题目内容

1．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、橡皮帽和刻度尺；
（2）注射器活塞的横截面积是0.625cm2，根据数据计算大气压强是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．①③④B．①④C．②③D．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，这样做的目的是减小摩擦力对实验结果的影响，小红计算出的大气压强是1.0×105Pa．

分析 （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没有读准弹簧测力计的示数都会导致测量值大于真实值．
（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，从而影响测量结果．
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．

解答 解：（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、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=$\frac{V}{L}$=$\frac{2.5c{m}^{3}}{4cm}$=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，将其代入公式得，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.5N}{0.625×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.2×105Pa；
（3）①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；②活塞与注射器筒壁间有摩擦会导致测量值大于真实值；③弹簧测力计的示数没有读准，拉力可能变大，也可能变小，故压强也可能偏大或偏小；④活塞与注射器筒壁不完全密封，会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小，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′=$\frac{{F}^{′}}{S}$=$\frac{7.5N-1.25N}{0.625×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.0×105Pa；
故答案为：（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．

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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15．下列选项中，有关物理学家和他的主要贡献，正确的是（　　）
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D．首先测定太阳光是复色光的科学家是牛顿
12．关于电流表和电压表的使用方法，下列说法正确的是（　　）
A．一般先用较小量程进行快速试触B．如图中刻度盘上的分度值是0.1V
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9．用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”．
（1）闭合开关，若导体ab上下移动，电路中无（选填“有”或“无”）感应电流．
（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中有（选填“有”或“无”）感应电流．
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6．2015年8月，来自挪威的艾斯朋和比约恩两人，在张家界天门山成功挑战“翼装飞毯”高空极限运动．艾斯朋身穿翼形装在天门山空中飞行（如图甲），比约恩从3000米的直升飞机上跳下（图乙），最后降落在艾斯朋的背上后，两人共同急速向前飞行（图丙），完成了世界第一例空中合体的壮举．则下列说法正确的是（　　）
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13．滑板车因构造简单，令玩者在急速滑行时，得到一种迎风飞驰的快感，越来越受到青少年的喜爱，如图，一小朋友正“驾驶”滑板车向前滑行．
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（3）当玩者蹬地后双脚离地，滑板车由于惯性将滑行一段距离．
（4）滑板车可作出多种高难度动作，但因车身容易摆动，令玩者身体重心偏移，尤其初玩者更易失去平衡酿成意外．若你有同学也喜欢玩滑板车，请你给他（她）提几点建议，以便其在锻炼身体的同时也提高自我保护意识．身体稍微下蹲，降低重心（写出一点即可）
10．以下实例中不能说明声音可以传递信息的是（　　）
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B．医生用听诊器诊病
C．牙医用超声波给病人洁牙
D．利用声呐探测海深
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