Question

17．如图甲所示，小明依据课本的实验方案测量本地的大气压值．实验中当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数为4.5N；所用一次性注射器的最大刻度为2mL；注射器全部刻度的长度为4cm；

（1）根据实验数据计算出的大气压强为9×10⁴Pa．
（2）为判断实验结果的准确性，小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压，示数如图乙所示，其值为1×10⁵Pa．
（3）对比两次实验结果，小明认为实验中存在下列原因，其中可能的是AC．
A．注射器中有空气未全部排尽    B．活塞与注射器筒壁间摩擦较大  C．弹簧测力计示数没有读准
（4）小明还发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推活塞的过程中，越推越费力．由此小明猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积变小，压强变大（填变大、变小或不变）

Answer 1

分析 （1）已知注射器的最大刻度和全部刻度的长度，可求得注射器活塞的横截面积，又知道弹簧测力计的示数为4.5N，再利用p=$\frac{F}{S}$可计算出的大气压强；
（2）根据“胎压计”指针位置即可读数，然后进行单位换算即可；
（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，从而影响测量结果；
（4）在温度不变的条件下，一定质量气体的体积减小，气体的压强增大．

解答 解：（1）已知V=2ml=2cm³=2×10^-6m³，L=4cm=0.04m，
则S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2×1{0}^{-6}{m}^{3}}{0.04m}$=5×10^-5m²，
大气压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4.5N}{5×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa；
（2）由“胎压计”指针位置可知，实际的大气压p′=100kPa=100×1000Pa=1×10⁵Pa；
（3）如果活塞与注射器内壁间存在较大的摩擦力，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，而根据实验数据计算出的大气压强小于实际大气压，所以不可能是活塞与注射器筒壁间摩擦较大．
（4）在推活塞的过程中，活塞下面空间内气体的体积越小；越推越费力，说明气体压力越大，由此可知，气体的压强越大．
故答案为：（1）9×10⁴；（2）1×10⁵；（3）AC；（4）变大．

点评 本题属实验探究题，实验探究题一般对学生的要求都较高，不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识，还要求学生具有一定的物理素养．