備戰(zhàn)2021中考物理實(shí)驗(yàn)專題《粗略測(cè)算大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)》-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?br> 粗略估算大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。
【實(shí)驗(yàn)器材】：
注射器；彈簧測(cè)力計(jì)；細(xì)線；橡皮帽；刻度尺。
【實(shí)驗(yàn)原理】：
P=F/S
知識(shí)依據(jù)：二力平衡（利用注射器的活塞受到彈簧測(cè)力計(jì)和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)，即二力平衡。）
【實(shí)驗(yàn)步驟】：
= 1 \* GB3 ①把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
= 2 \* GB3 ②如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；
= 3 \* GB3 ③讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；
= 4 \* GB3 ④用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L。
【實(shí)驗(yàn)記錄】：
【數(shù)據(jù)處理】：
= 1 \* GB3 ①注射器近似圓柱體，由體積公式可以算出活塞的橫截面積S=V/L
= 2 \* GB3 ②根據(jù)公式p=求出大氣壓強(qiáng)；
【考點(diǎn)方向】
1、該實(shí)驗(yàn)求出的大氣壓是估測(cè)數(shù)值，和真實(shí)的大氣壓數(shù)值存在差距主要原因是兩方面：
答：一、；二、。
2、若不考慮其它因素，根據(jù) 的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
3、注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果。
4、空氣無(wú)法排盡可以采取的方法是：。
5、實(shí)驗(yàn)前在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油主要好處有：一、；二、。
6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向目的：可以減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高。
7、當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)或者為了拉動(dòng)時(shí)更省力可以采取的方法是：。
8、該實(shí)驗(yàn)的原理依據(jù)是：。
知識(shí)依據(jù)：（利用注射器的活塞受到彈簧測(cè)力計(jì)和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)，即二力平衡。）
9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣做的目的是。（從而使得作用在活塞上的力只有大氣壓力和彈簧測(cè)力計(jì)拉力）
10、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，此時(shí)拉力等于大氣壓力。
11、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了減小活塞與筒壁之間的摩擦除了采用涂抹潤(rùn)滑油外，還可以采用哪些方法：。
12、如果考慮活塞和筒壁之間摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，所測(cè)的大氣壓值應(yīng)該比標(biāo)準(zhǔn)值。
【創(chuàng)新母題】：小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材，對(duì)大氣壓的值進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
B、用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=7.5N；
C、測(cè)出注射器的全部長(zhǎng)度L=4cm.
圖甲圖乙
（1）實(shí)驗(yàn)所用的器材為：注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽、水和。
（2）測(cè)量大氣壓的原理為：，受力面積S的表達(dá)式為：；實(shí)驗(yàn)中研究對(duì)象為，不考慮摩擦?xí)r，以此研究對(duì)象為受力物體的兩個(gè)施力物體分別為和。
（3）在如圖所示的裝置中，小明不能采用圖的裝置來(lái)估測(cè)大氣壓強(qiáng)，其原因是。
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處；一是減小；二是。
（5）反思并回答：
①實(shí)驗(yàn)步驟A的目的是。
②指出以上實(shí)驗(yàn)步驟中的錯(cuò)誤：。
③步驟B中為什么要在注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)？。
④用測(cè)得的物理量表示大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式：p= 。
（6）托里拆利實(shí)驗(yàn)是世界上第一個(gè)測(cè)出大氣壓的實(shí)驗(yàn)；1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約為 Pa。
（7）小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們?cè)谧龃藢?shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的大氣壓值誤差較大，對(duì)此小形與同學(xué)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(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有讀準(zhǔn)：④活塞與注射器筒壁不完全密封。上述原因一定會(huì)使測(cè)量值小于真實(shí)值的是（填寫序號(hào)）。
（8）實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2，若彈簧測(cè)力計(jì)量程為10N，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用（選填“甲”或“乙”）注射器。
