内容正文:
三 大气压大小的测量
【例1】 小科利用带拉环的吸盘、平面镜、水、刻度尺等器材测量大气压的大小,步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为2 cm2。
②将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上。
③用弹簧测力计拉动吸盘,直至吸盘恰好脱落,读出此时弹簧测力计的示数为19 N。
④记录整理数据。
⑤算出大气压强,分析实验结论。
实验装置如图所示。请结合你所学的知识分析。
(1)将吸盘沾水湿润的目的是__防止漏气(或排尽空气)__。
(2)根据小科的实验数据,计算得到大气压强等于__0.95×105__帕。
(3)小科测得大气压强比实际大气压强偏低,可能的原因是①__漏气或未排尽空气__;②__受吸盘重力或弹簧测力计自重影响(合理即可)__。
变式 晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作。
(1)请补充完整该实验的相关步骤。
①如图所示,将蘸水的圆形塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的空气。
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面。
③用天平测出吸盘、细沙和小桶的总质量M。
④用刻度尺测量__塑料吸盘的直径D__。
⑤大气压强的表达式为__p=__(用字母表示)。
(2)本实验存在误差的原因是(写出两个):
__①吸盘内有空气;②测量塑料吸盘的直径D有误差__。
【例2】 小金做“估测大气压值”的实验,装置如图所示。
(1)小金不能采用__乙__(填“甲”或“乙”)图的装置来估测大气压强,其原因是__活塞受到的重力会影响大气压力的测定__。
(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.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计示数F。
C.读出注射器的容积V。
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
①指出以上实验步骤中的错误并改正:__步骤D应测出注射器有刻度部分的长度__。
②改正错误步骤后,用测得的正确的量表示大气压强的表达式p=____。
(3)同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小金与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封。上述原因一定会使测量值大于真实值的是__②__(填序号)。
变式 科学兴趣小组用图甲实验方案测量本地的大气压值。实验中当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数为30 N;所用注射器的最大刻度为30 mL;注射器全部刻度的长度为9 cm。
(1)根据实验数据计算出的大气压强为__0.9×105__Pa。
(2)实验计算出的大气压强小于本地的大气压值,其原因可能是__A__(填字母)。
A.注射器中有空气未全部排尽
B.活塞与注射器筒壁间摩擦较大
(3)兴趣小组发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力。由此提出了猜想:__质量等其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越大__。
(4)为了验证此猜想,小组用气压计与注射器相连(如图乙所示),用注射器吸入一定质量的空气,通过推拉活塞,用气压计测出注射器中气体压强,测得数据记录如表:
体积V/mL
8
12
16
20
24
气压p/kPa
120
80
60
48
40
根据表中的数据可得出,封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为p=____。
1.如图所示,某课外活动小组为了估测大气压的大小,在实验室进行了如下实验:
A.记录弹簧测力计的示数F,这就是大气对吸盘的压力
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积S
E.计算出大气压的大小p
(1)由于疏忽,实验小组将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序应该是__BCA__。
(2)步骤E中,p=____。
(3)实验中将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,蘸水的目的是__尽量将吸盘内的空气排干净__。
(4)如果实验中所用的弹簧测力计的量程是0~15 N,为了测出大气压的大小,你认为实验中所选吸盘的面积应尽量__小一些__(填“大一些”或“小一些”)。
(5)实验小组通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。成员们分析,可能是测得的吸盘的面积不准确,也可能是吸盘与玻璃板面脱离时,弹簧测力计的读数不准确,还可能是__吸盘漏气(或吸盘与接触面之间有杂质,或吸盘内的空气没有排干净等,合理即可)__
(写出一条)。
(6)实验小组又把玻璃板分别斜