Question

【題目】小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5 mL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.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(xì)繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的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注射器筒，如圖所示.當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時，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、橡皮帽和.
（2）注射器活塞的橫截面積是 cm2 ， 根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算大氣壓強(qiáng)是 Pa.
（3）小紅對小明所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，在完成a、b步驟、活塞回到注射器底端后，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(jì)的示數(shù)為1.2N”這一實(shí)驗(yàn)步驟，這是為了.小紅計(jì)算出的大氣壓強(qiáng)是Pa.（用科學(xué)計(jì)數(shù)法，保留兩位小數(shù)）
（4）同學(xué)們在討論時提出了本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的可能原因如下:
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
上述原因中一定會使測量值小于真實(shí)值的是.
A.①③④
B.①④
C.②③
D.①②④

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）0.625cm2,1.2×105 Pa
（3）減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,1.01×105 Pa
（4）C
【解析】（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=V/L=2.5cm3/4cm=0.625cm2,實(shí)驗(yàn)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(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=F/S=7.5N/0.625×104m2=1.2×105 Pa；
（3）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，從而使測量值偏大.所以小紅添加了“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(jì)的示數(shù)”這一實(shí)驗(yàn)步驟，是為了減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F=1.2N時，將其代入公式得，p=F/S=1.2N/0.625×104m2=1.01×105 Pa；
（4）根據(jù)壓強(qiáng)公式P=F/S，受力面積一定，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，算出的大氣壓會偏小；活塞與注射器筒壁不完全密封也是同理偏小，活塞與注射器筒壁間有摩擦，或沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)都會使力的測量值偏大，算出的大氣壓會偏大，故選C.
所以答案是：（1）刻度尺；（2）0.625cm2；1.2×105 Pa；（3）減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；1.01×105 Pa（4）C.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了大氣壓強(qiáng)的測量方法的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握大氣壓強(qiáng)的測量：大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是1643年意大利科學(xué)家托里拆利首先做出的，托里拆利實(shí)驗(yàn)也證明了自然界中真空的存在 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大約相當(dāng)于質(zhì)量為1kg的物體壓在1 cm2 的面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)才能正確解答此題．