練習(xí)1.（2019·泰州）小明用2mL的注射器、量程為0～10N的彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺粗略測(cè)量大氣壓的值，本實(shí)驗(yàn)的原理是二力平衡和p=_ __。
步驟一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步驟二：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞_ __時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.2N。
步驟三：用刻度尺測(cè)出注射器__ _長(zhǎng)度為4.00cm
步驟四：算出大氣壓強(qiáng)值為__ _Pa。
同組的小華分析了影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能因素后，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：
①將步驟一改為：先將注射器內(nèi)抽滿水，再豎直向上推動(dòng)活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，這樣便于_ __。
②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,讀得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.3N由此可知,此時(shí)活塞所受到的_ __(摩擦力/大氣壓力)為0.3N。小華根據(jù)改進(jìn)后測(cè)得的數(shù)據(jù)，重新計(jì)算大氣壓的值。
練習(xí)2.（2018?無(wú)錫）為了測(cè)量大氣壓強(qiáng)，某同學(xué)選擇的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺和細(xì)線，實(shí)驗(yàn)步驟如下
（1）如圖甲，用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度L= cm。
（2）如圖乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器簡(jiǎn)，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F= N。
（3）該同學(xué)所測(cè)得的大氣壓強(qiáng)值為 Pa。
練習(xí)3.（2018·咸寧）物理興趣小組的同學(xué)利用周末開展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮海疁y(cè)量方案如下：
A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
B．如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；
C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；
D．用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L。
（1）請(qǐng)根據(jù)他們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：測(cè)量中，分析研究的是大氣對(duì)________（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對(duì)象處于________狀態(tài)．若不考慮其它因素，根據(jù)________的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果________（選填“偏大”“不變”或“偏小”）．同學(xué)們聯(lián)想到去醫(yī)院打針的情景，可采取簡(jiǎn)單的辦法將注射器內(nèi)空氣排盡．你的方法是_____ ___。
（3）測(cè)量前，有同學(xué)建議在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以________．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小________對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。
（4）若同學(xué)們用圖乙中B注射器在測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒(méi)有滑動(dòng)．可改用圖乙中的________（選填“A”或“C”）注射器．用測(cè)量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=________。
練習(xí)4.（2019·黃石）如圖所示，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用1m長(zhǎng)玻璃管做托里拆利實(shí)驗(yàn)，管中水銀柱高度為__ _mm。
(1)假定移動(dòng)玻璃管的過(guò)程均不漏氣，請(qǐng)描述玻璃管內(nèi)水銀柱高度的變化情況 (選填“升高”、“不變”或“降低”)
將玻璃管傾斜放置，水銀柱的高度將_ __。
將玻璃管向上提升一點(diǎn)，水銀柱高度將_ __。
(2)如果用水來(lái)代替水銀做實(shí)驗(yàn),水__ _(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)充滿玻璃管，若管口剛好在水面上且保證不漏氣，此時(shí)玻璃管內(nèi)底部的壓強(qiáng)___ Pa。(g=10N/kg,結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示,保留一位有效數(shù)字)。
練習(xí)5. 為了估測(cè)大氣壓究竟有多大，曉彤和小雪正在用如圖所示的裝置按如下步驟進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)水桶向吸盤下的水桶中注水，至吸盤從水平光滑的水平板上脫落為止。器材還有測(cè)人質(zhì)量的人體秤，刻度尺及三角板。
（1）請(qǐng)你利用上述器材寫出測(cè)量大氣壓的思路。
答：。
（2）曉彤和小雪在測(cè)量過(guò)程中觀察到，水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為1.0×105Pa，吸盤直徑均為2cm（為方便計(jì)算π取3，g取10N/kg）。曉彤測(cè)出吸盤脫落時(shí)水桶及水的質(zhì)量為2.4kg，則曉彤測(cè)出的大氣壓值為 Pa。小雪用該方法測(cè)出的大氣壓值為1.1×105Pa，試分析兩位同學(xué)所測(cè)大氣壓值與水銀氣壓計(jì)的示數(shù)不同的原因。
