Question

小虎同學利用注射器(容積為V)、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值．

(1)實驗時．首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，這樣做的目的是_____________________．
(2)如圖所示，水平向右慢慢地拉動注射器筒．當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數F．用刻度尺測出注射器全部刻度的長度L．則大氣壓的值可以表示為p＝_______．
(3)實驗過程中注射器筒內漏進了少量空氣，則測得的大氣壓值_______（偏大/不變／偏小）．
(4)實驗室有甲、乙兩個注射器．活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²．若彈簧測力計量程為10 N，實驗時應選用_______（甲/乙）注射器，理由是_______．

Answer 1

（1）排盡注射器筒內空氣  （2）（3）偏小  （4）甲  若選擇乙注射器，則拉力會超過彈簧測力計的量程

試題分析：：（1）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．
（2）當注射器中的活塞開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時的示數；注射器是一個圓柱體形狀，因此，應量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積
將測量結果代入壓強公式得：
（3）如果筒內空氣沒有排盡，拉力的測量值會偏小，根據公式可知，導致測得的大氣壓值偏小；相反，如果活塞與注射器內壁間的摩擦較大，拉力的測量值會偏大，導致測得的大氣壓值偏大．
（4）因甲、乙兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²，
當大氣壓約為100000Pa，當面積為2cm²，即0.0002m²時，
由，可得F=PS=100000Pa×0.0002m²=20N，
因為已知彈簧測力計量程為10N，超過了測力計的量程，
所以實驗時應選用甲注射器，
故理由是拉動乙注射器所需的力超過彈簧測力計的量程．
點評：利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，利用幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．對測量結果的評估則主要看是否對幾個測量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏小．