Question

13．小明利用如圖所示的裝置測量本地大氣壓的大小，其中彈簧測力計和2mL注射器的自重可忽略不計，活塞與針筒之間氣密性很好，針筒內(nèi)的摩擦忽略不計．他進行了如下實驗：

（1）首先，小明測量了針筒全部刻度的總長度為4cm，則針筒活塞的橫截面積為0.5cm²；
（2）于是他重新將活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔．當彈簧測力計示數(shù)為5.1N時，針筒開始向右移動．則本地大氣壓強的測量值為1.02×10⁵帕．
（3）小明發(fā)現(xiàn)將活塞推至底端時，注射器前端小孔內(nèi)的氣體無法排盡，這將使得大氣壓的測量值偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測出活塞剛被拉動時的拉力F，就可根據(jù)p_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．
（2）利用壓強的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達式；
（3）當注射器氣體無法排盡時，拉力F的值會減小，所以所測大氣壓值會偏小．

解答 解：注射器可容納的藥水容積為2ml=2cm³，針筒全部刻度的總長度為4cm，
活塞的橫截面積為：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2c{m}^{3}}{4cm}$=0.5cm²=0.5×10^-4m²．
（2）將測量結(jié)果代入壓強公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.1N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.02×10⁵Pa；
（3）當注射器氣體無法排盡時，拉力F的值會減小，所以所測大氣壓值會偏小．
故答案為：（1）0.5cm²；（2）1.02×10⁵；（3）偏�。�

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$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(jié)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�。