题目内容
【题目】小明利用最大刻度值标有2.5 mL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1.2N”这一实验步骤,这是为了 .小红计算出的大气压强是 Pa.(用科学计数法,保留两位小数)
(4)同学们在讨论时提出了本实验中产生误差的可能原因如下:
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
上述原因中一定会使测量值小于真实值的是 .
A.①③④ B.①④ C.②③ D.①②④
【答案】(1)刻度尺;(2)0.625cm2;1.2×105 Pa;
(3)减小摩擦力对实验结果的影响;1.01×105 Pa;
(4)C
【解析】
试题分析:(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)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”这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响;当弹簧测力计的示数为F=1.2N时,将其代入公式得,p=F/S=1.2N/0.625×104m2=1.01×105 Pa;
(4)根据压强公式P=F/S,受力面积一定,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,算出的大气压会偏小;活塞与注射器筒壁不完全密封也是同理偏小,活塞与注射器筒壁间有摩擦,或没有读准弹簧测力计的示数都会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大,故选C