Question

17．小明利用標有最大刻度值2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進行測量，其實驗步驟如下：
a．先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，當注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔．
b．用細繩拴住注射器活塞頸部，使繩另一端與彈簧測力計掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒，如圖所示．當注射器中的活塞開始運動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為7.5N．
c．測出注射器全部刻度的長度為4cm．
d．根據(jù)測量數(shù)據(jù)．算出大氣壓的值．
（1）實驗所用的器材為：注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水和刻度尺．
（2）此注射器活塞的橫截面積是0.625cm²．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出大氣壓強是1.2×10⁵Pa．
（3）小明發(fā)現(xiàn)，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大，對此小明與同學找出了下列可能的原因：
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；   ②活塞與注射器筒壁間有摩擦；
③彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準；            ④活塞與注射器筒壁不完全密封．
上述原因一定會使測量值小于真實值的是B．
A．①③B．①④C．②③D．②④．

Answer 1

分析 a、將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，是為了排盡注射器內的空氣．
b、根據(jù)二力平衡的條件，當活塞剛剛拉動時，彈簧測力計的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；
（1）實驗中要測出注射器的長度，因此要用到刻度尺．
（2）注射器的容積可通過圖中讀出，其單位為ml，注射器是圓柱體，利用公式V=SL的變形，可求其橫截面積的大��；
根據(jù)彈簧測力計的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大��；
（3）注射器筒內有空氣或沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)都會導致測量值大于真實值．

解答 解：a、實驗中要排出注射器內的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力．
b、當注射器中的活塞開始運動時，說明此時拉力等于大氣對活塞的壓力．故記下的彈簧測力計示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F．
（1）實驗中要測出注射器的長度，因此除了：注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水，還要有刻度尺．
（2）已知注射器容積為2.5ml，即2.5cm³．注射器全部刻度的長度L=4cm，因為注射器為圓柱體，根據(jù)其體積公積可得，S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{4cm}$=0.625cm²
實驗時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣．彈簧測力計的示數(shù)F=7.5N，這就是大氣對活塞的壓力，將其代入公式得，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.5N}{0.625×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.2×10⁵Pa；
（3）①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；④活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內有空氣都會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏��；
②活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使拉力變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大；
③沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)可能會導致測量值小于真實值，也可能會大于真實值．
故選B．
故答案為：活塞；開始運動；（1）刻度尺；（2）0.625；1.2×10⁵；（3）B．

點評 本題屬實驗探究題，實驗探究題一般對學生的要求都較高，不僅要求學生熟練掌握課本上所學的相關知識，還要求學生具有一定的物理素養(yǎng)．