Question

11．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．將活塞推至注射器底端，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，使繩的另一端與固定在豎直墻上的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為5N；
c．測出注射器全部刻度的長度為4cm；
d．根據測量數據，算出大氣壓的值．
（1）該實驗的實驗原理是：P=$\frac{F}{S}$．該實驗所用的器材為：注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽和刻度尺．
（2）注射器活塞的橫截面積是0.625cm²，根據數據計算出大氣壓強是8×10⁴Pa；
（3）小明發(fā)現，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大，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．
A．①③B．①②C．②③D．①②③

Answer 1

分析 （1）該實驗的實驗原理是：p=$\frac{F}{S}$，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�。�
根據二力平衡的條件，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；再根據公式p=$\frac{F}{S}$將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大��；
（3）注射器筒內有空氣或沒有讀準彈簧測力計的示數都會導致測量值大于真實值．

解答 解：（1）該實驗的實驗原理是：p=$\frac{F}{S}$，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，根據其體積公積可得，S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{4cm}$=0.625cm²；
實驗時，彈簧測力計的示數F=5N，這就是大氣對活塞的壓力，將其代入公式得，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{0.625×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=8×10⁴Pa；
（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，都會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；活塞與注射器筒壁間有摩擦會導致測量值大于真實值，故選A．
故答案為：（1）p=$\frac{F}{S}$；刻度尺；（2）0.625；8×10⁴；（3）A．

點評 本題屬實驗探究題，實驗探究題一般對學生的要求都較高，不僅要求學生熟練掌握課本上所學的相關知識，還要求學生具有一定的物理素養(yǎng)．