答：。
（3）若沒(méi)有體重秤，請(qǐng)你在實(shí)驗(yàn)室找到其他工具設(shè)法測(cè)出桶及水的總重。（寫出一種即可）
【考點(diǎn)方向】
1、該實(shí)驗(yàn)求出的大氣壓是估測(cè)數(shù)值，和真實(shí)的大氣壓數(shù)值存在差距主要原因是兩方面：
答：一、活塞與注射器之間存在摩擦；二、空氣難以排盡。
2、若不考慮其它因素，根據(jù) 二力平衡的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
3、注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小。
4、空氣無(wú)法排盡可以采取的方法是：將注射器內(nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口。
5、實(shí)驗(yàn)前在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油主要好處有：一、減小摩擦；二、增加氣密性。
6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向目的：可以減小活塞自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。
7、當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)或者為了拉動(dòng)時(shí)更省力可以采取的方法是：可換用小量程注射器。（減小活塞的橫截面積）
8、該實(shí)驗(yàn)的原理依據(jù)是：P=F/S。
知識(shí)依據(jù)：二力平衡（利用注射器的活塞受到彈簧測(cè)力計(jì)和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)，即二力平衡。）
9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣做的目的是排盡筒內(nèi)空氣，密封注射器。（從而使得作用在活塞上的力只有大氣壓力和彈簧測(cè)力計(jì)拉力）
10、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該水平方向、緩慢勻速拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，此時(shí)拉力等于大氣壓力。
11、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了減小活塞與筒壁之間的摩擦除了采用涂抹潤(rùn)滑油外，還可以采用：在用橡皮套封住注射器端口前，將其注射器水平放置，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)活塞，測(cè)出摩擦力的大小，密封端口后再次拉動(dòng)測(cè)得的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減去摩擦力就是大氣壓力。
12、如果考慮活塞和筒壁之間摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，所測(cè)的大氣壓值應(yīng)該比標(biāo)準(zhǔn)值偏大。
【創(chuàng)新母題】：小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材，對(duì)大氣壓的值進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
B、用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=7.5N；
C、測(cè)出注射器的全部長(zhǎng)度L=4cm.
甲乙
（1）實(shí)驗(yàn)所用的器材為：注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽、水和。
（2）測(cè)量大氣壓的原理為：，受力面積S的表達(dá)式為：；實(shí)驗(yàn)中研究對(duì)象為，不考慮摩擦?xí)r，以此研究對(duì)象為受力物體的兩個(gè)施力物體分別為和。
（3）在如圖所示的裝置中，小明不能采用圖的裝置來(lái)估測(cè)大氣壓強(qiáng)，其原因是。
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處；一是減小；二是。
（5）反思并回答：
①實(shí)驗(yàn)步驟A的目的是。
②指出以上實(shí)驗(yàn)步驟中的錯(cuò)誤：。
③步驟B中為什么要在注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)？。
④用測(cè)得的物理量表示大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式：p= 。
（6）托里拆利實(shí)驗(yàn)是世界上第一個(gè)測(cè)出大氣壓的實(shí)驗(yàn)；1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約為 Pa。
（7）小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們?cè)谧龃藢?shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的大氣壓值誤差較大，對(duì)此小形與同學(xué)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(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有讀準(zhǔn)：④活塞與注射器筒壁不完全密封。上述原因一定會(huì)使測(cè)量值小于真實(shí)值的是（填寫序號(hào)）。
（8）實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2，若彈簧測(cè)力計(jì)量程為10N，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用（選填“甲”或“乙”）注射器。
【答案】
（1）刻度尺；（2）P=F/S；S=V/L；活塞；繩子；大氣（或空氣）；（3）乙；活塞的重力影響拉力的測(cè)量；（4）摩擦；放置裝置漏氣；（5）排盡空氣；C步驟應(yīng)測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度；此時(shí)注射器底部對(duì)活塞的作用力為零，拉力近似大氣對(duì)活塞的壓力；FL/V。（6）76；1.0×105；（7） = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④；（8）甲。
