Question

【題目】小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進(jìn)行測量．其實(shí)驗(yàn)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(dāng)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(xì)繩拴住注射器活塞的頸部，使繩另一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動(dòng)注射器筒，如圖所示．當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)所用的器材為：注射器、彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽、水和 ．
（2）此注射器活塞的橫截面積是cm2 ． 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出大氣壓強(qiáng)是多大？
（3）小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)測得的大氣壓值誤差很大，對此小明與同學(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彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)；
④活塞與注射器筒壁不完全密封．
上述原因一定會(huì)使測量值小于真實(shí)值的是 ．
A.①③；
B.①④；
C.②③；
D.②④．
（4）小紅對小明所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，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(dòng)注射器筒，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.2N”這一實(shí)驗(yàn)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(qiáng)都是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)步驟，由二力平衡原理測量出摩擦力的大小，減小實(shí)驗(yàn)誤差，增大實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性

【解析】解：（1）實(shí)驗(yàn)中要測出注射器的長度，因此除了：注射器、彈簧測力計(jì)、細(xì)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?yàn)樽⑸淦鳛閳A柱體，根據(jù)其體積公積可得，S= = =0.625cm2實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(jì)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(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏小；沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)也會(huì)導(dǎo)致測量值小于真實(shí)值，也會(huì)大于真實(shí)值，故選B．
（1）實(shí)驗(yàn)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��；
根據(jù)二力平衡的條件，當(dāng)活塞剛剛拉動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)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(qiáng)的大�。唬�3）注射器筒內(nèi)有空氣或沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)都會(huì)導(dǎo)致測量值不等于真實(shí)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(shí)，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而影響測量結(jié)果．