Question

18．如圖甲所示，小明依據(jù)課本的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量本地的大氣壓值，所用一次性注射器的最大刻度為2mL，用刻度尺測(cè)得刻度部分的長(zhǎng)度為4cm．實(shí)驗(yàn)中記下活塞開始滑動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出：此注射器活塞的橫截面積是0.5cm²，大氣壓強(qiáng)為0.9×10⁵Pa．
（2）為判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，小明利用自家汽車?yán)锏摹疤�壓�?jì)”測(cè)量實(shí)際的大氣壓，示數(shù)如圖乙所示，其值為1×10⁵Pa．該值最早由意大利物理學(xué)家托里拆利測(cè)定．
（3）對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小明認(rèn)為原因是第一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在下列問(wèn)題，請(qǐng)你幫他指出其中不可能的是C．
A．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)
B．注射器中有空氣未全部排盡
C．活塞與注射器筒壁間摩擦較大

Answer 1

分析 （1）注射器的容積可通過(guò)圖中讀出，其單位為ml，注射器是圓柱體，利用公式V=SL的變形，可求其橫截面積的大��；
根據(jù)二力平衡的條件，當(dāng)活塞剛剛拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣對(duì)活塞的壓力是一對(duì)平衡力；再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$將測(cè)得的壓力和面積代入公式即可算出壓強(qiáng)的大��；
（2）根據(jù)“胎壓計(jì)”指針位置即可讀數(shù)，然后進(jìn)行單位換算即可；
（3）如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對(duì)活塞的壓力，從而影響測(cè)量結(jié)果．

解答 解：（1）讀圖可知，注射器容積為2ml，即2cm³．注射器全部刻度的長(zhǎng)度L=4cm，因?yàn)樽⑸淦鳛閳A柱體，
根據(jù)其體積公積可得，S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2c{m}^{3}}{4cm}$=0.5cm²；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=4.5N，這就是大氣對(duì)活塞的壓力，將其代入公式得，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4.5N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.9×10⁵Pa；
（2）由“胎壓計(jì)”指針位置可知，實(shí)際的大氣壓p′=100kPa=100×1000Pa=1×10⁵Pa；該值最早由意大利物理學(xué)家托里拆利測(cè)定；
（3）如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在較大的摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對(duì)活塞的壓力，從而使測(cè)量值偏大，而根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的大氣壓強(qiáng)小于實(shí)際大氣壓，所以不可能是活塞與注射器筒壁間摩擦較大．
故答案為：（1）0.5；0.9×10⁵；（2）1×10⁵；托里拆利；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對(duì)學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．