Question

小華所設(shè)計的“估測大氣壓的值”的幾個實驗步驟如下
①觀察并記錄注射器筒上所標(biāo)明的容積V，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度L；
②如圖所示，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒．當(dāng)注射器中的活塞剛開始移動時，記下彈簧測力計的示數(shù)F；
③把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一個橡皮帽封住注射器的小孔．
（1）你認(rèn)為小華所設(shè)計的幾個實驗步驟的合理順序是

③②①或③①②

．
（2）第①步驟所測得的容積V與長度L是為了求出

注射器活塞的受力面積（或注射器活塞的橫截面積）

．
（3）根據(jù)上述的實驗步驟，推導(dǎo)出計算大氣壓強的表達(dá)式應(yīng)為

p=

FL

S

．
（4）按照上述的實驗步驟所測得的大氣壓強的值，往往會比大氣壓強的實際值偏小，你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是以下四種情況的哪一種

C

A．推動注射器筒時與注射器內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，使彈簧測力計的示數(shù)偏大
B．推動注射器筒時用力不均勻，使彈簧測力計的示數(shù)偏大
C．注射器內(nèi)并不是真空，存在一定的壓強
D．實驗操作過程中所產(chǎn)生的誤差．

Answer 1

分析：本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)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．

解答：解：（1）由實驗原理設(shè)計實驗步驟為：①將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔；
②能拉動活塞時，說明此時拉力等于大氣對活塞的壓力．故記下的彈簧測力計示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F．
③要算出活塞的面積，可根據(jù)注射器上的刻度得知容積V，再測出注射器有刻度部分的長度L，則活塞面積S=

V

L

．
故合理順序為：③②①或者是③①②．
（2）利用S=

V

L

可以計算出活塞的受力面積．
（3）大氣壓值為P=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（4）在實驗過程中，由于注射器內(nèi)的空氣無法完全排凈，故測量出來的大氣壓總是比實際值要�。�
故答案為：
（1）③②①或③①②；
（2）注射器活塞的受力面積（或注射器活塞的橫截面積）；
（3）p=

FL

V

；
（4）C．

點評：此題的綜合性較強，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、大氣壓強的特點、固體壓強的計算公式p=

F

S

等知識點，又考查了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力．
本題屬實驗探究題，實驗探究題一般對學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．