Question

17．林紅同學(xué)做“測量大氣壓值”的實驗，裝置如圖所示．
（1）為使實驗誤差更小，林紅不宜采用圖乙（選填“甲”或“乙”）裝置方式來估測大氣壓強(qiáng)．
（2）林紅采用正確的裝置方式進(jìn)行測量，實驗步驟如下：
①．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
②．用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開始滑動時記下彈簧測力計的示數(shù)F；
③．讀出注射器的容積V；
④．用刻度尺測出注射器的長度L．
（3）實驗分析與數(shù)據(jù)處理：
a．實驗步驟①的目的是排掉注射器中的空氣；
b．指出實驗中的錯誤步驟：④（填數(shù)字序號），并進(jìn)行糾正：應(yīng)量出注射器有刻度部分的長度L′；
c．用測得的物理量表示大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式p=$\frac{F{L}^{′}}{V}$．
（4）實驗時，可先在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處；一是減小摩擦；二是活塞的密封性好．
（5）實驗室有A、B兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²，若彈簧測力計量程為10N，實驗時應(yīng)選用A注射器，不選用B注射器的理由是作用在B注射器上的大氣壓力的大小超過了測力計的量程．

Answer 1

分析 （1）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）a、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔目的是排凈空氣注射器內(nèi)的空氣，是里面成為真空；
b、注射器的有效長度應(yīng)從有刻度的位置測算，而不是全部長度；
c、本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出注射器的有效長度，利用讀出的體積V求出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可求出大氣壓強(qiáng)的值．
（4）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是密封性好；
（5）根據(jù)拉動AB兩個注射器的活塞的橫截面積，分別計算出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓所需要的拉力即可選擇．

解答 解：（1）乙圖裝置中，向下拉活塞時，由于活塞受到自身的重力，會增大彈簧測力計的示數(shù)，因此林紅不宜采用乙圖裝置來估測大氣壓強(qiáng)；
（3）a．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，會把注射器的空氣排掉，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，是防止注射器外的空氣從小孔進(jìn)入；
b．注射器的體積是活塞的面積和注射器有效長度的乘積，有效長度是指注射器帶刻度的部分；
c．注射器活塞的面積為S=$\frac{V}{{L}^{′}}$，
由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=P_大氣$\frac{V}{{L}^{′}}$所以，P_大氣=$\frac{F{L}^{′}}{V}$．
（4）涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是活塞的密封性好．
（5）因AB兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²，
當(dāng)大氣壓約為10⁵Pa，當(dāng)面積為2cm²，即0.0002m²時，
由P=$\frac{F}{S}$可得，F(xiàn)=pS=10⁵Pa×0.0002m²=20N，
因為已知彈簧測力計量程為10N，超過了測力計的量程，
所以實驗時應(yīng)選用A注射器．
故答案為：
（1）乙；（3）a．排掉注射器中的空氣；b．④；應(yīng)量出注射器有刻度部分的長度L′；c．$\frac{F{L}^{′}}{V}$；（4）摩擦；（5）A；作用在B注射器上的大氣壓力的大小超過了測力計的量程．

點評 此題的綜合性較強(qiáng)，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、大氣壓強(qiáng)的特點、固體壓強(qiáng)的計算公式p=$\frac{F}{S}$等知識點，又考查了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力．