Question

11．小明想測量大氣壓的大小，實驗過程如下：

（1）排出吸盤中的空氣，把它緊壓在厚玻璃板上．往小桶里慢慢加沙，直到吸盤被拉下來為止，如圖甲所示．
（2）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時，發(fā)現(xiàn)天平指針偏向分度盤中央刻度線的左側(cè)，則應向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，直到橫梁平衡．
（3）把裝有沙的小桶放在天平的左盤，往右盤添加砝碼，并調(diào)節(jié)游碼．橫梁恢復平衡時，右盤砝碼與游碼位置如圖乙所示，則桶和沙的總質(zhì)量m=56.2g．
（4）如圖丙，用刻度尺測出吸盤的直徑D=15.4mm（要求估讀到刻度尺分度值的下一位）．
（5）根據(jù)上面測量的物理量，寫出大氣壓的表達式：p=$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$（用m、D、g、π等字母表示）．
（6）小明測量結(jié)果與當時的真實氣壓相差比較大，下列原因不可能的是C
A．吸盤中的空氣沒有完全被擠出     B．接觸面沒有處理干凈
C．吸盤太小了                   D．玻璃不平整，存在漏氣現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （2）在進行天平的調(diào)節(jié)時，哪端偏高，則平衡螺母應向哪端調(diào)節(jié)；
（3）根據(jù)乙圖讀出桶和沙的總質(zhì)量，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標尺上所對的刻度值；注意標尺的分度值；
（4）使用刻度尺前要觀察其零刻度線是否磨損，量程和分度值；即兩個相鄰最小格所代表的數(shù)值即為分度值；讀數(shù)時視線要與尺面垂直，估讀到分度值的下一位．
（5）表達要利用公式將其推導到我們所測的量上去，即用G（或質(zhì)量m）表示拉力F，用直徑D（或半徑r）表示面積；
（6）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$，利用控制變量法分析解答．

解答 解：（2）指針偏向分度盤中央刻度線的左側(cè)，所以右盤偏高，平衡螺母應向右調(diào)節(jié)；
（3）由圖乙知，標尺的分度值為0.2g，桶和沙的總質(zhì)量m=50g+5g+2g=56.2g；
（4）由圖丙知，在1cm之間有10個小格，所以一個小格代表1mm，即該刻度尺的分度值為1mm；
左側(cè)與2.00cm對齊，右側(cè)與3.54cm對齊，所以吸盤的直徑D=3.54cm-2.00cm=1.54cm=15.4mm．
（5）從公式入手推導出表達式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{π{r}^{2}}$=$\frac{mg}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$；
（6）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知，S一定時，吸盤中的空氣沒有完全被擠出、接觸面沒有處理干凈、玻璃不平整，存在漏氣現(xiàn)象都會造成拉力F偏小，所測量的大氣壓值會偏小．而吸盤的大小不會影響測量結(jié)果．故應選C．
故答案為：（2）右；（3）56.2；（4）15.4；（5）$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$；（6）C．

點評 這是一種常見的測量大氣壓的方法，但只適合粗略測量．器材簡單、操作易行，但表達式的推導則需從公式入手耐心細致，這也是該實驗的實質(zhì)所在．