Question

18．某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值．
（1）图甲注射器的最大可读容积为20ml，用手指
堵住注射器的小孔，发现要拔出活塞很费力，这是因为大气压的作用．
（2）实验时，先把注射器的活塞推至注射器底端，目的是排尽注射器中的空气
（3）然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图乙安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示数增大到F=28N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气对活塞产生的压力是28N，已知活塞的面积是S=4cm²，则可求出大气压强p=7×10⁴Pa．
（4）实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大气压值偏小；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得大气压值偏大．（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（5）如果实验中所用的弹簧测力计的量程是0～5N，要测出大气压的值，你认为实验中所选注射器的横截面积应尽量小一些．（选填“大一些”或“小一些”）．

Answer 1

分析 （1）根据注射器上刻度直接读出最大容积即可；先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力；
（2）实验中要排出注射器内的空气，这样在拉动活塞时，注射器内部会接近于真空，这样才能测出大气的压力；
（3）根据二力平衡条件可知，当活塞刚好运动时，活塞受到的拉力和大气压对活塞的压力大小相等；然后根据p=$\frac{F}{S}$求出大气压强；
（4）注射器内的空气没有排尽和拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦都会影响拉力的大小，并结合压强的计算公式分析出测量值与真实值之间的差异；
（5）根据公式F=pS可知：面积越大的吸盘受到的压力越大，所以我们选小一些的就更实用了．

解答 解：（1）从图中可以看出，注射器的最大容积为20ml；排净注射器中的空气，在拉动时，大气压的力量才会将活塞紧紧地压住，因此拔出活塞会很费力．
（2）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，使注射器密封．
（3）当弹簧测力计的示数增大到F=28N时，注射器中的活塞刚开始滑动时，活塞受到的拉力和大气压对活塞的压力是一对平衡力，因此大气压对活塞的压力为28N；
此时的大气压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{28N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa．
（4）当筒内空气没有排尽时，筒内空气会对活塞产生一个压力，因此测得的大气压值将偏小；如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大时，需要的拉力会更大，因此测得的结果将偏大．
（5）根据公式p=$\frac{F}{S}$得：S=$\frac{F}{p}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{5}Pa}$=5×10^-5m²=0.5cm²，所以根据弹簧测力计的量程要求，吸盘的面积小一些的更切合实际；
故答案为：（1）大气压；（2）排尽注射器中的空气；（3）28；7×10⁴；（4）偏小；偏大；（5）小一些．

点评 本题考查了大气压的测量方法以及物体受力分析，本题的关键：一是压强公式的灵活运用，二是二力平衡条件的应用．