Question

1．某學(xué)習(xí)小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材粗測大氣壓值．

（1）圖甲是按1：1的比例拍攝的注射器上的全部刻度線，注射器的最大可讀容積為20mL，用刻度尺測量注射器全部刻度的總長為10.3 cm，可算得活塞的橫截面積為1.94cm²．
（2）實驗時，小華把注射器的活塞推至注射器底端，排盡筒內(nèi)空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖乙所示安裝好器材，水平向右慢慢地拉動注射器筒，當彈簧測力計的示數(shù)增大到F=28.0N時，注射器中的活塞剛開始滑動，則測得大氣壓值p=1.44×10⁵ Pa．
（3）實驗時若筒內(nèi)空氣沒有排盡，將導(dǎo)致測得大氣壓值偏小；若活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，將導(dǎo)致測得大氣壓值偏大．（均選填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（4）實驗前小紅同學(xué)在活塞和筒壁間涂了點凡士林，這樣做的目的①減小摩擦②密封性好
（5）請對該小組選擇的器材做出評估彈簧測力計量程較大，注射器的橫截面積較小．

Answer 1

分析 （1）（2）本實驗的測量原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，再向外拉活塞，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．
（3）實驗的誤差主要是由于注射器內(nèi)的空氣沒有排盡和拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦引起的．
（4）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是密封性好．
（5）根據(jù)彈簧測力計的量程做出評估．

解答 解：（1）從圖中可以看出，注射器的最大可讀容積為20ml=20cm³，這20cm³的長度由刻度尺測量得出為10.3cm，故活塞的橫截面積為s=$\frac{V}{h}$=$\frac{20c{m}^{3}}{10.3cm}$≈1.94cm²=1.94×10^-4m²，=1.94cm²
（2）由此可計算出大氣壓強的值：p_大=$\frac{F}{S}$=$\frac{28N}{1.94×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈1.44×10⁵Pa；
（3）實驗時若注射器內(nèi)空氣沒有排盡，大氣壓等于注射器內(nèi)壓強加上拉力產(chǎn)生的壓強，這樣會使得測得的大氣壓值偏小．若活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，由p=$\frac{F}{S}$可知，將導(dǎo)致測得，大氣壓值偏大
（4）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是密封性好．
（5）根據(jù)F=PS知，因為大氣壓比較大，故彈簧測力計的量程選擇需要較大，注射器的橫截面積需要較小．
故答案為：
（1）20mL；10.3；1.94；（2）1.44×10⁵；（3）偏小；偏大；（4）減小摩擦；密封性好；（5）彈簧測力計量程較大，注射器的橫截面積較小．

點評 本題考查了大氣壓的測量方法，關(guān)鍵是一是壓強公式的靈活運用，二是注射器全部刻度的總長的確定．