【解析】
（1）實(shí)驗(yàn)中要測(cè)出注射器的長(zhǎng)度，因此除了：注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽、水，還要有刻度尺。
（2）本實(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓是以注射器中活塞為研究對(duì)象，當(dāng)排盡里面空氣后，將其中出口封閉，活塞剛拉動(dòng)時(shí)，活塞受到繩子和大氣的作用力，此時(shí)二力是平衡的，可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力大小，即可以得知近似大氣壓力F；有注射器的型號(hào)可知其體積V，然后用刻度尺測(cè)量出有刻度部分的長(zhǎng)度L，然后依據(jù)S=V/L，算出活塞的橫截面積S，依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=F/S，即可求出近似大氣壓值。
（3）本實(shí)驗(yàn)，由于用到活塞受到的拉力和大氣壓力相等即二力平衡的知識(shí)，如果豎直會(huì)由于活塞重力的影響，使測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。因此不采用乙圖方式。
（4）由于實(shí)驗(yàn)時(shí)，活塞與筒壁之間存在摩擦，氣密性要求也比較高，因此通過(guò)涂抹潤(rùn)滑油既可以減小摩擦，又可以增加裝置的氣密性，從而減小測(cè)量誤差。
（5）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，是為了排盡其里面的空氣；C步驟應(yīng)測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度，如果測(cè)量全部長(zhǎng)度，起始位置產(chǎn)生的誤差相對(duì)較大，故測(cè)量有刻度部分；剛開始拉動(dòng)時(shí)，注射器底部對(duì)活塞的作用力為零，拉力近似大氣對(duì)活塞的壓力；剛開始拉動(dòng)時(shí)測(cè)量出其F，根據(jù)注射器的型號(hào)可以得知其V，然后測(cè)出有刻度部分的長(zhǎng)度L，然后依據(jù)S=V/L，算出活塞的橫截面積S，依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=F/S，
即可推導(dǎo)出P= FL/V。
（6）本題考查的大氣壓的一些常識(shí)，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約為 1.0×105Pa。
（7）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(nèi)有空氣都會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏小；
②活塞與注射器筒壁間有摩擦，會(huì)使拉力變大，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏大；
③沒(méi)有讀準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值小于真實(shí)值，也可能會(huì)大于真實(shí)值。
因此選擇 = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④。
（8）依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=F/S，可知大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，接觸面積越大，其受到的壓力也越大，因此選擇橫截面積小些的，拉動(dòng)起來(lái)會(huì)更為省力一些，所以選擇甲型號(hào)的注射器。
練習(xí)1.（2019·泰州）小明用2mL的注射器、量程為0～10N的彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺粗略測(cè)量大氣壓的值，本實(shí)驗(yàn)的原理是二力平衡和p=_ __。
步驟一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步驟二：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞_ __時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.2N。
步驟三：用刻度尺測(cè)出注射器__ _長(zhǎng)度為4.00cm
步驟四：算出大氣壓強(qiáng)值為__ _Pa。
同組的小華分析了影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能因素后，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：
①將步驟一改為：先將注射器內(nèi)抽滿水，再豎直向上推動(dòng)活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，這樣便于_ __。
②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,讀得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.3N由此可知,此時(shí)活塞所受到的_ __(摩擦力/大氣壓力)為0.3N。小華根據(jù)改進(jìn)后測(cè)得的數(shù)據(jù)，重新計(jì)算大氣壓的值。
【答案】
F/S；剛被拉動(dòng)；有刻度部分的；1.04×105Pa；①排空注射器內(nèi)的空氣；②摩擦力。
【解析】
本實(shí)驗(yàn)的原理是二力平衡和p=F/S；
由于注射器活塞頸部，用繩與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，應(yīng)水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，這樣相當(dāng)于水平向右拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤；當(dāng)注射器中的活塞開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明此時(shí)拉力等于大氣對(duì)活塞的壓力。故記下的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，就是大氣對(duì)活塞的壓力F=5.2N；
注射器全部刻度的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4.00cm,有刻度部分的容積為V=2ml,注射器活塞的橫截面積為S=V/L ，
