初中物理
专项素养综合全练(六)
估测大气压的特殊方法
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1.(新中考·设计实验)(2023四川攀枝花二模)物理兴趣小组的
同学利用展一次登山活动,他们想利用随身携带的注
射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关器材测量山顶的
大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封
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住注射器的小孔。
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞,使线的一端与弹簧测
力计的挂钩相连,然后水平向右缓慢拉动针筒,当针筒中的活
塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)实验时同学们发现注射器顶端装针头处的空气无法排尽,
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这将会使测量结果 (选填“偏大”“不变”或
“偏小”)。
(2)测量前,有同学建议在活塞抹润滑油,然后将其插
入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好,二是可
以 。
(3)若同学们使用图乙中的B注射器进行测量,弹簧测力计被
拉到5 N时活塞仍没有滑动。可改用图乙中的
(选填“A”或“C”)注射器。用测量得到的物理量表示大
气压的值为 。
偏小
减小摩擦
C
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(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学在登
山活动结束后经过思考设计了如图丙所示的装置。将注射
器固定在水平桌面上,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,测得杯中水的质量为
900 g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中
水的质量为500 g。烧杯质量为125 g,活塞的横截面积为×
10-5 m2,g取10 N/kg,轮轴间的摩擦和细线重
不计,则所测大气压值为 。×105 Pa
丙
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解析 (1)注射器顶端装针头处的空气无法排尽,注射器内残
留的空气也会产生一定的压强,这样会使拉动活塞开始滑动
所需的拉力F变小,活塞的横截面积不变,则测得的大气压会
偏小。(2)涂抹润滑油的好处:①活塞的密封性好;②减小摩
擦对实验的影响。(3)外界大气压强保持一定,根据公式F=pS
可知,注射器的横截面积越小,拉动活塞所需的力也会越小,
使用图乙中的B注射器进行测量,弹簧测力计被拉到5 N时活
塞仍没有滑动,可换用横截面积较小的C注射器;活塞的横截
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面积S= ,将测量结果代入压强公式得:p= = = ;(4)当注
射器的活塞开始向左滑动时,活塞受到绳子水平向左的拉力
F拉与烧杯和水的总重力G1大小相等,则F拉=G1=(900+125)×
10-3 kg×10 N/kg= N,假设活塞与针筒间的摩擦力为f,则
f+F=F拉= N①;当注射器中的活塞开始向右滑动时,F拉'=
G2=(+) kg×10 N/kg= N,此时F-f=F拉'= N②;联
立①②两式解得:F= N;所以p= = =×105 Pa。
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2.(新中考·创新实验)(2023贵州黔东南期末)小明设计了用吸
盘测量大气压值的实验,可选用的测量工具有刻度尺、弹簧
测力计、秒表和天平。请回答:
(1)实验步骤:
①如图所示,将塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,挤出里面
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的空气;②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢
添加 (选填“砝码”或“细沙”),直到吸盘恰好
脱离玻璃板;③用天平测出小桶和里面物体的总质量m;④用
刻度尺测量 (写出相关物理量及其符号);⑤大气
压强表达式为p=
(用所测得的物理量的符号表示)。
(2)为了减小误差,下列做法可行的是 。
A.减小吸盘的直径 B.减小塑料桶的质量
C.在吸盘上沾点水后再压在玻璃板上
细沙
吸盘的直径d
C
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(3)小明同学通过实验数据计算出的大气压值与标准大气压
值相差很大,造成该现象的原因可能是
(写出一条即可)。
吸盘漏气(答案合理即可)
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解析 (1)②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓
慢添加细沙时,吸盘所受绳子的拉力缓慢均匀增大,直到吸盘
恰好脱离玻璃板,选用细沙可以使测量结果更准确;④用刻度
尺测量塑料吸盘的直径d,以便求出吸盘的面积;⑤吸盘脱离
玻璃板时,细绳对吸盘的拉力(即桶和细沙的重力)等于大气
压对吸盘的压力,则大气压强p= = = = 。(2)在
吸盘上沾点水后再压在玻璃板上,加强了吸盘与玻璃板面之
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间的密封性,防止漏气,可以减小误差;减小吸盘的直径、减
小塑料桶的质量均无法减小误差。(3)造成实验结果相差很
大的原因有很多,吸盘与玻璃板是否接触紧密是一个重要的
影响因素;所以造成该现象的原因可能是吸盘漏气、吸盘与
接触面之间有杂质或吸盘内空气没有排干净等。
