Question

如圖所示，某學(xué)習(xí)小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材粗測大氣壓的值．
（1）圖中注射器的最大可讀容積為______cm³，用刻度尺測量注射器有刻度部分的總長度為8.0cm，可算得活塞的橫截面積為______cm²．
（2）實驗時，首先要把注射器的活塞推至注射器筒底端．目的是______，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖安裝好器材，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滑動時，彈簧測力計的示數(shù)增大到F=26.0N．則測得大氣壓值是p=______Pa．
（3）實驗中，彈簧測力計通過細(xì)繩對活塞的拉力與______是一對平衡力．
（4）實驗中，如果筒內(nèi)空氣沒有排盡，將導(dǎo)致測得的大氣壓值______；如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，將導(dǎo)致測得的大氣壓值______．（均選填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】分析：（1）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；
（2）實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；根據(jù)公式p=，將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；
（3）根據(jù)二力平衡的條件，當(dāng)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；
（4）注射器筒內(nèi)有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；若實驗中摩擦較大，則測得的拉力F變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大．
解答：解：（1）讀圖可知，注射器容積為20ml，即20cm³．因為注射器為圓柱體，根據(jù)其體積公積可得，S===2.5cm²；
（2）實驗時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣．彈簧測力計的示數(shù)F=26.0N，這就是大氣對活塞的壓力，將其代入公式得，p===1.04×10⁵Pa；
（3）實驗中，當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時，此時彈簧測力計通過細(xì)繩對活塞的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力，正是利用這一轉(zhuǎn)換法，將大氣的壓力測量了出來；
（4）如果筒內(nèi)空氣沒有排盡，拉力的測量值會偏小，根據(jù)公式p=，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏小；相反，如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，拉力的測量值會偏大，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏大．
故答案為：
（1）20，2.5；
（2）排出注射器內(nèi)的空氣；1.04×10⁵；
（3）大氣對活塞的壓力；
（4）偏小，偏大．
點評：解答本題首先要明確測量所依據(jù)的原理，即壓強的公式p=，實驗中圍繞測量大氣的壓力F和受力面積S進(jìn)行，而大氣的壓力就是剛好拉動活塞時，彈簧測力計的拉力，這里利用了二力的平衡；而受力面積的大小則可以通過圓柱體的體積公式進(jìn)行計算，這里的體積就是注射器的容積，而刻度的長則需要用刻度尺進(jìn)行測量．從這些基本的原理和方法入手，即可逐一解答本題中的問題．