题目内容

3．小明利用标有最大刻度值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．先将注射器活塞推至注射器筒的底端，目的是排尽筒内空气，再用橡皮帽封住注射器的小孔．
b．用细绳拴住注射器活塞颈部，使绳另一端与弹簧测力计挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示．当注射器中的活塞开始运动时，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、橡皮帽和刻度尺．
（2）此注射器活塞的横截面积是0.625cm2．根据实验数据计算出大气压强是1.2×105Pa．
（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B．
A．①③B．①④C．②③D．②④．

分析 明确实验的原理，才能完成实验步骤的补充．当注射器中的活塞开始滑动时，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等；因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=$\frac{V}{L}$来求出，知道注射器的容积，还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度；利用压强的公式，代入测量的数据可得出表达式；
（1）该实验的实验原理是：p=$\frac{F}{S}$，实验中要测出注射器的长度，因此要用到刻度尺．
（2）注射器的容积可通过图中读出，其单位为ml，注射器是圆柱体，利用公式V=SL的变形，可求其横截面积的大小；
根据二力平衡的条件，当活塞刚刚拉动时，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力；再根据公式p=$\frac{F}{S}$将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（3）注射器筒内有空气或活塞与注射器筒壁不完全密封，都会导致测量值大于真实值．

解答 解：a、将注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是排尽筒内的空气．
b、当注射器中的活塞开始滑动时，弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数；
c、注射器为圆柱体形状，所以应量出其刻度部分的长度，再读出容积V，则活塞的面积S=$\frac{V}{L}$；
（1）该实验的实验原理是：p=$\frac{F}{S}$；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，还要有刻度尺．
（2）已知注射器容积为2.5ml=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V=SL可得，活塞面积：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{4cm}$=0.625cm2；
实验时，弹簧测力计的示数F=7.5N，这就是大气对活塞的压力，
则大气压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.5N}{0.625×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.2×105Pa；
（3）活塞与注射器筒壁不完全密封，橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，都会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；活塞与注射器筒壁间有摩擦会导致测量值大于真实值；弹簧测力计的示数没有读准，测量结果可能偏大也可能偏小，故选B．
故答案为：a、排尽筒内空气；b、开始运动；c、注射器全部刻度；
d、（1）刻度尺；（2）0.625；1.2×105；（3）B．

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．

练习册系列答案
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13．【实验名称】探究凸透镜成像的规律

【设计实验与进行实验】
（1）如图甲所示，从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏．
（2）实验装置正确安装并调节后，小天同学某次实验情景如图甲所示．此时他在光屏上看到了烛焰清晰的像，像的性质是倒立放大 的（填“缩小”、“等大”或“放大”）．生活中的幻灯机就是利用这一原理制成的．如果此时撤去光屏，人眼在原来光屏的位置能（选填“能”或“不能”）直接看到蜡烛的实像．
【分析与论证】（1）保持凸透镜的位置不变，小天将蜡烛向左移动了5cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，小天应将光屏向左（选填“左”或“右”）移动．
（2）在整理器材时，小天偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像，它的成像原因是光的反射（填“直线传播”“反射”或“折射”）
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（3）小天将两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于图乙所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰的烛焰的像．用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上C（选填“C”或“D”）处仍能得到一个清晰的像．
14．2008年我国南方遭遇罕见的雨雪．镇江的降雪创下了24年来降雪的最高纪录．如图是当时新闻报导中的一些画面：雪落无声，但悄悄留下了城市的文明印痕．此雪情、雪境、雪景，更值得回味．请你用学过的知识对图所示画面的场景予以解释．

A图路上的积雪出现了深浅不同的车辙说明不同的车对积雪压强不同；（填：相同或不同）
B图在路面上铺防滑草垫是为了增加接触面的粗糙程度从而增大摩擦；（填：增大或减小）
C图清除屋顶积雪是为了减小（填：增大或减小）积雪对屋顶的压力．
11．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究．
（1）小明用图甲所示实验装置，进行如下操作：
A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触．
B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板．
C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2．
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义．
①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是：不能确定滑块到达MN时的速度相同．
②简述改进方法：将弹簧的一端固定在MN，另一端与滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，分别向木板两个不同侧面由静止释放滑块（滑块不滑出木板），分别测出滑块滑行的距离x1和x2．

（2）如图乙所示，小红使滑块从同一高度的斜面由静止分别滑向木板的不同侧面，测出滑块运动的速度，分别作出滑块从侧面一端运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙所示，则图线b（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是：相同时间内，b的速度降低的多．
18．小明用天平、细绳、烧杯和水测定某工艺品（实心）的密度．

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③用绳将工艺品拴好并浸没在水中（如图2所示），在右盘中增加砝码并移动游码，当天平平衡后，得出质量为208g，则工艺品的体积为8cm3
④从烧杯中取出工艺品，用天平测量其质量，当天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图3所示，工艺品的质量为64g．
⑤工艺品的密度为ρ=8×103kg/m3
（2）小明测量的工艺品密度比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”），是由于测质量时工艺品表面粘有水．
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（1）写出探究“猜想一”的实验方案；
（2）设计出探究“猜想二”的记录表格．
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A．瀑布水往低处流B．用注射器把药液推入病人体内
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