Question

小明做“估测大气压值”的实验．装置如图所示：
（1）小明不能采用

乙

（填“甲”、“乙”）图的装置来估测大气压强．
（2）实验步骤如下：
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．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测数F；
C．读出注射器的容积V；D．用刻度尺测出注射器的全部长度L．
（3）思考并回答：①实验步骤A的目的是

排掉注射器中的空气

．②指出以上实验步骤中的错误：

D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L′

．③用测得的物理量表示大气压强的表达式P=

FL′

V

．
（4）实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小

摩擦

；二是可以防止

漏气

．
（5）有5mL、10mL、20mL三种注射器，你认为选择

5

mL的注射器好一些，为什么？

容积大的注射器，横截面积大，需要的拉力大，会超过弹簧测力计的量程

．

Answer 1

分析：（1）地球表面上的一切物体都要受到重力，所以乙图中注射器的活塞也要受到重力；
（3）①注射器内的空气排不净时，里面的气体会产生向外的压力，而使所测大气压强的数值远远比实际数值偏小；
②注射器的有效长度应从有刻度的位置测算，而不是全部长度；
③先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F=P_大气S，故测出注射器的有效长度，利用读出的体积V求出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可求出大气压强的值．
（4）减小摩擦的方法：从压力大小和接触面的粗糙程度考虑，减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动摩擦；
（5）从弹簧测力计的量程这一角度考虑，分析选择注射器．

解答：解：（1）乙图装置中，向下拉活塞时，由于活塞受到自身的重力，会减小弹簧测力计的示数；
（3）①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，会把注射器的空气排掉，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，是防止注射器外的空气从小孔进入；
②注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的成积，有效长度是指注射器带刻度的部分；
③注射器活塞的面积为S=

V

L′

，
∵p=

F

s

∴二力平衡的条件可知：
F=P_大气s=P_大气

V

L′

所以，P_大气=

FL′

V

．
（4）在活塞周围涂抹润滑油，这是在压力一定时，通过减小筒壁与活塞的粗糙程度来减小摩擦的；
实验时若注射器内空气没有排尽，大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强，这样会使得测得的大气压值偏小．
所以实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小摩擦；二是防止漏气，密封性好．
（5）因为容积大的注射器，横截面积大，需要的拉力大，会超过弹簧测力计的量程，所以选项5mL的注射器好一些．
故答案为：（1）乙；（3）①排掉注射器中的空气；②D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L′；③

FL′

V

；
（4）摩擦； 漏气；（5）5；容积大的注射器，横截面积大，需要的拉力大，会超过弹簧测力计的量程．

点评：此题的综合性较强，既考查了二力平衡条件的应用、大气压强的特点、固体压强的计算公式p=

F

s

等知识点，又考查了学生应用所学知识分析和解决实际问题的能力．