第10讲 大气压强实验探究- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册高频考点过关复习
2026-03-27
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2份
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51页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 大气压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.49 MB |
| 发布时间 | 2026-03-27 |
| 更新时间 | 2026-03-27 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57049846.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中科学讲义通过对比表格系统梳理大气压强的三种测量实验,清晰呈现吸盘拉力法、吸盘重力法、注射器拉力法的器材、步骤、测量量及误差分析,构建“实验原理-操作要点-误差归因”的知识脉络,突出实验原理理解与误差分析的重难点。
讲义亮点在于“实验探究+分层练习”设计,如通过注射器测量大气压的误差分析题(残余空气影响)和摩擦力测量改进题,培养科学思维与探究实践素养。基础题巩固操作步骤,综合题提升误差分析能力,助力教师实施分层教学,支持学生自主复习与能力进阶。
内容正文:
第10讲 大气压强实验探究
大气压强的三中实验测量方法
吸盘拉力法
吸盘重力法
注射器拉力法
实验
器材
吸盘、玻璃板、弹簧测力计、刻度尺
吸盘、玻璃板、刻度尺、小桶、细沙
注射器、弹簧测力计、刻度尺
示意图
测量的物理量
吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D
吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D
活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L
操作
步骤
将吸盘吸在玻璃板上,用弹簧测力计拉吸盘,吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力,测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值
与吸盘拉力法原理一样,只是将弹簧测力计换成小桶,慢慢往小桶内加入细沙,直至将吸盘刚刚拉脱
将注射器活塞推至针筒底端,然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则活塞面积S=V/L,最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值
大气压表达式
误差
分析
吸盘内空气不能完全排出,导致测出的F或G值偏小,大气压值偏小
注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大
实验——大气压的粗测
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内空气。然后,用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔;
②用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L侧面,用这个长度去除它的容积V,由得活塞的横截面积S;
③用细线拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后慢慢地拉动注射器,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气对活塞的压力)F;
④再由计算得出大气压值。
⑤实验误差分析:
误差一:由于实验中不可能将空气排尽,针筒内空气对活塞会有压力,将使得测量结果偏小。
如图所示,活塞受力平衡,所以F0=F+F1,则F<F0,因此测得的大气压力(弹簧测力计示数)小于真实的大气压力。
改进措施:如下图所示,先用注射器吸入一定量的水,然后将针头朝上,将所有水推出,就像医生给病人打针前排空气那样,再用蜡或橡皮帽封住注射器的头。
误差二:由于实验中不可避免的会存在摩擦,从而导致测量结果会偏大。
如图所示,活塞受力平衡,所以F0+f=F,则F>F0,因此测得的大气压力(弹簧测力计示数)大于真实的大气压力。
改进措施:a.在活塞与针筒壁之间涂抹润滑油。
b.测量出摩擦力的大小,利用二力平衡知识,计算出大气压力,即F0=F- f。具体做法是:如下图所示,先不要排针筒内空气及封头,使得针筒内气压始终等于大气压,按照正常的实验步骤拉动注射器,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,此示数即为活塞受到的摩擦力,即F’+F0=f+F0,F’=f。
1.(25-26九年级上·浙江金华·期中)在测量大气压的实验中,针筒活塞的面积为5×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为0.69kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.42kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
2.(24-25八年级上·浙江台州·月考)注射器(针筒)是科学实验中常用的实验器材。如图甲,小科同学利用注射器测量大气压值。实验中记录弹簧测力计的示数为4.5N,所用一次性注射器的最大刻度为2mL,注射器全部刻度的长度为4cm。根据实验数据计算出的大气压强为 Pa。该测量值偏小,原因是: 。
3.(24-25九年级上·浙江杭州·月考)小明想用如下的方法测量大气压强:将一面积为的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是5牛的弹簧测力计测量大气压力(如图所示),然后计算大气压强,若大气压强为帕,则吸盘受到的大气压力是 牛。小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是
。
4.(24-25八年级上·浙江·期末)如图是小尚利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材设计了粗略测量大气压值的实验。
(1)实验时向右缓缓拉动注射器外筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下此时弹簧测力计的示数为F,该过程中分析研究的对象是大气对 的压力(选填“外筒”或“活塞”);
(2)读出所用注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,则此时大气压值p= ;(用已知量符号表示)
(3)实验过程中若注射器筒中的空气没有排尽,则测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)实验过程中,弹簧测力计指针超过最大测量值,活塞仍没有滑动,在不更换弹簧测力计的情况下,可以换用横截面积更 (选填“大”或“小”)的注射器重新实验。
5.(24-25八年级上·浙江丽水·期末)某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选 (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是
。
6.(24-25九年级·浙江·自主招生)小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗,某科学实验小组买回后,利用塑料皮碗测教室中的大气压。具体做法:
(1)将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上,用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d,则皮碗面积;
(2)将测力计挂在皮碗的尾部,沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗,当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F,则大气压强 ,你认为此小组利用 原理测教室中的大气压的;
(3)小组测出教室中的大气压,向老师请教结果,老师用气压计测得的值为,请你找出此实验不妥之处并提出改进建议:不妥之处
,改进方法 。
7.(24-25八年级上·浙江温州·期中)小科学了大气压强后,利用注射器(有刻度部分的容积为6毫升)、小桶、铁架台、细绳(细绳的质量忽略不计),估测了当地某时的大气压值。请你根据实验步骤帮助他完成相关分析。
【实验步骤】
①按如图一所示,组装器材。
②将注射器活塞推至顶端,上端注射口不用橡皮塞封住。往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑,用天平测量出小桶和水的总质量为30克。
③重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤②中的装水小桶(水未倒出),缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,用天平测量出小桶和水的总质量为570克。
④取下注射器,并用刻度尺测量其侧壁上有刻度部分的长度为10厘米。
【实验分析】
(1)本实验中应以 (填“注射器”、“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受的大气压力。
(2)步骤②中“测小桶和水的质量”的目的是 。
(3)根据上述实验测量得到的数据,可计算出当地当时的大气压强为 帕。
(4)为判断实验结果的准确性,小科再次利用实验室里的“空盒气压计”精确地测量该地当时的大气压值,示数如图二 帕。
8.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)测量大气压强的数值,小正同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,测出吸盘压在玻璃上的面积为10cm2;将小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺轻轻向桶内加 (填“砝码”或“细沙”),直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板。
(1)将缺少的一个步骤补充完整: ;
(2)塑料挂钩吸盘能“平贴”在天花板上是由于受到 的作用。
(3)问所挂物体的重力不超过多少,吸盘才不会脱落?(不计细线和吸盘的重)大气压约为1×105帕,g取10牛/千克)
9.(24-25八年级上·浙江杭州·月考)在自主学习的过程中,小菲利用带拉环的吸盘、厚玻璃管、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:① 用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘的面积为10厘米2;② 将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内的空气;③ 用弹簧测力计垂直于玻璃板拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5牛;④ 记录整理数据;⑤ 算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图所示,请回答下列问题:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小菲的实验数据,计算出大气压的值等于 帕。关于该实验中测得大气压的值比当地当日实际大气压值小的原因,下列分析中,合理的是 (多选,填字母)。
A .水存在“黏性”,将吸盘“黏”牢了
B.吸盘内空气未排净
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘所受大气压的面积变小
D.由于误差,弹簧测力计的读数偏小
10.(23-24八年级上·浙江湖州·期末)小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材,对大气压的值进行测量。
(1)将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是
。
(2)下面是记录实验情况的表格,请将空白处内容补充完整。
大气压力F/N
注射器容积V/ml
注射器全部刻度的长度l/cm
活塞面积S/cm2
大气压强P/Pa
7.5
2.5
4
0.625
/
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明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。上述原因可能会使测量值大于真实值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
