Question

18．如圖（a），小花利用透明硬質(zhì)水管測(cè)量大氣壓強(qiáng)值，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖（b），管子上端封閉，下端浸在水槽中，管內(nèi)裝滿水（水位超過K₁），再關(guān)閉K₁，打開K₂，管內(nèi)水面靜止后水面高度為h．

（1）計(jì)算測(cè)量得到的大氣壓強(qiáng)值為9.3×10⁴Pa；（g=l0N/kg，p_水=l×10³ kg/m³）
（2）再打開K_l，管內(nèi)水面將下降（選填“上升”、“不升不降”或“下降”）；
（3）小新將裝滿水的塑料管用紙片蓋住，迅速倒置，如圖（c），紙片不會(huì)往下掉，這是因?yàn)榧埰�下端的大氣壓�?shù)值大于紙片上端水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)值．
（4）小俊給小花演示托里拆利測(cè)量大氣壓強(qiáng)值實(shí)驗(yàn)，如圖（d），當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)等于740mm高水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)．

（5）利用注射器、秤、水桶、水、刻度尺及細(xì)繩，測(cè)量大氣壓強(qiáng)值，實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整：
①如圖（e），把注射器活塞推到底端，盡量把注射器內(nèi)空氣排出并封閉注射器，把水桶通過細(xì)繩掛在活塞上，往水桶注水，停止注水；
②如圖（f）：當(dāng)活塞剛要向下運(yùn)動(dòng)時(shí)用秤測(cè)出水桶和水的總質(zhì)量m，
③如圖（g）讀出注射器標(biāo)有的容積v，用刻度尺量出有刻度的長度L．則大氣壓強(qiáng)值的表達(dá)式為p=$\frac{mgL}{V}$（用物理量的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式p=ρgh可求產(chǎn)生的壓強(qiáng)大�。�
（2）根據(jù)（1）求出的壓強(qiáng)與大氣壓相比較，即可得出結(jié)論；
（3）我們的周圍存在大氣壓；
（4）用托里拆利實(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓值時(shí)，當(dāng)玻璃管頂端是真空時(shí)，玻璃管內(nèi)外水銀面差是當(dāng)時(shí)的大氣壓值；
（5）實(shí)驗(yàn)的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，這個(gè)力大小等于桶和水的總重力，總質(zhì)量可以用秤測(cè)出來，故測(cè)出活塞橫截面積S和拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值，知道注射器的體積和長度，即可求出活塞的橫截面積．

解答 解：（1）測(cè)量得到的大氣壓強(qiáng)值為p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×9.30m=9.3×10⁴Pa；
（2）再打開K_l，管內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓，所以管內(nèi)水面將下降；
（3）小強(qiáng)將裝滿水的塑料管用紙片蓋住，迅速倒置，如圖（c），紙片不會(huì)往下掉，這是因?yàn)榧埰�下端的大氣壓�?shù)值大于紙片上端水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)值；
（4）老師給小強(qiáng)演示托里拆利測(cè)量大氣壓強(qiáng)值實(shí)驗(yàn)，如圖（d），當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)等于740mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（5）①如圖（e），把注射器活塞推到底端，盡量把注射器內(nèi)空氣排出并封閉注射器，把水桶通過細(xì)繩掛在活塞上，往水桶注水，至活塞剛要向下運(yùn)動(dòng)，停止注水； 
②如圖（f）：用秤測(cè)出桶和水的總質(zhì)量m，向下拉動(dòng)活塞時(shí)產(chǎn)生的力F=G=mg；
③如圖（g）：讀出注射器標(biāo)有的容積v，用刻度尺量出有刻度的長度L，此時(shí)活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$；
大氣壓強(qiáng)值的表達(dá)式為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{\frac{V}{L}}$=$\frac{mgL}{V}$．
故答案為：（1）9.3×10⁴；（2）下降；
（3）紙片下端的大氣壓數(shù)值大于紙片上端水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)值；
（4）740；
（5）當(dāng)活塞剛要向下運(yùn)動(dòng)時(shí)用秤測(cè)出水桶和水的總質(zhì)量m；p=$\frac{mgL}{V}$．

點(diǎn)評(píng) 本題的綜合性相當(dāng)強(qiáng)，主要考查學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．