测力计示数即为大气压力；④记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力；⑤根据p＝计算压强值；故正确步骤应选②；

（2）根据F＝pS＝1×105Pa×1.0×10﹣4m2＝10N

（3）弹簧测力计读数：最小刻度为0.2N，读数为2.6N；

由杠杆平衡原理可得，吸盘所受拉力为：2.6N×3＝7.8N，

由p＝＝＝7.8×104Pa；

（4）用吸盘法测大气压测的结果小于真实值可能的原因：吸盘内的空气无法全部排尽；测量过程中有误差等。（合理即可）

答案：（1）②；（2）10；（3）2.6；7.8×104；（4）吸盘内有空气；测量吸盘的直径d有误差等（合理即可）。