11.(24-25八年级下·浙江湖州·月考)小俊同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10厘米2;②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气;③用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为98.5牛;④记录整理数据;⑤算出大气压强的值,分析实验结论。实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小俊同学的实验数据,计算出大气压的值等于 帕。
(3)如果在实验过程中吸盘漏气,那么测得的大气压值将会 (大于、等于、小于)真实值。
12.(24-25八年级上·浙江宁波·期末)小科利用如图所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和体积为2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很良好,但摩擦较大。他进行了如下实验:
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,向右拉针筒至针筒开始拉动时,弹簧测力计示数为1.5N。接着他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔。当弹簧测力计示数为6.6N时,针筒开始向右移动,又测得针筒全部刻度的总长度为4cm,则本地大气压强的测量值为 kPa。
(2)小科发现将活塞推至底端时,注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)科学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(量程为5N)、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钩码相连,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针头处空气无法排尽,这将会使测量结果有偏差。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。他们的方法是
;
(2)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,活塞仍没有活动,可改用图乙中的 (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= ;
(3)小蒋发现,同学们在做此实验时测得的大气压值偏大,可能原因是
。
2.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)小丽同学借助注射器(容积为5毫升)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小桶、细绳等器材来估测大气压的值。其实验步骤如下:
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,用天平测。量其总质量为71.2克;
②重新将注射器活塞推至顶端、并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,并用天平测量其总质量为646.2克;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为 8厘米。
请回答下列问题:
(1)测量大气压值的实验原理是 ,实验中主要应以 (填“针筒”“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是 。但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值偏 (填“大”或“小”)。
(3)上述实验中,在不考虑活塞自身重力的情况下,可得出活塞受到的摩擦力为 牛,由此计算出大气压强的值约为 帕。(g取10牛/千克)
3.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材,对大气压的值进行测量。
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等,此时这两个力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”);
(2)将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是 ;
(3)下面是记录实验情况的表格,请将空白处内容补充完整。
大气对活塞的压力F/N
注射器容积V/mL
注射长器全部刻度的长度L/cm
活塞面积S/
大气压强p/Pa
7.5
2.5
4
0.625
(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10N,活塞仍没有滑动,可改用图乙中的 (选填“A”或“C”)注射器;
(5)同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明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涵塞与注射器筒壁不完全密封;
其中可能会使测量值大于真实值的是 。(填序号)
4.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)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:
(1)在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值 Pa;
(2)实验时若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)为了减小摩擦力对实验的影响,爱思考的小启同学回到学校设计了图丙所示装置。将原来注射器筒固定在水平桌面上,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900g;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500g,烧杯质量为125g,g取10N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值为 。
5.(24-25八年级上·浙江·期末)小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出 的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是 。
(2)将步骤④补充完整: 。
(3)她所测的大气压强p= (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
6.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为 (保留2位小数)。
(4)同学们发现测量结果偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因
。
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
7.(24-25八年级上·浙江湖州·期中)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为 N;
③用刻度尺测出注射器标有刻度部分的长度为5cm;
④算出大气压强值为 Pa。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是
。
(3)图是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将 (选填“上浮”或“下沉”)
8.(24-25八年级上·浙江金华·期中)小科同学想利用塑料吸盘估测当地大气压的大小,于是他按图甲进行了如下的实验:
【实验步骤】
①测量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算吸盘的面积是;
②将蘸水的塑料吸盘(吸盘重力不计)放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
③用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉(如图甲所示),直到吸盘脱离玻璃板面;
④记录弹簧测力计的示数;
【数据分析】
(1)步骤②中“将吸盘蘸水”和“用力挤压吸盘”,目的是 ;
(2)请分析数据并计算出大气压是 帕;
(3)该实验中测得大气压值与当地当日实际气压值相比偏小,可能的原因是 ;
A.吸盘内的空气没有排尽 B.由于误差,弹簧测力计读数偏小
C.吸盘被拉变形,吸盘受气压的面积变小 D.水存在“粘性”,将吸盘“粘”牢了
(4)【反思评价】小科利用以上器材继续实验,如图乙、丙,记录弹簧测力计示数分别为、,若则说明 。
9.(24-25八年级上·浙江金华·期中)某校研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
【方案一】
①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;
②如图所示,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;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)研究小组同学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。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射器内空气排尽。他们的方法是
;
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示。
【方案二】
①按改进方法将注射器内空气排尽,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为;
③然后向外缓慢抽水,当 ? ,测得烧杯和水的总重为;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整 ;
(4)利用方案二,本次测量的大气压值p= (用方案二步骤中的字母表示)。
10.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)小博用注射器估测大气压值,实验装置如图甲所示,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用细绳一端连接注射器活塞尾部,另一端连接弹簧测力计,水平向右慢慢拉动注射器针筒,发现测得的大气压值与实际值相差很大,为此他展开思考并改进实验。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 (填“活塞”或“橡皮帽”)的压力。
(2)图甲中,活塞与针筒壁间摩擦力的存在会使测得的大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)为消除摩擦力的影响,小博设计图乙的实验装置,针筒被固定在桌面某一位置,实验步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,活塞受到的拉力大小等于烧杯和水的总重G1=6N;
③然后向外缓缓抽水,当活塞向右匀速滑动时,活塞受到的拉力大小等于烧杯和水的总重G2=4N;
④测得活塞面积为S=0.5cm2;
⑤计算大气压值p。
则小博测得大气压p的值为 。
(4)实验时小博还发现注射器顶端装针头出空气无法排尽,这将会使测量结果有偏差。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尽可能排尽。你的方法是
。
11.(24-25八年级上·浙江宁波·期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器简的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积。
(4)同学们发现测量结果偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因
。
(5)针对以上实验的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水时,活塞又开始向右滑动,此时所测大气压的值应为 。
12.(24-25八年级上·浙江温州·期中)科学源于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理。
【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中,乒乓球会鼓起来恢复球形;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
小希对上述现象非常感兴趣,于是想探索其中奥秘。
【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢?
