文档内容
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】
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学科网（北京）股份有限公司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
2
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学科网（北京）股份有限公司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；
3
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学科网（北京）股份有限公司答案：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l 小于76厘米，此时弹簧秤示数为F ．若在水银槽中缓慢地倒入水银，使槽内水银面
1 1
升高2厘米，则玻璃管内的水银柱高度l 和弹簧秤的示数F 应满足（ ）
2 2
A．l ＝l ，F ＝F B．l ＞l ，F ＞F
2 1 2 1 2 1 2 1
C．l ＜l ，F ＜F D．l ＜l ，F ＞F
2 1 2 1 2 1 2 1
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 ＝p
0
，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l ＜l ；
2 1
（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F +管内气体向
1
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F ＜F 。
2 1
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，l ＜l ，F ＜F ，只有选项C符合题意。
2 1 2 1
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（ ）
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学科网（北京）股份有限公司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，G ＝（0.88+0.1）kg×10N/kg＝9.8N，对活塞受力分析：f+F＝G ＝
1 1
9.8N；
当注射器中的活塞开始向右滑动时，G ＝（0.46+0.1）kg×10N/kg＝5.6N，对活塞受力分析：F﹣f＝G ＝5.6N；
2 2
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 9.3296×1 0 4 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”）
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学科网（北京）股份有限公司解：（1）测量得到的大气压强值为p＝ gh＝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，ρ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＝ 水银gh水银 ＝ 水gh水 可得，
9.3296×104Pa＝1.0×103kg/m3×ρ9.8N/kg×h，ρ
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。
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学科网（北京）股份有限公司解：（1）④用刻度尺测量塑料吸盘的半径r，利用S＝ r2求得测量塑料吸盘的半径r；则F＝G＝mg．p＝
π
＝ ＝ ；
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＝ 水gh。
ρ
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 。
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学科网（北京）股份有限公司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＝ 1.05×1 0 5 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 ：
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学科网（北京）股份有限公司；
（2）大气压： ＝ ；
（3）由题意知，设外界大气对活塞的压力为 F ，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
0
受力情况为：F＝F +f，第二次活塞退回注射器时，活塞受力情况为：F ＝F′+f，则外界大气对活塞的压力为
0 0
F ＝ ，故大气压值为 ；
0
（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
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学科网（北京）股份有限公司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 1 0 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 7.8×1 0 4 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）。
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