Question

今年入冬以來(lái)，東白山頂多次出現(xiàn)南方難得見(jiàn)到“霧凇”“冰棱”現(xiàn)象，呂梁同學(xué)利用星期天進(jìn)行了一次登山活動(dòng)，想利用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)測(cè)量東白山的高度．（已知一定高度范圍內(nèi)，豎直方向每升高10米大氣壓強(qiáng)減小△p，且山下的大氣壓強(qiáng)為p₀）．他們隨身攜帶了注射器（有刻度部分的容積為V）、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等．到達(dá)山頂后，他們首先排盡針筒內(nèi)的空氣并用橡皮帽封住其小孔，進(jìn)行了如圖的實(shí)驗(yàn)．（實(shí)驗(yàn)中針筒與活塞之間的摩擦不計(jì)）
（1）美麗的“霧凇”“冰凌”形成是由于東白山山頂此時(shí)的氣溫______，風(fēng)又大，空氣中的大量水汽凝華、凝固而成．
（2）為了測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮簭?qiáng)，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)出的量有（指出科學(xué)量的名稱并用相應(yīng)的符號(hào)表示）：______；
（3）東白山山腳到山頂?shù)南鄬?duì)高度為_(kāi)_____米（用所測(cè)得的科學(xué)量及已知量表示）；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若針筒內(nèi)空氣沒(méi)有排盡，將導(dǎo)致測(cè)得的高度值______．（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

（1）美麗的“霧凇”“冰凌”形成是由于東白山山頂此時(shí)的氣溫低，風(fēng)又大，空氣中的大量水汽凝華、凝固而成．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要測(cè)出注射器的活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)（即大氣對(duì)活塞的壓力）F；
由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=P_大氣

V

L

即P_大氣=

FL

V

；由本實(shí)驗(yàn)的原理可知：需要測(cè)量出注射器帶刻度的長(zhǎng)度L，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力F；
（3）由F=PS可知：
山頂?shù)拇髿鈮簭?qiáng)P=

F

s

=

FL

V

．
東白山山山頂和山腳的壓強(qiáng)變化：
P′=P₀-P=P₀-

FL

V

=

(P0V-FL)

V

；
根據(jù)在豎直方向每升高10m大氣壓強(qiáng)減小△p可知：
東白山的高度h=

10P

△P

=

10(P0V-FL)

V△P

．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若注射器內(nèi)空氣沒(méi)有排盡，大氣壓等于注射器內(nèi)壓強(qiáng)加上拉力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，這樣會(huì)使得測(cè)得的大氣壓值偏小，高度值將偏大．
故答案為：（1）低；（2）注射器帶刻度的長(zhǎng)度L，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力F；（3）

10(P0V-FL)

V△P

；（4）偏大．