【建立猜想】猜想一:一定质量的气体压强大小可能与温度有关;
猜想二:一定质量的气体压强大小可能与体积有关。
(1)小希作出猜想一是基于生活现象 (选填“①”或“②”);
(2)【获取证据】小希为了验证猜想二,他找来一个注射器和一个气压传感器,在注射器里密封了30mL空气(不计注射器活塞重力和摩擦,大气压强),并与传感器密封连接,接上数据采集器,如图所示,然后缓缓推动活塞,记录数据如下:
实验次数
1
2
3
4
5
6
体积(mL)
30
25
20
15
10
压强
1
1.2
1.5
2.0
3.0
5.0
【得出结论】小希分析表中的实验数据,得出结论。可推知当气体压强为时,注射器内空气的体积为 mL;
(3)【交流评价】给自行车轮胎充气,可能会出现爆胎现象。能否用上述结论解释该现象并说明理由 。
13.(24-25八年级上·浙江宁波·开学考试)如图,小石利用标有2.5毫升的一次性注射器,弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)下面是记录实验情况的表格,请将其中 处数据补充完整。
弹簧测力计的示数F/N
注射器容积V/mL
注射器刻度总长度L/cm
大气压p/Pa
7.5
2.5
4
(2)小孟发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此孟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活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 (填序号)。
(3)在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小宋同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平面上,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880g;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460g。烧杯质量为100g,活塞面积为7.7×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。求所测大气压的值 。
14.(24-25八年级上·浙江嘉兴·期中)如图所示,小科想估测大气压的大小,他设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为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为S。
E.根据计算出大气压的大小p。
(1)小科由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是 ;
(2)要测出大气压的大小,如果实验中小科所用的弹簧测力计的量程是0~10N,吸盘与玻璃板的接触面积是,他 (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(当时大气压约为)。在不更换弹簧测力计的情况下,为了完成实验,改进措施是
。
15.(24-25八年级上·浙江金华·期中)小明在家利用吸盘、拉力传感器、小桶、米等器材估测大气压强,传感器连接电脑,实时记录挂钩上的拉力F随时间t的变化关系,操作如下:①将吸盘紧压在光滑玻璃餐桌下表面;②在吸盘下方挂上传感器,并开始记录数据:③在传感器下方轻轻挂上小桶;④将米慢慢装入小桶直至吸盘和桌面脱离。传感器记录的拉力F与时间t的关系如图丙所示。(不考虑吸盘自身重力,g取10N/kg,π取3.14)求:
(1)由图乙可知,吸盘的直径为 cm,由图丁可知,该传感器自身的重力为
N;
(2)小桶的质量为多少?
(3)大气压强的值为多少?
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第10讲 大气压强实验探究
大气压强的三中实验测量方法
吸盘拉力法
吸盘重力法
注射器拉力法
实验
器材
吸盘、玻璃板、弹簧测力计、刻度尺
吸盘、玻璃板、刻度尺、小桶、细沙
注射器、弹簧测力计、刻度尺
示意图
测量的物理量
吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D
吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D
活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L
操作
步骤
将吸盘吸在玻璃板上,用弹簧测力计拉吸盘,吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力,测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值
与吸盘拉力法原理一样,只是将弹簧测力计换成小桶,慢慢往小桶内加入细沙,直至将吸盘刚刚拉脱
将注射器活塞推至针筒底端,然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则活塞面积S=V/L,最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值
大气压表达式
误差
分析
吸盘内空气不能完全排出,导致测出的F或G值偏小,大气压值偏小
注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大
实验——大气压的粗测
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内空气。然后,用蜡或橡皮帽封住注射器的小孔;
②用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L侧面,用这个长度去除它的容积V,由得活塞的横截面积S;
③用细线拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后慢慢地拉动注射器,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数(即大气对活塞的压力)F;
④再由计算得出大气压值。
⑤实验误差分析:
误差一:由于实验中不可能将空气排尽,针筒内空气对活塞会有压力,将使得测量结果偏小。
如图所示,活塞受力平衡,所以F0=F+F1,则F<F0,因此测得的大气压力(弹簧测力计示数)小于真实的大气压力。
改进措施:如下图所示,先用注射器吸入一定量的水,然后将针头朝上,将所有水推出,就像医生给病人打针前排空气那样,再用蜡或橡皮帽封住注射器的头。
误差二:由于实验中不可避免的会存在摩擦,从而导致测量结果会偏大。
如图所示,活塞受力平衡,所以F0+f=F,则F>F0,因此测得的大气压力(弹簧测力计示数)大于真实的大气压力。
改进措施:a.在活塞与针筒壁之间涂抹润滑油。
b.测量出摩擦力的大小,利用二力平衡知识,计算出大气压力,即F0=F- f。具体做法是:如下图所示,先不要排针筒内空气及封头,使得针筒内气压始终等于大气压,按照正常的实验步骤拉动注射器,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,此示数即为活塞受到的摩擦力,即F’+F0=f+F0,F’=f。
1.(25-26九年级上·浙江金华·期中)在测量大气压的实验中,针筒活塞的面积为5×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为0.69kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.42kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
【答案】2.1 9.6×104
【解析】当注射器中的活塞开始向左滑动时G1=0.69kg×10N/kg=6.9N
对活塞受力分析F+f=G1=6.9N①
当注射器中的活塞开始向右滑动时G2=(0.69kg-0.42kg)×10N/kg=2.7N
对活塞受力分析F-f=G2=2.7N②
联立①②解得F=4.8N,f=2.1N,压强。
2.(24-25八年级上·浙江台州·月考)注射器(针筒)是科学实验中常用的实验器材。如图甲,小科同学利用注射器测量大气压值。实验中记录弹簧测力计的示数为4.5N,所用一次性注射器的最大刻度为2mL,注射器全部刻度的长度为4cm。根据实验数据计算出的大气压强为 Pa。该测量值偏小,原因是: 。
【答案】 注射器中有空气未全部排尽
【解析】已知V=2mL=2cm3=2×10-6m3,L=4cm=0.04m则
大气压强,注射器中有空气未全部排尽,注射器中会有很小的大气压强,所测大气强会偏小。
3.(24-25九年级上·浙江杭州·月考)小明想用如下的方法测量大气压强:将一面积为的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用最大刻度值是5牛的弹簧测力计测量大气压力(如图所示),然后计算大气压强,若大气压强为帕,则吸盘受到的大气压力是 牛。小明发现不能用这个测力计完成测量,其原因是
。
【答案】101 拉力太大,超过了弹簧测力计的测量范围
【解析】根据可得,吸盘受到的大气压力,而弹簧测力计的最大刻度值是5N,因为101N>5N,所以不能用这个弹簧测力计完成测量。
4.(24-25八年级上·浙江·期末)如图是小尚利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材设计了粗略测量大气压值的实验。
