Question

【題目】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的頸部，使繩另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒，如圖所示．當注射器中的活塞剛開始滑動時，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 ．
（2）此注射器活塞的橫截面積是cm2 ． 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出大氣壓強是多大？
（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很大，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 ．
A.①③；
B.①④；
C.②③；
D.②④．
（4）小紅對小明所做實驗進行改進，在完成a、b步驟，活塞口到注射器底端后，添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽，再次水平向右慢慢勻速拉動注射器筒，記下彈簧測力計的示數(shù)為1.2N”這一實驗步驟，這是為什么？

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）0.625
（3）B
（4）解：取下橡皮帽后，對于活塞來說，左側(cè)和右側(cè)受到的氣體壓強都是一個標準大氣壓，所以與拉力相平衡不再是大氣壓產(chǎn)生的壓力，而是活塞與管壁的摩擦力，所以1.2N就是摩擦力，

所以小紅的這一實驗步驟，由二力平衡原理測量出摩擦力的大小，減小實驗誤差，增大實驗準確性

【解析】解：（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）讀圖可知，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= = =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= = =1.2×105Pa；（3）橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內(nèi)有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)也會導致測量值小于真實值，也會大于真實值，故選B．
（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小；
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；再根據(jù)公式p= 將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；（3）注射器筒內(nèi)有空氣或沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)都會導致測量值不等于真實值．（4）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，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而影響測量結(jié)果．