Question

4．小明利用最大刻度值標有2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓值進行估測．
（1）小明的實驗步驟如下：

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小孔．
B．用細尼龍繩拴住注射器活塞頸部，使繩的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器（選填“活塞”或“注射器筒”）．當注射器中的活塞剛開始（選填“剛開始”、“靜止”或“開始”）滑動時，記下彈簧測力計的示數，即等于大氣對活塞的壓力F．
C．用刻度尺測出注射器刻度部分的長度，記為L，讀出注射器的容積V，算出面積S．這里的S是指上圖中B（選填“A”或“B”）的面積．
D．最后計算出此時大氣壓的數值p=$\frac{FL}{V}$（寫出用測量值表示的表達式）．
（2）同組的小王發現注射器頂端裝針頭處，空氣無法排盡，這將使得測量結果比當天氣壓值偏小．（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）根據二力平衡的條件，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；再根據公式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小；
（2）注射器筒內有空氣會導致測量值小于真實值．

解答 解：（1）B中：由于注射器活塞頸部，用繩與彈簧測力計的掛鉤相連，應水平向右慢慢拉動注射器筒，這樣相當于水平向右拉動彈簧測力計的掛鉤；當注射器中的活塞剛開始運動時，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，就是大氣對活塞的壓力F；
C中：因為大氣壓力是作用在注射器的活塞上的，所以算出的面積S，是指注射器活塞的面積；
D中：注射器全部刻度的長度為L，有刻度部分的容積為V，注射器活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{L}$，此時大氣壓的數值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{FL}{V}$；
（2）橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，產生的力會和外部大氣壓力抵消一部分，這樣使得彈簧測力計受到的拉力減小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小．
故答案為：（1）注射器筒；剛開始；B；$\frac{FL}{V}$； （2）偏小．

點評 本題屬于實驗探究題，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發散思維．