(1)实验时向右缓缓拉动注射器外筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下此时弹簧测力计的示数为F,该过程中分析研究的对象是大气对 的压力(选填“外筒”或“活塞”);
(2)读出所用注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,则此时大气压值p= ;(用已知量符号表示)
(3)实验过程中若注射器筒中的空气没有排尽,则测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)实验过程中,弹簧测力计指针超过最大测量值,活塞仍没有滑动,在不更换弹簧测力计的情况下,可以换用横截面积更 (选填“大”或“小”)的注射器重新实验。
【答案】(1)活塞(2)(3)偏小(4)小
【解析】(1)当注射器中的活塞刚开始滑动时,此时弹簧测力计对活塞的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,所以分析研究的对象是大气对活塞的压力。
(2)注射器的容积为V,注射器全部刻度的长度为L,则注射器活塞的横截面积。当活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力F等于大气对活塞的压力F压,根据压强公式,可得此时大气压值为。
(3)如果注射器筒中的空气没有排尽,那么大气对活塞的压力等于弹簧测力计的拉力加上筒内残留空气的压力,这样弹簧测力计的示数F就会偏小。根据可知,测得的大气压值偏小。
(4)根据F=pS,在大气压不变的情况下,要减小弹簧测力计的拉力,可以减小注射器活塞的横截面积。所以在不更换弹簧测力计的情况下,可以换用横截面积更小的注射器重新实验。
5.(24-25八年级上·浙江丽水·期末)某兴趣小组利用带拉环的吸盘、光滑的玻璃板、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面的面积为S。
②将吸盘沾水湿润后,压在玻璃板上。
③用弹簧测力计竖直向上拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时示数为F。
④根据算出大气压强p的值。
(1)步骤②中将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选 (选填“大”或“小”)些;
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小。测出的大气压值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)小组同学通过讨论,最后改用图乙的方法进行实验,这样改进的优点是
。
【答案】(1)防止吸盘漏气(2)小(3)偏小(4)沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响
【解析】(1)将吸盘沾水湿润的目是:防止气体进入吸盘,增强吸盘与玻璃板之间的密封性,防止漏气。
(2)根据可知,在大气压强一定时,受力面积越小,大气压力越小,即减小吸盘的直径,可以减小吸盘受到的大气压力,所以考虑到弹簧测力计的量程有限,吸盘的直径应选小些。
(3)由于拉动吸盘时,吸盘会发生形变,使吸盘直径变小,测得的大气压力变小,由得,测出的大气压值会偏小。
(4)图乙的方法进行实验,沿水平方向拉动,可排除吸盘自身重力的影响,这样测得结果更准确。
6.(24-25九年级·浙江·自主招生)小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗,某科学实验小组买回后,利用塑料皮碗测教室中的大气压。具体做法:
(1)将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上,用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d,则皮碗面积;
(2)将测力计挂在皮碗的尾部,沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗,当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F,则大气压强 ,你认为此小组利用 原理测教室中的大气压的;
(3)小组测出教室中的大气压,向老师请教结果,老师用气压计测得的值为,请你找出此实验不妥之处并提出改进建议:不妥之处
,改进方法 。
【答案】(1)(2)二力平衡与(3)皮碗与玻璃间可能有少量空气(4)蘸点水再挤压在玻璃上
【解析】(2)[1]根据题意,已知大气对皮碗施加的压力为F,皮碗的受力面积为,则测量的大气压强为,实验中运用二力平衡的原理来获得大气施加的压力,再结合压强公式进行计算大气压强。
(3)测量出来的结果比用气压计测量出的气压值偏小,则可能是皮碗与玻璃间可能有少量空气,因此可以蘸点水再挤压在玻璃上。
7.(24-25八年级上·浙江温州·期中)小科学了大气压强后,利用注射器(有刻度部分的容积为6毫升)、小桶、铁架台、细绳(细绳的质量忽略不计),估测了当地某时的大气压值。请你根据实验步骤帮助他完成相关分析。
【实验步骤】
①按如图一所示,组装器材。
②将注射器活塞推至顶端,上端注射口不用橡皮塞封住。往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑,用天平测量出小桶和水的总质量为30克。
③重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤②中的装水小桶(水未倒出),缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,用天平测量出小桶和水的总质量为570克。
④取下注射器,并用刻度尺测量其侧壁上有刻度部分的长度为10厘米。
【实验分析】
(1)本实验中应以 (填“注射器”、“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受的大气压力。
(2)步骤②中“测小桶和水的质量”的目的是 。
(3)根据上述实验测量得到的数据,可计算出当地当时的大气压强为 帕。
(4)为判断实验结果的准确性,小科再次利用实验室里的“空盒气压计”精确地测量该地当时的大气压值,示数如图二 帕。
【答案】(1)活塞(2)求出活塞和针筒之间的摩擦力(3)0.9×105(4)0.99×105
【解析】(1)本实验中是以活塞为研究对象来分析活塞所受的大气压力。
(2)步骤②中测量小桶和水的质量的目的是想知道活塞和针筒之间的摩擦力的大小,为实验减少摩擦力对测量结果的影响。
(3)由②可知活塞和针筒之间的摩擦力f=m1g=30×10﹣3kg×10N/kg=0.3N,大气压力F=mg-f=570×10-3kg×10N/kg-0.3N=5.4N,活塞的横截面积,当地的大气压
(4)该气压计的分度值0.1kPa,可知此时的大气压值为0.99×105Pa。
8.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)测量大气压强的数值,小正同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,测出吸盘压在玻璃上的面积为10cm2;将小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺轻轻向桶内加 (填“砝码”或“细沙”),直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板。
(1)将缺少的一个步骤补充完整: ;
(2)塑料挂钩吸盘能“平贴”在天花板上是由于受到 的作用。
(3)问所挂物体的重力不超过多少,吸盘才不会脱落?(不计细线和吸盘的重)大气压约为1×105帕,g取10牛/千克)
【答案】(1)细沙(2)大气压(3)100
【解析】本实验测量大气压的原理是当吸盘刚好脱落时,大气压力等于总重力,需要逐渐增大总重力至刚好脱落,所以将小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺轻轻向桶内加细沙,而不能加入砝码,直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板。当吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的向上的大气压力的大小就等于所挂物体的总重力G,所以还要测出此时塑料挂钩、小桶和细沙的总重力G。将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,排出里面的空气,外界空气对其有向上的大气压力,所以塑料挂钩吸盘能“平贴”在天花板上是由于受到大气压的作用。大气压约为1×105帕,由得,吸盘受到向上的大气压力F=pS=1×105Pa×10×10-4m2=100N,所以所挂物体的重力不超过100N,吸盘才不会脱落。
9.(24-25八年级上·浙江杭州·月考)在自主学习的过程中,小菲利用带拉环的吸盘、厚玻璃管、水、刻度尺、大量程弹簧测力计来测量大气压强的大小,具体实验步骤如下:① 用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘的面积为10厘米2;② 将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内的空气;③ 用弹簧测力计垂直于玻璃板拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为98.5牛;④ 记录整理数据;⑤ 算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图所示,请回答下列问题:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小菲的实验数据,计算出大气压的值等于 帕。关于该实验中测得大气压的值比当地当日实际大气压值小的原因,下列分析中,合理的是 (多选,填字母)。
