12.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.其實驗步驟如下:
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.按圖組裝器材,用左手托住彈簧測力計保持它在水平方向,然后用右手水平向右慢慢地拉動注射器筒,當(dāng)
注射器中的活塞剛開始向左滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為5.5N.松手時發(fā)現(xiàn)注射器中的活塞向右滑動瞬間,彈簧測力計的示數(shù)為4.5N.
c.測出注射器全部刻度的長度為5cm.  
d.根據(jù)測量數(shù)據(jù),算出大氣壓的值.
(1)實驗所用的器材為:注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水和刻度尺.
(2)實驗過程中小明讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向,目的是為了減小重力對實驗的影響,從而提高實驗的準(zhǔn)確程度.
(3)根據(jù)小明測得的數(shù)據(jù)計算出大氣壓的值為1×105Pa
(4)小明發(fā)現(xiàn),同學(xué)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(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.
上述原因一定會使測量值小于真實值的是①④.

分析 (1)該實驗的實驗原理是:p=$\frac{F}{S}$,據(jù)此可知實驗中要測出注射器的長度,因此要用到刻度尺.
(2)地球表面上的一切物體都要受到重力,所以乙圖中注射器的活塞也要受到重力;
(3)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小;
根據(jù)物體受力平衡,求出大氣對活塞的壓力;根據(jù)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(qiáng)的大;
(4)注射器筒內(nèi)有空氣或沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計的示數(shù)都會導(dǎo)致測量值大于真實值.

解答 解:(1)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(xì)繩、橡皮帽、水,還要有刻度尺.
(2)在豎直方向拉活塞時,由于活塞受到自身的重力,會增大彈簧測力計的示數(shù),所以讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向,目的是為了減小重力對實驗的影響,從而提高實驗的準(zhǔn)確程度.
(3)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=5cm;
因為注射器為圓柱體,根據(jù)V=SL可得,S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{5cm}$=0.5cm2;
實驗時,由于當(dāng)注射器中的活塞剛開始向左滑動時,大氣對活塞的壓力和向左的摩擦力與水平向右的拉力平衡;
即:F+f=F1
松手時發(fā)現(xiàn)注射器中的活塞向右滑動瞬間,大氣對活塞的壓力和向右摩擦力與測力計水平向左的拉力平衡;
即:F-f=F2
兩式相加即可得:F=$\frac{1}{2}$(F1+F2)=$\frac{1}{2}$(5.5N+4.5N)=5N,所以大氣對活塞的壓力F=5N;
所以壓強(qiáng)為p=F $\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×105Pa;
(4)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;活塞與注射器筒壁間有摩擦?xí)䦟?dǎo)致測量值大于真實值,故選①④.
故答案為:(1)刻度尺;(2)重力;(3)1×105;(4)①④.

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

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