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【題目】小明利用最大刻度值標有2.5mL的一次性注射器等器材,對大氣壓的值進行測量. 其實驗步驟如下:
a.將活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用細繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢地拉動注射器筒,如圖所示.當注射器中的活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數為7.5N;

c.測出注射器全部刻度的長度為4cm;
d.根據測量數據,算出大氣壓的值.
(1)實驗所用的器材為:注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽和
(2)注射器活塞的橫截面積是cm2 , 根據數據計算大氣壓強是Pa.
(3)小紅對小明所做實驗進行改進,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,記下彈簧測力計的示數為1.2N”這一實驗步驟,這是為了 . 小紅計算出的大氣壓強是Pa.(用科學計數法,保留兩位小數)
(4)同學們在討論時提出了本實驗中產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彈簧測力計的示數沒有讀準 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值的是
A.①③④
B.①④
C.②③
D.①②④

【答案】
(1)刻度尺
(2)0.625;1.2×105
(3)減小摩擦力對實驗結果的影響;1.01×105
(4)B
【解析】解:a、實驗中要排出注射器內的空氣,這樣在拉動活塞時,注射器內部會接近于真空,這樣才能測出大氣的壓力.b、當注射器中的活塞開始運動時,說明此時拉力等于大氣對活塞的壓力.故記下的彈簧測力計示數,就是大氣對活塞的壓力F.(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、細繩、橡皮帽、水,還要有刻度尺.(2)已知注射器容積為2.5ml,即2.5cm3 . 注射器全部刻度的長度L=4cm,因為注射器為圓柱體,根據其體積公積可得,S= = =0.625cm2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F=7.5N,這就是大氣對活塞的壓力,將其代入公式得, p= = =1.2×105Pa;(3)如果活塞與注射器內壁間存在摩擦力,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.所以小紅的這一實驗步驟,是為了減小摩擦力對實驗結果的影響.
p′= = ≈1.01×105Pa;(4)①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;④活塞與注射器筒壁不完全密封,注射器筒內有空氣都會使拉力變小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏。虎诨钊c注射器筒壁間有摩擦,會使拉力變大,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏大;③沒有讀準彈簧測力計的示數可能會導致測量值小于真實值,也可能會大于真實值.④活塞與注射器筒壁不完全密封會導致測量值小于真實值.
故選B.
所以答案是:(1)刻度尺;(2)0.625;1.2×105;(3)減小摩擦力對實驗結果的影響;1.01×105;(4)B.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解大氣壓強的測量方法的相關知識,掌握大氣壓強的測量:大氣壓強實驗是1643年意大利科學家托里拆利首先做出的,托里拆利實驗也證明了自然界中真空的存在 1標準大氣壓 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大約相當于質量為1kg的物體壓在1 cm2 的面積上產生的壓強.

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