A .水存在“黏性”,将吸盘“黏”牢了
B.吸盘内空气未排净
C.由于吸盘被拉变形后,吸盘所受大气压的面积变小
D.由于误差,弹簧测力计的读数偏小
【答案】(1)防止漏气(2) BCD
【解析】(1)将吸盘沾水湿润的目的是防止漏气。
(2)根据题意可知,大气对吸盘的压力F=F示=98.5N,若不考虑实验过程中的其他影响因素,实验时的大气压值,若实验中测得的大气压值偏小,原因可能是吸盘内空气未排净或者由于误差,弹簧秤读数小;吸盘受力变形,往中间聚拢,导致受力面积小,计算时仍然用未收缩时的面积,故而计算出的大气压变小,故选BCD。
10.(23-24八年级上·浙江湖州·期末)小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材,对大气压的值进行测量。
(1)将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔。目的是
。
(2)下面是记录实验情况的表格,请将空白处内容补充完整。
大气压力F/N
注射器容积V/ml
注射器全部刻度的长度l/cm
活塞面积S/cm2
大气压强P/Pa
7.5
2.5
4
0.625
/
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明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。上述原因可能会使测量值大于真实值的是 。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】(1)排尽注射器内的空气,并密封装置防止漏气(2)1.2×105(3)C
【解析】(1)排尽注射器内的空气将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气,并密封装置防止漏气。
(2)大气压强的值
(3)根据压强公式,受力面积一定,活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,算出的大气压会偏小;活塞与注射器筒壁不完全密封也是同理偏小;活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大。没有读准弹簧测力计的示数时,若读数偏大,可能导致测量值大于真实值。故选C。
11.(24-25八年级下·浙江湖州·月考)小俊同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺、大量程弹簧秤来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10厘米2;②将吸盘沾水湿润后,压在厚玻璃板上,排尽吸盘内空气;③用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为98.5牛;④记录整理数据;⑤算出大气压强的值,分析实验结论。实验装置如图,请结合你所学的知识分析:
(1)将吸盘沾水湿润的目的是 ;
(2)根据小俊同学的实验数据,计算出大气压的值等于 帕。
(3)如果在实验过程中吸盘漏气,那么测得的大气压值将会 (大于、等于、小于)真实值。
【答案】(1)密封,防止漏气(2)(3)小于
【解析】(1)利用吸盘测量大气压强的大小,应排尽吸盘内的空气,将吸盘沾水的目的是密封,防止漏气。
(2)根据题意可知,大气对吸盘的压力F=F示=98.5N
若不考虑实验过程中的其他影响因素,实验时的大气压值
(3)在实验过程中吸盘漏气,使测得的大气压力变小,根据可知,在受力面积一定时,大气压值将会小于真实值。
12.(24-25八年级上·浙江宁波·期末)小科利用如图所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和体积为2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很良好,但摩擦较大。他进行了如下实验:
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,向右拉针筒至针筒开始拉动时,弹簧测力计示数为1.5N。接着他重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔。当弹簧测力计示数为6.6N时,针筒开始向右移动,又测得针筒全部刻度的总长度为4cm,则本地大气压强的测量值为 kPa。
(2)小科发现将活塞推至底端时,注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)102(2)偏小
【解析】(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,向右拉针筒至针筒开始拉动时,此时摩擦力f=F1=1.5N用橡皮帽密封小孔,针筒开始向右移动,大气压力F气=F2-f=6.6N-1.5N=5.1N
活塞的截面积
大气压强
(2)注射器前端小孔内的气体无法排尽,会使测弹簧测力计的示数F2变小,根据可知,测量的大气压偏小。
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)科学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(量程为5N)、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钩码相连,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针头处空气无法排尽,这将会使测量结果有偏差。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。他们的方法是
;
(2)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,活塞仍没有活动,可改用图乙中的 (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= ;
(3)小蒋发现,同学们在做此实验时测得的大气压值偏大,可能原因是
。
【答案】(1)将注射器内抽满水,然后向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口
(2)C
(3)活塞与注射器筒壁之间有摩擦
【解析】(1)可以将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留有水,再封口,这样就能将空气排尽。
(2)根据公式F=pS可知,当大气压强一定时,受力面积越小,压力也会越小,那么当弹簧测力计量程不够时,可换用较细的注射器,故选C注射器。根据圆柱的体积公式V=SL可得,活塞的面积根据压强公式得
(3)由于活塞与注射器筒壁间有摩擦,所以用弹簧测力计拉动活塞,会使弹簧测力计的拉力的测量值偏大,则算出的大气压会偏大。
2.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)小丽同学借助注射器(容积为5毫升)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小桶、细绳等器材来估测大气压的值。其实验步骤如下:
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,用天平测。量其总质量为71.2克;
②重新将注射器活塞推至顶端、并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,并用天平测量其总质量为646.2克;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为 8厘米。
请回答下列问题:
(1)测量大气压值的实验原理是 ,实验中主要应以 (填“针筒”“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是 。但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值偏 (填“大”或“小”)。
(3)上述实验中,在不考虑活塞自身重力的情况下,可得出活塞受到的摩擦力为 牛,由此计算出大气压强的值约为 帕。(g取10牛/千克)
【答案】(1)p= 活塞(2)排尽注射器中的空气 小(3)0.712 0.92×105
【解析】(1)实验中测量大气压力和受力面积,从而计算大气压强,所以测量大气压的原理;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。
(2)实验时,把活塞推至注射器筒顶端是为了排尽注射器中的空气,使注射器密封。当筒内空气没有排尽时,筒内空气会对活塞产生一个压力,因此测得的大气压值将偏小。
(3)注射器的容积为5mL=5cm3,这注射器上的全部刻度线由刻度尺测量得出为8cm,故活塞的横截面积为
根据二力平衡条件,摩擦力等于重力f=G=mg=0.0712kg×10N/kg=0.712N
活塞受到的大气压力为F=(0.6462−0.0712)kg×10N/kg=5.75N
则大气压强的值约为。
3.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)小明利用标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、刻度尺等器材,对大气压的值进行测量。
