Question

如图所示，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的值．
（1）图中注射器的最大可读容积为______cm³，用刻度尺测量注射器有刻度部分的总长度为8.0cm，可算得活塞的横截面积为______cm²．
（2）实验时，首先要把注射器的活塞推至注射器筒底端．目的是______，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始滑动时，弹簧测力计的示数增大到F=26.0N．则测得大气压值是p=______Pa．
（3）实验中，弹簧测力计通过细绳对活塞的拉力与______是一对平衡力．
（4）实验中，如果筒内空气没有排尽，将导致测得的大气压值______；如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得的大气压值______．（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer 1

【答案】分析：（1）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；
（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；根据公式p=，将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（3）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；
（4）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．
解答：解：（1）读图可知，注射器容积为20ml，即20cm³．因为注射器为圆柱体，根据其体积公积可得，S===2.5cm²；
（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．弹簧测力计的示数F=26.0N，这就是大气对活塞的压力，将其代入公式得，p===1.04×10⁵Pa；
（3）实验中，当注射器中的活塞刚开始滑动时，此时弹簧测力计通过细绳对活塞的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力，正是利用这一转换法，将大气的压力测量了出来；
（4）如果筒内空气没有排尽，拉力的测量值会偏小，根据公式p=，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．
故答案为：
（1）20，2.5；
（2）排出注射器内的空气；1.04×10⁵；
（3）大气对活塞的压力；
（4）偏小，偏大．
点评：解答本题首先要明确测量所依据的原理，即压强的公式p=，实验中围绕测量大气的压力F和受力面积S进行，而大气的压力就是刚好拉动活塞时，弹簧测力计的拉力，这里利用了二力的平衡；而受力面积的大小则可以通过圆柱体的体积公式进行计算，这里的体积就是注射器的容积，而刻度的长则需要用刻度尺进行测量．从这些基本的原理和方法入手，即可逐一解答本题中的问题．