Question

8．小明利用如图所示的装置测量本地大气压的大小，其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计，活塞与针筒之间气密性很好，为减小活塞与针筒之间的摩擦，小明找来润滑油涂在活塞与针筒壁上，他进行了如下实验．他将活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔．当弹簧测力计示数为5.1N时，针筒开始向右移动，又测得针筒全部刻度的总长度为4cm，则本地大气压强的测量值为1.02×10⁵Pa．小明发现将活塞推至底端时，注射器前端小孔内的气体无法排尽，这将使得大气压的测量值偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 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；当注射器漏气时，会造成拉力F偏小，在面积S不变时，所测量的大气压值会偏小．

解答 解：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=$\frac{V}{L}$=$\frac{2c{m}^{3}}{4cm}$=0.5cm²，
将测量结果代入压强公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.2N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.02×10⁵Pa；当注射器气体无法排尽时，拉力F的值会减小，所以所测大气压值会偏小．
故答案为：1.02×10⁵；偏小．

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．对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响，造成了怎样的影响，最后确定是偏大或偏小．