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等,此时这两个力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”);
(2)将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是 ;
(3)下面是记录实验情况的表格,请将空白处内容补充完整。
大气对活塞的压力F/N
注射器容积V/mL
注射长器全部刻度的长度L/cm
活塞面积S/
大气压强p/Pa
7.5
2.5
4
0.625
(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10N,活塞仍没有滑动,可改用图乙中的 (选填“A”或“C”)注射器;
(5)同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明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涵塞与注射器筒壁不完全密封;
其中可能会使测量值大于真实值的是 。(填序号)
【答案】(1)活塞 平衡力(2)排尽注射器内的空气(3)1.2×105(4)C(5)②
【解析】(1)实验中,活塞在大气压的作用下,受到压力进入针筒,所以分析研究的对象是大气对活塞的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时,活塞处于平衡状态,由二力平衡条件可知,可以近似看成研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力是一对平衡力,所以活塞所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)如果注射器中有少量空气,会影响测量结果的准确性,所以将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气,防止残留在针筒里的空气对实验结果造成干扰。
(3)根据表中的数据可知,活塞的横截面积为0.625cm2,大气对活塞的压力为7.5N,则大气压强的值
(4)根据压强公式可知,大气压强一定时,受力面积越大,大气压力越大,则弹簧测力计测量的拉力越大,图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到10N,活塞仍没有滑动,则需要减小大气压力,所以选择活塞受力面积较小的注射器,故选C注射器。
(5)①③根据压强公式可知,受力面积一定,活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器小孔中有残余气体,会使拉力变小,则测量的大气压会偏小,故①③不符合题意;②活塞与注射器筒壁间有摩擦,则弹簧测力计的示数会比真实值偏大,算出的大气压会偏大,故②符合题意。故选②。
4.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)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:
(1)在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值 Pa;
(2)实验时若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)为了减小摩擦力对实验的影响,爱思考的小启同学回到学校设计了图丙所示装置。将原来注射器筒固定在水平桌面上,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900g;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500g,烧杯质量为125g,g取10N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值为 。
【答案】(1)1.08×105(2)偏大(3)1.1×105Pa
【解析】(1)据甲图可知,该注射器的体积为
带刻线部分的长度为
注射器的横截面积为
则测得大气压值为
(2)若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,导致测量的压力变大,根据可知,测量的压强会偏大。
(3)设大气压强为p,当活塞刚开始向左滑动时,烧杯的总重力为
根据受力分析可得
解得摩擦力为-------①
当活塞刚开始向右滑动时,烧杯的总重力为
根据受力分析可得---------②
联立①②解得。
5.(24-25八年级上·浙江·期末)小金利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强。方案如下:
①把注射器活塞推至注射器针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器针筒上的小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器针筒,当注射器活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒的容积V;
④用刻度尺测出 的长度L。
据此方案回答问题:
(1)实验中,大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是 。
(2)将步骤④补充完整: 。
(3)她所测的大气压强p= (用测量步骤中的V、L和F表示)。
(4)若采用图乙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)二力平衡(2)注射器的零刻度到最大刻度之间的长度(3)(4)偏大
【解析】(1)活塞受到大气对活塞的压力等于弹簧测力计对活塞的拉力,其依据是二力平衡。
(2)注射器的体积是活塞的面积和注射器有效长度的乘积,有效长度是指注射器带刻度的部分,所以需要测量注射器的零刻度到最大刻度之间的长度。
(3)活塞的面积将测量结果代入压强公式得
(4)若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器自身有重力,会导致所测大气压力偏大,根据可知将会造成测量结果偏大。
6.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为 (保留2位小数)。
(4)同学们发现测量结果偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因
。
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
【答案】(1)排尽注射器内的空气,并防止漏气(3)3.33(4)活塞与筒壁之间存在摩擦力(5)11
【解析】(1)只有先排尽注射器内的空气后,刚拉动活塞时的拉力大小才等于大气压力。所以把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是排尽注射器内的空气,并防止漏气。
(3)由图2可知,注射器有刻度部分的容积为20mL,有刻度部分的长度为6.0cm,注射器活塞的横截面积
(4)活塞与筒壁之间存在摩擦力会导致测量的拉力偏大,根据可知,测量的压强结果也会偏大。
(5)当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉、水平向右的大气压力F大气、水平向右的摩擦力f,处于平衡状态,即F拉=F大气+f......①
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即F大气=F拉′+f......②
F拉=G1=m1g=4.1kg×10N/kg=41N......③
F拉′=G1-G2=4.1kg×10N/kg-2.2kg×10N/kg=19N......④
联立①②③④,解得,摩擦力f=11N
大气压力F大气=30N,大气压强。
7.(24-25八年级上·浙江湖州·期中)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为 N;
③用刻度尺测出注射器标有刻度部分的长度为5cm;
④算出大气压强值为 Pa。
(2)另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器乙(长度保持不变)重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是
。
(3)图是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将 (选填“上浮”或“下沉”)
【答案】(1)5.2
(2)活塞的横截面积变大,相同大气压下所需拉力增大,会超出弹簧测力计的量程
(3)下沉
【解析】(1)②由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为5.2N。由于注射器活塞颈部用绳与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右慢慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩;当注射器中的活塞开始运动时,说明此时拉力与大气对活塞的压力平衡,大小相等,故大气对活塞的压力为;
③用刻度尺测得注射器有刻度部分的长度为,注射器有刻度部分的容积为
活塞的底面积
④此时大气压的数值
(2)大气压约为,10mL注射器活塞的横截面积为
由可得,此时注射器活塞受到的大气压力为,因为弹簧测力计量程为10N,此时注射器活塞受到的大气压力大于弹簧测力计的最大量程,故无法测出大气压力。
