Question

1．小明利用最大刻度值為2.5mL的一次性注射器等器材，對(duì)大氣壓的值進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．先將活塞推至注射器底端，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，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，如圖所示．當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.5N；
c．測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度為5cm；
d．根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，算出大氣壓的值．
（1）實(shí)驗(yàn)所用的測(cè)量工具有彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的大氣壓強(qiáng)是1.1×10⁵Pa．
（3）小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們?cè)谧龃藢?shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的大氣壓值誤差較大，對(duì)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；原因①會(huì)使測(cè)量值偏�。辉�因②會(huì)使測(cè)量值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：p=$\frac{F}{S}$．實(shí)驗(yàn)中要測(cè)出大氣壓力，因此要用到彈簧測(cè)力計(jì)．也要測(cè)出注射器的長(zhǎng)度，因此要用到刻度尺；
（2）注射器的容積可通過(guò)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(dāng)活塞剛剛拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣對(duì)活塞的壓力是一對(duì)平衡力；再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$將測(cè)得的壓力和面積代入公式即可算出壓強(qiáng)的大�。�
（3）注射器筒內(nèi)有空氣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值小于真實(shí)值；活塞與注射器筒壁間有摩擦?xí)��?dǎo)致測(cè)量值大于真實(shí)值．

解答 解：
（1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：p=$\frac{F}{S}$，實(shí)驗(yàn)中要測(cè)出大氣壓力，因此要用到彈簧測(cè)力計(jì)；同時(shí)也要測(cè)出注射器的長(zhǎng)度，因此要用到刻度尺．所以需要的測(cè)量工具為彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；
（2）注射器容積為V=2.5ml，即2.5cm³．注射器全部刻度的長(zhǎng)度L=5cm，因?yàn)樽⑸淦鳛閳A柱體，其橫截面積S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{5cm}$=0.5cm²=5×10^-5m²；實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=5.5N，這就是大氣對(duì)活塞的壓力，因此大氣壓強(qiáng)P=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.5N}{5×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=1.1×10⁵pa；
（3）活塞與注射器筒壁不完全密封，橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，都會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏小；活塞與注射器筒壁間有摩擦?xí)��?dǎo)致測(cè)量值大于真實(shí)值．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；  刻度尺； （2）1.1×10⁵；（3）偏��；  偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，一般對(duì)學(xué)生的要求都較高．同學(xué)們一定要在理解的基礎(chǔ)上掌握這類題型的解法．