Question

12．小應(yīng)做“估測大氣壓值”的實驗．
（1）在如圖所示的裝置中，小應(yīng)選擇了甲圖的裝置來估測大氣壓強，其原因是乙活塞的重力影響大氣壓力的測定．
實驗步驟如下：
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；
B、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)注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計示數(shù)F（即大氣對活塞的壓力）；
C、讀出注射器的容積V；
D、用刻度尺測出注射器的全部長度L．
（2）思考并回答：
①完成實驗步驟A的目的是排掉注射器中的空氣．
②在以上實驗步驟中有一部是錯誤的，請寫出正確的實驗步驟：D步驟應(yīng)量出注射器有刻度部分的長度L′．
③用測得的物理量表示大氣壓強的表達式P=$\frac{FL′}{V}$．

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；
（2）①注射器內(nèi)的空氣排不凈時，里面的氣體會產(chǎn)生向外的壓力，而使所測大氣壓強的數(shù)值遠遠比實際數(shù)值偏小；
②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；
③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，就可求出大氣壓強的值．

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)，所以選擇甲；
（2）①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入；
②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；
③注射器活塞的面積為S=$\frac{V}{L′}$，
由二力平衡的條件可知：
F=pS=p$\frac{V}{L′}$，
所以大氣壓：
p=$\frac{FL′}{V}$．
故答案為：
（1）乙活塞的重力影響大氣壓力的測定；
（2）①排掉注射器中的空氣；
②D步驟應(yīng)量出注射器有刻度部分的長度L′；
③$\frac{FL′}{V}$．

點評 此題的綜合性較強，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、大氣壓強的特點、固體壓強的計算公式p=Fs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．