(3)模型悬浮时,受到的浮力等于重力;当向外拉注射器的活塞时,试管内气压变小,水进入试管,试管中的水增多,模型受到的重力增大,大于浮力,所以潜艇模型将下沉。
8.(24-25八年级上·浙江金华·期中)小科同学想利用塑料吸盘估测当地大气压的大小,于是他按图甲进行了如下的实验:
【实验步骤】
①测量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算吸盘的面积是;
②将蘸水的塑料吸盘(吸盘重力不计)放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
③用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉(如图甲所示),直到吸盘脱离玻璃板面;
④记录弹簧测力计的示数;
【数据分析】
(1)步骤②中“将吸盘蘸水”和“用力挤压吸盘”,目的是 ;
(2)请分析数据并计算出大气压是 帕;
(3)该实验中测得大气压值与当地当日实际气压值相比偏小,可能的原因是 ;
A.吸盘内的空气没有排尽 B.由于误差,弹簧测力计读数偏小
C.吸盘被拉变形,吸盘受气压的面积变小 D.水存在“粘性”,将吸盘“粘”牢了
(4)【反思评价】小科利用以上器材继续实验,如图乙、丙,记录弹簧测力计示数分别为、,若则说明 。
【答案】(1)防止漏气,将吸盘内的空气尽量排尽
(2)9.8×104Pa
(3)ABC
(4)大气内部各个方向的具有压强,且同一位置,大气压强相等
【解析】(1)“将吸盘蘸水”和“用力挤压吸盘”是为了防止漏气,且将吸盘内的空气尽量排尽。
(2)测量的大气压值为
(3)A.吸盘内的空气没有排尽,导致测量的压力偏小,根据可知,测量的压强偏小,故A符合题意;
B.由于误差,弹簧测力计读数偏小,弹簧测力计的示数表示大气施加的压力,即测量的压力偏小,根据可知,测量的压强偏小,故B符合题意;
C.吸盘被拉变形,吸盘受气压的面积变小,测量的压力偏小,根据可知,测量的压强偏小,故C符合题意;
D.水存在“粘性”,将吸盘“粘”牢了,导致测量的压力偏大,根据可知,测量的压强偏大,故D不符合题意。故选ABC。
(4)甲、乙、丙,记录弹簧测力计示数相等,说明大气内部各个方向的具有压强,且同一位置,大气压强相等。
9.(24-25八年级上·浙江金华·期中)某校研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
【方案一】
①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;
②如图所示,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;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)研究小组同学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。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射器内空气排尽。他们的方法是
;
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示。
【方案二】
①按改进方法将注射器内空气排尽,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为;
③然后向外缓慢抽水,当 ? ,测得烧杯和水的总重为;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整 ;
(4)利用方案二,本次测量的大气压值p= (用方案二步骤中的字母表示)。
【答案】(1)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,再用橡皮帽封口(2)偏大(3)当活塞向右匀速滑动时(4)
【解析】(1)为了将注射器内空气排尽,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,再用橡皮帽封口,此时注射器内无空气。
(2)测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,导致测量的压力变大,根据可知,测的的压强偏大。
(3)实验中根据二力平衡,当活塞向右匀速滑动时,烧杯和水的总重等于大气施加的压力。
(4)当注射器中的活塞开始向左滑动时,对活塞受力分析
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析
两式联立解得测量的大气压值为。
10.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)小博用注射器估测大气压值,实验装置如图甲所示,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用细绳一端连接注射器活塞尾部,另一端连接弹簧测力计,水平向右慢慢拉动注射器针筒,发现测得的大气压值与实际值相差很大,为此他展开思考并改进实验。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 (填“活塞”或“橡皮帽”)的压力。
(2)图甲中,活塞与针筒壁间摩擦力的存在会使测得的大气压值 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)为消除摩擦力的影响,小博设计图乙的实验装置,针筒被固定在桌面某一位置,实验步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,活塞受到的拉力大小等于烧杯和水的总重G1=6N;
③然后向外缓缓抽水,当活塞向右匀速滑动时,活塞受到的拉力大小等于烧杯和水的总重G2=4N;
④测得活塞面积为S=0.5cm2;
⑤计算大气压值p。
则小博测得大气压p的值为 。
(4)实验时小博还发现注射器顶端装针头出空气无法排尽,这将会使测量结果有偏差。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尽可能排尽。你的方法是
。
【答案】(1)活塞(2)偏大(3)pa
(4)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,再封口活塞
【解析】(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。
(2)若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则拉动活塞的拉力会变大,由可知,将导致测得的大气压值偏大。
(3)当注射器中的活塞开始向左滑动时,对活塞受力分析f+F=G1
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析F-f=G2
两式联立解得
小博测得大气压p的值为
(4)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,再封口活塞,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽。
11.(24-25八年级上·浙江宁波·期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器简的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积。
(4)同学们发现测量结果偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因
。
(5)针对以上实验的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,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,测得杯与水的总质量为;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水时,活塞又开始向右滑动,此时所测大气压的值应为 。
【答案】(1)排尽注射器中的空气(3)活塞与针筒之间存在摩擦(5)9×104/90000
【解析】(1)将注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮膜堵住注射器的小孔,目的是排尽注射器内的空气。
(4)活塞与针筒壁之间存在摩擦,则弹出测力计的示数F=F大气+f摩擦,造成拉力示数偏大,则根据会造成测量的大气压强值偏大。
(5)当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉、水平向右的大气压力F大气、水平向右的摩擦力F摩,处于平衡状态,即①
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即②
F拉为③F拉1
④
联立①②③④,解得,摩擦力F摩=11N大气压力F大气=30N
由图2可知,注射器有刻度部分的容积为20mL,有刻度部分的长度为6.0cm,注射器活塞的横截面积为,大气压强为。
12.(24-25八年级上·浙江温州·期中)科学源于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理。
【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中,乒乓球会鼓起来恢复球形;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
小希对上述现象非常感兴趣,于是想探索其中奥秘。
【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢?
