2019年中考物理实验专题复习——探究粗略测量大气压的实验(答案解析).pdfVIP

2019年中考物理实验专题复习—— 探究粗略测量大气压的实验 答案解析 1．（2018•咸宁）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的 注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下： A．把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔； B．如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后 水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，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）测量中，分析研究的是大气对 活塞 （选填“针筒”或“活塞”）的压力，当活塞相对 于针筒开始滑动时，以地面为参照物，研究对象处于 静止 状态。若不考虑其它因素，根 据 二力平衡 的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。 （2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果 偏小 （选 填“偏大”、“不变”或“偏小”）。同学们联想到去医院打针的情景，可采取简单的办法将注射器 内空气排尽。你的方法是 将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水， 再封口 。 （3）测量前，有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油，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 减小摩擦 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器 保持在水平方向，可以减小 活塞自身重力 对实验的影响，从而提高实验的精确程度。 （4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改 用图乙中的 C （选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则 p= 。 【分析】（1）明确实验的原理，分析出研究对象。 第 1 页 共 10 页 研究物体的运动情况时，首先要选取一个物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物。 研究对象的运动情况是怎样的，就看它与参照物的相对位置是否变化。当注射器中的活塞开 始滑动时，二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，此时弹簧测力计的示数与所受的大气 压力相等； （2）注射器顶端装针头处空气无法排尽，里面气体有一定的压强，会造成拉力F偏小，在 面积S不变时，所测量的大气压值会偏小；将注射器装满水，排出里面的气体。 （3）涂抹凡士林的好处：一是减小摩擦，二是密封性好；当弹簧测力计和注射器筒不在水 平方向时，活塞的重力会影响测得的拉力，从而影响测得的大气压； （4）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所 以应选择较小的注射器； 因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S= ，利用压强的公式p= 可得出表 达式。 【解答】解：（1）该实验中以活塞为研究对象；分析研究的是大气对活塞的压力； 当活塞相对于针筒开始滑动时，以地面为参照物，活塞与地面间没有位置的变化，是静止的； 当注射器中的活塞开始滑动时，利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。弹簧测力计的 拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数； （2）注射器顶端装针头处空气无法排尽，即有残余气体，注射器内还会有一定气压，这样 会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小； 将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口，可以采用这一简单 的方法将注射器内空气排尽。 （3）涂抹凡士林的好处：一是减小摩擦，二是活塞的密封性好。 当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时，由于活塞受重力的作用，使得测力计的拉力不等 于大气压力，从而影响测得的大气压，所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向，目的 是为了减小活塞自身重力对实验的影响，从而提高实验的准确程度。 （4）因为大气的压强是一定的，根据公式F=pS，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹 簧测力计量程不够时，可换用小量程注射器，故选C； 活塞的面积S= ，将测量结果代入压强公式得：p= = = 。 故答案为：（1）活塞；静止；二力平衡；（2）偏小；将注射器内抽满水，端口向上推动活塞 第 2 页 共 10 页 排水，使得顶端保留水，再封口；（3）减小摩擦；活塞自身重力；（4）C； 。 【点评】利