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2.8拓展4大气压强的三种实验测量方法
考点剖析
1、小科自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬挂起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的物重,测出最多能挂的物G,再测出此时皮碗的直径d,已知皮碗的质量忽略不计,则可计算出大气压p为;若皮碗内有空气残留,则测出的大气压强数值偏,若皮碗的质量较大,用该方法测出的大气压强比标准值偏。
2、如图所示是某实验小组“估测大气压的值”的实验,器材有注射器、弹簧测力计、刻度尺等。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为F,根据条件可知,此时大气对活塞的压力等于F;
(3)用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L,从注射器读得最大容积为V,可得活塞的横截面积S=;
(4)由公式p=计算此时大气压的数值;
(5)为了减小本实验的误差,请说出你的操作方法(请写出一条):。
3、测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,同学们设计并进行了如下的实验(如图所示)。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量为m。
请帮助同学们完成下列问题
(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是,此时的受力面积大小是,测得大气压数值的表达式是(均用字母表示,写出最终的化简结果);
(3)同学们经计算后发现测量值与当地的实际气压有较大的差异,实验中误差产生的主要原因可能是。(写出一条即可)
4、某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是;
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为;
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因;
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为N,所测大气压的值应为Pa。
5、小明利用V=2mL注射器、0~10N的弹簧测力计和刻度尺估测本地的大气压强值。
(1)图甲,小明将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢向右拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为F=4.9N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度L=4cm,则本地大气压强的测量值P约Pa。
(2)为判断实验结果的准确性,小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压,示数如图乙,对比两次实验结果,小明认为实验中存在下列原因,其中不可能的是。
A.弹簧测力计的示数没有读准
B.注射器中有空气未全部排尽
C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,向左缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F/,则大气压值p/=(用题中出现的物理量符号表示)。实验室还有10mL注射器,其活塞的横截面积为2cm2。小明认为不能采用10mL注射器来估测大气压的值,其理由是。
6、小明在做“估测大气压值”的实验。
(1)在如图所示的装置中,小明不能采用图乙的装置来估测大气压强,其原因是。
(2)实验步骤如下:
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;
B.用
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