【建立猜想】猜想一:一定质量的气体压强大小可能与温度有关;
猜想二:一定质量的气体压强大小可能与体积有关。
(1)小希作出猜想一是基于生活现象 (选填“①”或“②”);
(2)【获取证据】小希为了验证猜想二,他找来一个注射器和一个气压传感器,在注射器里密封了30mL空气(不计注射器活塞重力和摩擦,大气压强),并与传感器密封连接,接上数据采集器,如图所示,然后缓缓推动活塞,记录数据如下:
实验次数
1
2
3
4
5
6
体积(mL)
30
25
20
15
10
压强
1
1.2
1.5
2.0
3.0
5.0
【得出结论】小希分析表中的实验数据,得出结论。可推知当气体压强为时,注射器内空气的体积为 mL;
(3)【交流评价】给自行车轮胎充气,可能会出现爆胎现象。能否用上述结论解释该现象并说明理由 。
【答案】(1)①(2)6(3)不能,因为气体质量发生改变。
【解析】(1)猜想一是探究一定质量的气体压强大小可能与温度有关,即找生活中因为温度而使压强发生改变的实例,即①。
(2)分析表格数据可知,压强与体积的乘积是定值,则当气体压强为时,注射器内空气的体积为6mL。
(3)一定质量的气体压强大小可能与体积有关的实验过程中需要控制质量相同,而给自行车轮胎充气过程中质量是改变的,因此不能用上述结论解释该现象。
13.(24-25八年级上·浙江宁波·开学考试)如图,小石利用标有2.5毫升的一次性注射器,弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)下面是记录实验情况的表格,请将其中 处数据补充完整。
弹簧测力计的示数F/N
注射器容积V/mL
注射器刻度总长度L/cm
大气压p/Pa
7.5
2.5
4
(2)小孟发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此孟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活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因可能会使测量值大于真实值的是 (填序号)。
(3)在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小宋同学设计了如图所示装置。将注射器筒固定在水平面上,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880g;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460g。烧杯质量为100g,活塞面积为7.7×10-5m2,轮轴间的摩擦和细线重不计。求所测大气压的值 。
【答案】(1)1.2×105(2)②(3)0.98×105Pa
【解析】(1)活塞的截面积
不考虑摩擦力的影响 p大气S=F
所以大气压
(2)①橡皮帽封住的注射器小孔中由残余气体时,设残余气体对活塞的作用力为F余,大气压对活塞的压力为F大气;不考虑摩擦力时则有计算时用 所以这样计算出的大气压偏低;
③活塞与注射器筒壁不完全密封时,和①的情况相同,计算出来的大气压偏低;活塞与注射器筒壁有摩擦时,根据平衡条件知道计算大气压时用,所以这样计算的大气压偏高。故选②。
(3)当活塞开始向左滑动时,根据平衡条件知道
所以摩擦力
当活塞开始向右滑动时,根据平衡条件知道
所以
所以大气压。
14.(24-25八年级上·浙江嘉兴·期中)如图所示,小科想估测大气压的大小,他设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为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为S。
E.根据计算出大气压的大小p。
(1)小科由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是 ;
(2)要测出大气压的大小,如果实验中小科所用的弹簧测力计的量程是0~10N,吸盘与玻璃板的接触面积是,他 (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(当时大气压约为)。在不更换弹簧测力计的情况下,为了完成实验,改进措施是
。
【答案】(1)BCA(2)不能 更换横截面积不超过1cm2的吸盘
【解析】(1)测量大气压施加的压力应先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;然后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;最后记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力,因此正确的顺序应该是BCA。
(2)已知当时大气压约为,吸盘与玻璃板的接触面积是,则此时大气给吸盘的压力为由于大气施加的压力超过弹簧测力计的量程,因此不能测出大气压的大小。在不更换弹簧测力计的情况下,可以更换吸盘的横截面积,已知弹簧测力计施加的最大压力是10N,则需要吸盘的横截面积最大为
,即更换横截面积为最大为1cm2的吸盘。
15.(24-25八年级上·浙江金华·期中)小明在家利用吸盘、拉力传感器、小桶、米等器材估测大气压强,传感器连接电脑,实时记录挂钩上的拉力F随时间t的变化关系,操作如下:①将吸盘紧压在光滑玻璃餐桌下表面;②在吸盘下方挂上传感器,并开始记录数据:③在传感器下方轻轻挂上小桶;④将米慢慢装入小桶直至吸盘和桌面脱离。传感器记录的拉力F与时间t的关系如图丙所示。(不考虑吸盘自身重力,g取10N/kg,π取3.14)求:
(1)由图乙可知,吸盘的直径为 cm,由图丁可知,该传感器自身的重力为
N;
(2)小桶的质量为多少?
(3)大气压强的值为多少?
【答案】(1)2.00 2(2)0.1kg(3)
【解析】(1)由图可知,刻度尺分度值为0.1cm,所以吸盘的直径为2.00cm。由实验操作和丁图可知,传感器自身的重力为2N。
(2)由实验操作和丁图可知,小桶加传感器自重为3N,所以小桶重力为
所以小桶质量为
(3)由圆的面积公式可知
由图丁可知拉力最大时为31.4N,此时的拉力为大气压强造成的压力大小,所以大气压强的值为。
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