此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=F/S=F/(L/V)=(5.2N×4×10?2m)/2×10?6m3=1.04×105Pa，
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，產(chǎn)生的力會(huì)和外部大氣壓力抵消一部分，這樣使得彈簧測(cè)力計(jì)受到的拉力減小，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏??；先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，使水充滿在注射器小孔中，這樣可排盡注射器小孔中殘余氣體，減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的測(cè)量的誤差；
②如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對(duì)活塞的壓力，從而使測(cè)量值偏大。所以小華取下橡皮帽，重復(fù)步驟二的操作，讀得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.3N，此時(shí)活塞所受到的摩擦力為0.3N。
練習(xí)2.（2018?無(wú)錫）為了測(cè)量大氣壓強(qiáng)，某同學(xué)選擇的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺和細(xì)線，實(shí)驗(yàn)步驟如下
（1）如圖甲，用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度L= cm。
（2）如圖乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器簡(jiǎn)，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F= N。
（3）該同學(xué)所測(cè)得的大氣壓強(qiáng)值為 Pa。
【答案】
（1）4.00；（2）6.4；（3）1.024×105Pa。
【解析】
（1）由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的長(zhǎng)度；
（2）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出拉力的大??；
（3）根據(jù)公式p=F/S求出大氣壓強(qiáng)。
（1）從圖中可以看出，注射器可容納的藥水容積為2.5ml=2.5cm3，這2.5cm3的刻度長(zhǎng)度由刻度尺可看出為4.00cm；
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，所以拉力大小是6.4N；
（3）故活塞的橫截面積為S=V/h=2.5cm2/4cm=0.625cm2=6.25×10﹣5m2，
p=F/S=6.4N/(6.25×10-5m2) =1. 024×105Pa。
練習(xí)3.（2018·咸寧）物理興趣小組的同學(xué)利用周末開展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮海疁y(cè)量方案如下：
A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
B．如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；
C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；
D．用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L。
（1）請(qǐng)根據(jù)他們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：測(cè)量中，分析研究的是大氣對(duì)________（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對(duì)象處于________狀態(tài)．若不考慮其它因素，根據(jù)________的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果________（選填“偏大”“不變”或“偏小”）．同學(xué)們聯(lián)想到去醫(yī)院打針的情景，可采取簡(jiǎn)單的辦法將注射器內(nèi)空氣排盡．你的方法是_____ ___。
（3）測(cè)量前，有同學(xué)建議在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以________．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小________對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。
（4）若同學(xué)們用圖乙中B注射器在測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒(méi)有滑動(dòng)．可改用圖乙中的________（選填“A”或“C”）注射器．用測(cè)量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=________。
【答案】
（1）活塞；靜止；二力平衡；
（2）偏??；將注射器內(nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口；
（3）減小摩擦；活塞自身重力；
（4）C；FL/V。
【解析】
（1）該實(shí)驗(yàn)中以活塞為研究對(duì)象；分析研究的是大氣對(duì)活塞的壓力；
當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，活塞與地面間沒(méi)有位置的變化，是靜止的；
當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，利用二力平衡原理來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力。彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時(shí)的示數(shù)；
（2）注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，即有殘余氣體，注射器內(nèi)還會(huì)有一定氣壓，這樣會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏小；
將注射器內(nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口，可以采用這一簡(jiǎn)單的方法將注射器內(nèi)空氣排盡。
