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17.林紅同學做“測量大氣壓值”的實驗,裝置如圖所示.
(1)為使實驗誤差更小,林紅不宜采用圖乙(選填“甲”或“乙”)裝置方式來估測大氣壓強.
(2)林紅采用正確的裝置方式進行測量,實驗步驟如下:
①.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②.用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部,繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,沿正確的方向慢慢拉動注射器筒,當注射器的活塞開始滑動時記下彈簧測力計的示數F;
③.讀出注射器的容積V;
④.用刻度尺測出注射器的長度L.
(3)實驗分析與數據處理:
a.實驗步驟①的目的是排掉注射器中的空氣;
b.指出實驗中的錯誤步驟:④(填數字序號),并進行糾正:應量出注射器有刻度部分的長度L′;
c.用測得的物理量表示大氣壓強的表達式p=FLV
(4)實驗時,可先在活塞周圍涂抹潤滑油,然后將其插入針筒中,這樣做有兩個好處;一是減小摩擦;二是活塞的密封性好.
(5)實驗室有A、B兩個注射器,活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應選用A注射器,不選用B注射器的理由是作用在B注射器上的大氣壓力的大小超過了測力計的量程.

分析 (1)地球表面上的一切物體都要受到重力,所以乙圖中注射器的活塞也要受到重力;
(3)a、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔目的是排凈空氣注射器內的空氣,是里面成為真空;
b、注射器的有效長度應從有刻度的位置測算,而不是全部長度;
c、本實驗的原理是:先排出注射器內的空氣,這樣在往外拉活塞時,由于外界大氣壓的作用,要拉動活塞需要很大的力,這個力的大小為F=P大氣S,故測出注射器的有效長度,利用讀出的體積V求出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F,就可求出大氣壓強的值.
(4)涂抹凡士林的好處:一是減小摩擦,二是密封性好;
(5)根據拉動AB兩個注射器的活塞的橫截面積,分別計算出標準大氣壓所需要的拉力即可選擇.

解答 解:(1)乙圖裝置中,向下拉活塞時,由于活塞受到自身的重力,會增大彈簧測力計的示數,因此林紅不宜采用乙圖裝置來估測大氣壓強;
(3)a.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,會把注射器的空氣排掉,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,是防止注射器外的空氣從小孔進入;
b.注射器的體積是活塞的面積和注射器有效長度的乘積,有效長度是指注射器帶刻度的部分;
c.注射器活塞的面積為S=VL,
由二力平衡的條件可知:
F=P大氣S=P大氣VL所以,P大氣=FLV
(4)涂抹凡士林的好處:一是減小摩擦,二是活塞的密封性好.
(5)因AB兩個注射器,活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,
當大氣壓約為105Pa,當面積為2cm2,即0.0002m2時,
由P=FS可得,F=pS=105Pa×0.0002m2=20N,
因為已知彈簧測力計量程為10N,超過了測力計的量程,
所以實驗時應選用A注射器.
故答案為:
(1)乙;(3)a.排掉注射器中的空氣;b.④;應量出注射器有刻度部分的長度L′;c.FLV;(4)摩擦;(5)A;作用在B注射器上的大氣壓力的大小超過了測力計的量程.

點評 此題的綜合性較強,既考查了二力平衡條件的應用、大氣壓強的特點、固體壓強的計算公式p=FS等知識點,又考查了學生應用所學知識分析和解決實際問題的能力.

練習冊系列答案
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