题目内容

1．小虎同学利用注射器（容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值．
（1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔．
（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L，则测得的大气压的值可表示为 p=$\frac{FL}{V}$．
（3）若实验开始时注射器筒中的空气没有排尽．则测得的大气压值会偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．
（4）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用甲（选填“甲”或“乙”）注射器，不能选用另一个的理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程．

分析 （2）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；
（3）注射器筒内有空气会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；若实验中摩擦较大，则测得的拉力F变大，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏大．
（4）根据拉动甲、乙两个注射器的活塞的横截面积，分别计算出标准大气压所需要的拉力即可选择．

解答 解：（2）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；
注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度，再读出空积V，得出活塞的面积S=$\frac{V}{L}$将测量结果代入压强公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
（3）如果筒内空气没有排尽，拉力的测量值会偏小，根据公式p=$\frac{F}{S}$可知，导致测得的大气压值偏小；相反，如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，拉力的测量值会偏大，导致测得的大气压值偏大．
（4）因甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，
当大气压约为105Pa，当面积为2cm2，即0.0002m2时，
由p=$\frac{F}{S}$可得，F=pS=105Pa×0.0002m2=20N，
因为已知弹簧测力计量程为10N，超过了测力计的量程，
所以实验时应选用甲注射器．
故答案为：（2）$\frac{FL}{V}$；（3）偏小；（4）甲；

点评 利用注射器测量大气压时，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S．利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，利用几何知识可得出活塞的面积S，便可求出大气压的值了．

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