Question

小华所设计的“估测大气压的值”的几个实验步骤如下
①观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L；
②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒．当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；
③把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔．
（1）你认为小华所设计的几个实验步骤的合理顺序是

③②①或③①②

．
（2）第①步骤所测得的容积V与长度L是为了求出

注射器活塞的受力面积（或注射器活塞的横截面积）

．
（3）根据上述的实验步骤，推导出计算大气压强的表达式应为

p=

FL

S

．
（4）按照上述的实验步骤所测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小，你认为产生这种现象的原因是以下四种情况的哪一种

C

A．推动注射器筒时与注射器内壁产生摩擦，使弹簧测力计的示数偏大
B．推动注射器筒时用力不均匀，使弹簧测力计的示数偏大
C．注射器内并不是真空，存在一定的压强
D．实验操作过程中所产生的误差．

Answer 1

分析：本实验的原理是：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，这个力的大小为F=P_大气S，故测出注射器的有效长度，利用读出的体积V求出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可求出大气压强的值．

解答：解：（1）由实验原理设计实验步骤为：①将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔；
②能拉动活塞时，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．
③要算出活塞的面积，可根据注射器上的刻度得知容积V，再测出注射器有刻度部分的长度L，则活塞面积S=

V

L

．
故合理顺序为：③②①或者是③①②．
（2）利用S=

V

L

可以计算出活塞的受力面积．
（3）大气压值为P=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（4）在实验过程中，由于注射器内的空气无法完全排净，故测量出来的大气压总是比实际值要小．
故答案为：
（1）③②①或③①②；
（2）注射器活塞的受力面积（或注射器活塞的横截面积）；
（3）p=

FL

V

；
（4）C．

点评：此题的综合性较强，既考查了二力平衡条件的应用、大气压强的特点、固体压强的计算公式p=

F

S

等知识点，又考查了学生应用所学知识分析和解决实际问题的能力．
本题属实验探究题，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物理素养．