Question

1．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，实验操作过程如下：

（1）如图甲所示，注射器的最大可读容积为20cm³；用刻度尺测量注射器全部刻度线的总长为6.00cm，可算得活塞的横截面积为3.33cm²．（保留二位小数）
（2）实验时，小华把注射器的活塞推至注射器底端然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样做的目的是排尽注射器内的空气；如图乙所示，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=30N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值p=9×10⁴Pa．
（3）实验时，若筒内空气没有排尽，将导致测得的大气压值偏小；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得的大气压值偏大．（均选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

Answer 1

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=$\frac{F}{S}$，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）从图中可以看出，注射器的最大可读容积为20ml；用刻度尺测量注射器全部刻度线的总长为6.00cm，
活塞的横截面积S=$\frac{V}{L}$=$\frac{20c{m}^{3}}{6.0cm}$≈3.33cm²=3.33×10^-4m²，
（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．
由此可计算出大气压强的值：p_大=$\frac{F}{S}$=$\frac{30N}{3.33×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=≈9×10⁴Pa；
（3）实验时若注射器内空气没有排尽，大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强，这样会使得测得的大气压值偏小．若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，由p=$\frac{F}{S}$可知，将导致测得，大气压值偏大．
故答案为：
（1）20；6.00；3.33；
（2）排尽注射器内的空气；9×10⁴；
（3）偏小；偏大．

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．