（3）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是活塞的密封性好。
當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，由于活塞受重力的作用，使得測(cè)力計(jì)的拉力不等于大氣壓力，從而影響測(cè)得的大氣壓，所以讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小活塞自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。
（4）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS，受力面積越小，壓力也會(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用小量程注射器，故選C；
活塞的面積S=V/L，將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=F/S =F/(V/L)= FL/V。
練習(xí)4.（2019·黃石）如圖所示，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用1m長(zhǎng)玻璃管做托里拆利實(shí)驗(yàn)，管中水銀柱高度為__ _mm。
(1)假定移動(dòng)玻璃管的過(guò)程均不漏氣，請(qǐng)描述玻璃管內(nèi)水銀柱高度的變化情況 (選填“升高”、“不變”或“降低”)
將玻璃管傾斜放置，水銀柱的高度將_ __。
將玻璃管向上提升一點(diǎn)，水銀柱高度將_ __。
(2)如果用水來(lái)代替水銀做實(shí)驗(yàn),水__ _(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)充滿玻璃管，若管口剛好在水面上且保證不漏氣，此時(shí)玻璃管內(nèi)底部的壓強(qiáng)___ Pa。(g=10N/kg,結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示,保留一位有效數(shù)字)。
【答案】
760；(1)不變；不變；(2)會(huì)；9×104Pa。
【解析】
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持760mm高的水銀柱，故此時(shí)玻璃管內(nèi)水銀柱高度為760mm；
(1)將玻璃管傾斜一些，大氣壓不變，水銀柱高度也不變，但長(zhǎng)度會(huì)變大一些；將玻璃管豎直上提，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓，即高度不變，還是760mm水銀柱；
(2)一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持10m高的水柱,故水會(huì)充滿玻璃管玻璃管；
根據(jù)P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
則玻璃管內(nèi)底部的壓強(qiáng)為1.0×105Pa?1×104Pa=9×104Pa。
練習(xí)5. 為了估測(cè)大氣壓究竟有多大，曉彤和小雪正在用如圖所示的裝置按如下步驟進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)水桶向吸盤下的水桶中注水，至吸盤從水平光滑的水平板上脫落為止。器材還有測(cè)人質(zhì)量的人體秤，刻度尺及三角板。
（1）請(qǐng)你利用上述器材寫出測(cè)量大氣壓的思路。
答：。
（2）曉彤和小雪在測(cè)量過(guò)程中觀察到，水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為1.0×105Pa，吸盤直徑均為2cm（為方便計(jì)算π取3，g取10N/kg）。曉彤測(cè)出吸盤脫落時(shí)水桶及水的質(zhì)量為2.4kg，則曉彤測(cè)出的大氣壓值為 Pa。小雪用該方法測(cè)出的大氣壓值為1.1×105Pa，試分析兩位同學(xué)所測(cè)大氣壓值與水銀氣壓計(jì)的示數(shù)不同的原因。
答：。
（3）若沒(méi)有體重秤，請(qǐng)你在實(shí)驗(yàn)室找到其他工具設(shè)法測(cè)出桶及水的總重。（寫出一種即可）
【答案】
（1）根據(jù)p=FS可知，只要分別測(cè)出壓力及受力面積，即可求出壓強(qiáng)；
（2）8×104；曉彤實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有將吸盤內(nèi)的空氣完全排出；小雪實(shí)驗(yàn)中由于在吸盤即將脫落時(shí)加水過(guò)快，導(dǎo)致水桶里加的水偏多；
（3）①用量筒測(cè)出水的體積算出水重，再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出桶重；
②在桶中加鉤碼，至快脫落時(shí)，再加適量的水，用量筒、彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出水重、桶重，即可解決總重。
【解析】
（1）根據(jù)p=FS可知，只要分別測(cè)出壓力及受力面積，即可求出壓強(qiáng)；
（2）由于吸盤受水桶及水的總重力的作用，則吸盤脫落時(shí)大氣壓的壓力與水桶及水的總重力相平衡，則：
F=G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，
已知S=14πD2=14×3×(2cm)2=3cm2=3×10-4m2，
則大氣壓p=F/S=24N/3×10?4m2=8×104pa；
曉彤實(shí)驗(yàn)中是根據(jù)吸盤內(nèi)的空氣時(shí)測(cè)量的，若偏小則是由于曉彤實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有將吸盤內(nèi)的空氣完全排出,吸盤內(nèi)的空氣產(chǎn)生了向下的壓力；小雪實(shí)驗(yàn)中由于在吸盤即將脫落時(shí)加水過(guò)快，導(dǎo)致水桶里加的水偏多；
（3）①用量筒測(cè)出水的體積算出水重，再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出桶重；
②在桶中加鉤碼，至快脫落時(shí)，再加適量的水，用量筒、彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出水重、桶重，即可解決總重。大氣對(duì)活塞
的壓力F/N
注射器的容積V/ml
注射器有刻度的部分的長(zhǎng)度l/cm
活塞的橫截面積S/m2
大氣壓的值P/Pa

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