Question

2．小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材，对大气压值进行估测．

（1）小明的实验步骤如下：
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小孔．
B．用细尼龙绳拴住注射器活塞颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动叫注射器（选填“活塞”或“注射器筒”）．当活塞开始滑动时，记下测力计的示数，即等于大气对活塞的压力F
C．用刻度尺测出注射器刻度部分的长度，记为L，读出注射器的容积V，算出面积S．这里的S是指上图中B（选填“A”或“B”）的面积．
D．最后计算出此时大气压的数值p=$\frac{FL}{V}$（写出用测量值表示的表达式）．
（2）同组的小王发现注射器顶端装针头处，空气无法排尽，这将使得测量结果比当天气压值小．小王将小明的实验步骤A加以改进：先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔．此步骤的目的是排净筒内的空气．
（3）小吴一组实验多次后发现测量结果总比当天气压大得多，于是小吴在完成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，再次水平向右匀速拉动，记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤，目的是减小摩擦力对实验的影响．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）注射器筒内有空气会导致测量值小于真实值；先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，这样可排尽注射器小孔中残余气体，减小实验过程中的测量的误差；
（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．

解答 解：
（1）B中：由于注射器活塞颈部，用绳与弹簧测力计的挂钩相连，应水平向右慢慢拉动注射器筒，这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩；当注射器中的活塞开始运动时，说明此时拉力等于大气对活塞的压力．故记下的弹簧测力计示数，就是大气对活塞的压力F；
C中：因为大气压力是作用在注射器的活塞上的，所以算出的面积S，是指注射器活塞的面积；
D中：注射器全部刻度的长度为L，有刻度部分的容积为V，注射器活塞的横截面积为S=$\frac{V}{L}$，此时大气压的数值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{FL}{V}$；
（2）橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，产生的力会和外部大气压力抵消一部分，这样使得弹簧测力计受到的拉力减小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，使水充满在注射器小孔中，这样可排尽注射器小孔中残余气体，减小实验过程中的测量的误差；
（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．所以小吴的这一实验步骤，是为了减小摩擦力对实验结果的影响．
故答案为：（1）B：注射器筒；活塞开始滑动；    C：B；   D：$\frac{FL}{V}$；  （2）小；排尽筒内空气；（3）摩擦力．

点评 本题属于实验探究题，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发散思维．