题目内容
【题目】小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量。其实验步骤如下:
a.将活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N;
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm;
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽和;
(2)注射器活塞的横截面积是cm2 , 根据数据计算大气压强是Pa;
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封。上述原因一定会使测量值小于真实值的是。
A.①③④
B.①④
C.②③
D.①②④
(4)小红对小明所做实验进行改进,在完成a、b步骤、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,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.25N”这一实验步骤,这样做的目的是 , 小红计算出的大气压强是Pa。
【答案】
(1)刻度尺
(2)0.625,1.2×105
(3)B
(4)减小摩擦力对实验结果的影响,1.0×105
【解析】(1)实验中要测出注射器的长度,因此除了:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水,还要有刻度尺;(2)读图可知,注射器容积为2.5ml,即2.5cm3.注射器全部刻度的长度L=4cm,因为注射器为圆柱体,根据其体积公积可得,S=V/L=2.5cm3/4cm=0.625cm2实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,弹簧测力计的示数F=7.5N,这就是大气对活塞的压力,将其代入公式得,p=F/S=7.5N/0.625×104m2=1.2×105 Pa;(3)活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;没有读准弹簧测力计的示数液会导致测量值小于真实值,也会大于真实值,故选B;(4)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大,所以小红的这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响,p′=F′/S=7.5N1.2N/0.625×104m2≈1.01×105 Pa
所以答案是:(1)刻度尺(2)0.625;1.2×105(3)B(4)减小摩擦力对实验结果的影响;1.0×105
【考点精析】认真审题,首先需要了解大气压强的测量方法(大气压强的测量:大气压强实验是1643年意大利科学家托里拆利首先做出的,托里拆利实验也证明了自然界中真空的存在 1标准大气压 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大约相当于质量为1kg的物体压在1 cm2 的面积上产生的压强).